CN108811221B - 一种led驱动装置、驱动方法及led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED驱动装置，包括至少一个LED驱动器，LED驱动器包括：输入端，接收状态信号；诊断单元，判断LED驱动器的工作状态并形成一诊断信号；控制单元，接收状态信号及诊断信号，当状态信号和诊断信号表示正常时，控制单元形成正常状态信号；当状态信号或诊断信号表示故障时，控制单元形成故障状态信号及报警信号；处理单元，接收报警信号并关断LED驱动器；输出端，接收正常状态信号或故障状态信号；每一LED驱动器的输入端及输出端与相邻LED驱动器的输出端及输入端连接，形成闭环的LED驱动装置。本发明还提供了一种LED驱动方法及LED灯具。由此，使得多个LED驱动器之间可以灵活配置，在任意一路发生故障时，可满足切断全部对应照明功能的要求。

Description

一种LED驱动装置、驱动方法及LED灯具
技术领域
本发明涉及照明设备领域，尤其涉及一种LED驱动装置、驱动方法及LED灯具。
背景技术
目前很多车灯的国家标准中明确要求，当照明设备采用电源驱动时，需要保证当照明设备中的任意一路出现故障时，照明设备或关闭全部对应照明功能，或维持法规所规定的最小照明要求。在实际设计中，多个LED驱动器难以相互协调，彼此之间缺乏简单有效的通信手段，这大大限制了多LED驱动器方案在灯具设计中的应用。
为了解决多个LED灯串的控制问题，目前的技术方案是将多个LED的驱动电路设计在一个驱动器中。采用微处理器来检测各个LED通道的工作情况，并进行协同工作。但是这种驱动器设计复杂，成本较高。而且配置不够灵活。前期进行的设计工作难以在以后的项目中复用。
因此，需要一种新型的LED驱动装置，采用状态信号级联的设计，使得多个LED驱动器之间可以灵活配置，在任意一路发生故障时，可满足切断全部对应照明功能的要求。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种LED驱动装置、驱动方法及LED灯具，实现LED驱动装置的灵活性和其内每一LED驱动器的复用性。
本发明公开了一种LED驱动装置，包括至少一个LED驱动器，每一所述LED驱动器包括：输入端，接收一状态信号，所述状态信号由所述LED驱动器或与所述LED驱动器连接的相邻LED驱动器形成；诊断单元，判断所述LED驱动器的工作状态并形成一诊断信号；控制单元，分别与所述输入端及诊断单元连接以接收所述状态信号及诊断信号，其中当所述状态信号和诊断信号表示正常时，所述控制单元形成一正常状态信号；当所述状态信号或诊断信号表示故障时，所述控制单元形成一故障状态信号及报警信号；处理单元，与所述控制单元连接，接收所述报警信号并关断所述LED驱动器；输出端，与所述控制单元连接，接收所述正常状态信号或故障状态信号并输出；且每一所述LED驱动器的输入端及输出端与所述相邻LED驱动器的输出端及输入端分别连接，最后一个所述LED驱动器的输出端与第一个所述LED驱动器的输入端连接，以形成一闭环，其中，当所述LED驱动器为一个时，所述LED驱动器的输入端与输出端互联。
优选地，每一所述LED驱动器还包括：信号处理单元，连接于所述输入端及控制单元间，以处理所述状态信号。
优选地，每一所述LED驱动器还包括：配置单元，与所述控制单元连接，向所述控制单元发送所述LED驱动器的判断参数。
优选地，所述判断参数包括一时间阈值；所述LED驱动器的启动时间超过所述时间阈值后，激活所述输入端接收所述状态信号。
优选地，当所述LED驱动器为一个时，所述LED驱动模组的输入端与其输出端连接。
本发明还提供了一种LED驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：判断一LED驱动器的工作状态以形成一诊断信号；当所述诊断信号表示故障时，向外输出故障状态信号，再关闭所述LED驱动器，；当所述诊断信号表示正常时，向外输出正常状态信号；
步骤2：LED驱动器接收与其连接的相邻LED驱动器的状态信号；
步骤3：接收状态信号及诊断信号，且
当状态信号和诊断信号表示正常时，执行以下步骤：
步骤4-1：更新输出信号为正常状态，并输出到相邻LED驱动器；
当状态信号或诊断信号表示故障时，执行以下步骤：
步骤4-2：形成一故障状态信号及报警信号，并关断驱动器；
步骤5：更新输出信号为故障状态信号至相邻LED驱动器。
优选地，步骤1还包括：步骤1-1：对状态信号进行端口保护、抗干扰滤波、电平转换或调理处理。
优选地，步骤2还包括：步骤2-1：接收LED驱动器的判断参数，以形成所述诊断信号。
优选地，所述判断参数包括一时间阈值；所述LED驱动器的启动时间超过所述时间阈值后，激活所述输入端接收所述状态信号。
本发明又公开了一种LED灯具，包括上述的LED驱动装置。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.LED驱动器既可以单独使用，也可以级联配合使用，适用性强；
2.当LED驱动器为多个时，每一LED驱动器的配置相同，设计简易保证了扩展的灵活性和方便性。
附图说明
图1为符合本发明一优选实施例中LED驱动器的结构示意图；
图2为符合本发明一优选实施例中多个LED驱动器的级联示意图；
图3为符合本发明一优选实施例中LED驱动方法的流程示意图。
附图标记：
10-LED驱动器、11-输入端、12-诊断单元、13-控制单元、14-处理单元、15-输出端、16-信号处理单元、17-配置单元。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参阅图1，为符合本发明一优选实施例中LED驱动器10的结构示意图。在该实施例中，用于对LED照明驱动的由LED驱动装置完成，LED驱动装置可以是集成的或分立的，其内包括有至少一个LED驱动器10，分别控制一个LED光源，当LED驱动器10关断时，其控制的LED光源也即关闭。为实现当一路LED关断时，其他所有LED均关闭的效果，每一驱动器至少包括以下接口：
-输入端11
输入端11为设置在LED驱动器10上，用于与外界连接，并接收信号的端口，其接收一状态信号，以获知该发出该状态信号的设备的工作状态。具体地，每一LED驱动器10均与一相邻同质的LED驱动器10连接，连接的LED驱动器10将外发一表示其工作状态的状态信号，例如正常工作中、故障中等，其相邻的LED驱动器10接收该状态信号，解析后可了解发出该状态信号的LED驱动器10的状态。也就是说，每一LED驱动器10均可以了解与其相邻的、一侧或两侧连接的LED驱动器10是否处于工作或关断的状态。或是当LED驱动器10仅具有一个时，该状态信号由自身形成。
上述所谓同质LED驱动器10，是指配置相同、结构相同的LED驱动器10，或是某一LED驱动器10的多复用，任意两个LED驱动器10可无缝替换。
-诊断单元12
诊断单元12设置于LED驱动器10内，实时地检测该LED驱动器10的工作状态，以了解自身LED驱动器10的处于工作、关断或其他运行状态，判断上述状态信息后，形成承载状态信息的一诊断信号。诊断单元12对LED驱动器10进行自检测形成的该诊断信号，可帮助LED驱动器10内的其他单元获悉LED驱动器10的运行状态。
-控制单元13
控制单元13同样设置在LED驱动器10内，与输入端11及诊断单元12连接，在LED驱动器10接收到状态信号及自身形成诊断信号后，上述状态信号及诊断信号将发送至控制单元13，控制单元13将根据状态信号和诊断信号表征的相邻LED驱动器10的工作状态或自身LED驱动器10的工作状态执行不同的操作，例如：
①状态信号表示正常且诊断信号表示正常
当控制单元13接收的状态信号和诊断信号表示的均为正常工作信号时，表示设有控制单元13的该LED驱动器10及该LED驱动器10相邻的LED驱动器10的均处于正常工作状态，无需对LED进行关断操作。因此，控制单元13将形成一正常状态信号；
②状态信号表示故障且/或诊断信号表示故障
当控制单元13接收的状态信号和诊断信号中的一种或两种表示为故障信号时，表示设有控制单元13的该LED驱动器10或该LED驱动器10相邻的LED驱动器10中的一种或两种处于非正常运行状态，LED串中有一处或多处出现故障，应当对所有LED进行关断操作。因此，控制单元13将形成一故障状态信号及报警信号。
-处理单元14
处理单元14与控制单元13连接，当控制单元13形成的为故障状态信号及报警信号时，将接收该报警信号，并根据该报警信号，处理单元14可知晓LED串中出现故障，需关断LED驱动器10。
-输出端15
输出端15与控制单元13连接，无论在状态信号和诊断信号表示为正常还是故障的情况下，输出端15均将接收控制单元13形成的正常状态信号或故障状态信号。且进一步地，输出端15与相邻LED驱动器10的输入端11连接，即形成上下级关系，前一LED驱动器10完成控制后，交由后一LED驱动器10继续判断并对其进行控制，则整个LED驱动装置，由多个LED驱动器10连接形成，且连接为一闭环，每一LED驱动器10均具有一输入端11及输出端15。
参阅图2，具有上述配置后，当LED串中的一个LED出现故障时，对应于该LED的LED驱动器10将通过诊断单元12判断自身状态，即诊断信号为故障时，通过形成为闭环的LED驱动器10依次地传输至每一LED驱动器10，进而依次关断每一LED。且由于整套LED驱动装置为闭环，对每一LED驱动器10并不区分主次，任意一个出现故障后的报警处理方式均相同。
在一优选实施例中，LED驱动器10还包括：
-信号处理单元16
信号处理单元16连接在输入端11与控制单元13间，当输入端11接收到状态信号并传输至控制单元13前时，将对信号进行处理，处理方式如：端口保护、抗干扰滤波、信号电平转换或信号形式调理，以将状态信号转化为适合本级LED驱动器10使用的信号形式。
-配置单元17
配置单元17设置于LED驱动器10内，并与控制单元13连接，发送LED驱动器10的判断参数至控制单元13。该判断参数，为帮助控制单元13完成逻辑判断的基础，比如，判断参数包括一时间阈值，用于通过控制单元13控制输入端11的工作状态。具体地，控制单元13接收到该时间阈值后，将其作为一基准值，当且仅当LED驱动器10的启动时间超过该时间阈值时，输入端11才会被激活接收状态信号。上述配置的目的在于，当LED驱动器10的设置数量较多时，遍历每一LED驱动器10的时间相对较长，或输入端11激活接收状态信号时，该状态信号并未更新至对应前一级LED驱动器10的状态，这一滞后将造成后续控制单元13的判断错误，因此，设置一时间阈值，指定输入端11接收状态信号的时间。进一步优选的，每一LED驱动器10内的时间阈值并不相同，随级数的增加而增加，例如，时间阈值选择为：
Figure BDA0001279399020000061
其中，ts为时间阈值，td为形成诊断信号的最大时间，这个时间与LED驱动器10实现电路有关；tci为第i级LED驱动器10的故障状态信号传递到下一级所需要的信号传输时间；tt为可选的，用于提高抗干扰性能所引入的容限时间，可由使用者根据应用设定；N为LED驱动器10的个数。
通过上述时间阈值的设置，可明显减少接收的状态信号的滞后，提高控制单元13的逻辑判断准确性。
判断参数也可包括LED驱动器10的基本工作参数，如电路结构基本配值等，辅助于控制单元13。
此外，考虑到不少LED串中一路仅有一个LED的情况，其对应的LED驱动器10也仅有一个，此时，为同样形成闭环的LED驱动装置，该LED驱动器10的输入端11与其输出端15连接，形成单个LED驱动器10的闭环结构。由此，不论LED驱动器10的数量为几何，只要其中一个LED驱动器10出现故障，所有的LED驱动器10都将关断，进而关断LED串中的所有LED。
参阅图3，对于本发明中的LED驱动方法，可通过以下步骤执行：
步骤1：判断一LED驱动器的工作状态以形成一诊断信号；当所述诊断信号表示故障时，则立即关闭LED驱动器，并可选地，向外输出故障状态信号；当诊断信号表示正常时，则向外输出正常状态信号；
步骤2：上述状态信号形成后，LED驱动器接收与其连接的相邻LED驱动器的状态信号，由此除获知自身状态外，还将获得其他一个或两个LED驱动器的状态信息；
步骤3：LED驱动器接收状态信号及诊断信号，且
当状态信号和诊断信号表示正常时，执行以下步骤：
步骤4-1：更新输出信号为正常状态，并输出到相邻LED驱动器；
当状态信号或诊断信号表示故障时，执行以下步骤：
步骤4-2：形成一故障状态信号及报警信号，并关断驱动器；
步骤5：更新输出信号为故障状态信号至相邻LED驱动器。
在步骤1中，还可增加对信号的处理步骤1-1：对状态信号进行端口保护、抗干扰滤波、电平转换或调理处理。
在步骤2中，还可包括步骤2-1：接收LED驱动器的判断参数，以形成:诊断信号，判断参数如上文所述，包括有时间阈值。
具有上述任一LED驱动器和LED驱动装置后，可将其应用至LED灯具内，对LED灯具内的一串或多串LED进行照明控制。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种LED驱动装置，包括至少一个LED驱动器，其特征在于，
每一所述LED驱动器包括：
输入端，接收一状态信号，所述状态信号由所述LED驱动器或与所述LED驱动器连接的相邻LED驱动器形成；
诊断单元，判断所述LED驱动器的工作状态并形成一诊断信号；
控制单元，分别与所述输入端及诊断单元连接以接收所述状态信号及诊断信号，还包括：
配置单元，与所述控制单元连接，向所述控制单元发送所述LED驱动器的判断参数，其中
当所述状态信号和诊断信号表示正常时，所述控制单元形成一正常状态信号；
当所述状态信号或诊断信号表示故障时，所述控制单元形成一故障状态信号及报警信号；
处理单元，与所述控制单元连接，接收所述报警信号并关断所述LED驱动器；
输出端，与所述控制单元连接，接收所述正常状态信号或故障状态信号并输出；
且
每一所述LED驱动器的输入端及输出端与所述相邻LED驱动器的输出端及输入端分别连接，最后一个所述LED驱动器的输出端与第一个所述LED驱动器的输入端连接，以形成一闭环，其中，当所述LED驱动器为一个时，所述LED驱动器的输入端与输出端互联。
2.如权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，
每一所述LED驱动器还包括：
信号处理单元，连接于所述输入端及控制单元间，以处理所述状态信号。
3.如权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，
所述判断参数包括一时间阈值；
所述LED驱动器的启动时间超过所述时间阈值后，激活所述输入端接收所述状态信号。
4.一种LED驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：判断一LED驱动器的工作状态以形成一诊断信号；当所述诊断信号表示故障时，向外输出故障状态信号，再关闭所述LED驱动器；当所述诊断信号表示正常时，向外输出正常状态信号；
步骤2：LED驱动器接收与其连接的相邻LED驱动器的状态信号；
步骤2-1：接收LED驱动器的判断参数，以形成所述诊断信号；
步骤3：接收状态信号及诊断信号，且
当状态信号和诊断信号表示正常时，执行以下步骤：
步骤4-1：更新输出信号为正常状态，并输出到相邻LED驱动器；
当状态信号或诊断信号表示故障时，执行以下步骤：
步骤4-2：形成一故障状态信号及报警信号；
步骤5：更新输出信号为故障状态信号至相邻LED驱动器，并根据报警信号关断驱动器。
5.如权利要求4所述的LED驱动方法，其特征在于，
步骤1还包括：
步骤1-1：对状态信号进行端口保护、抗干扰滤波、电平转换或调理处理。
6.如权利要求4所述的LED驱动方法，其特征在于，
所述判断参数包括一时间阈值；
所述LED驱动器的启动时间超过所述时间阈值后，激活所述LED驱动器的输入端接收所述状态信号。
7.一种LED灯具，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的LED驱动装置。
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