CN109219198A - Led灯串故障检测装置及故障检测和处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED灯串故障检测装置及故障检测和处理的方法，故障检测装置包括连接到工作线路上的多个LED灯串，LED灯串由控制电路、多个LED单元以及电流检测电路组成，其中电流检测电路在故障检测模式下分别检测LED灯串的基准电流以及每个LED单元或者LED单元的子单元的工作电流，并通过工作电流与基准电流的对比判断其是否存在故障；当发现某个LED灯串的LED单元或者LED单元的子单元的LED灯串出现故障时，对其进行断电处理，防止LED单元出现常亮或乱显导致影响灯串或者灯阵的整体显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种对LED灯串进行故障检测的装置以及对LED灯串故障的处理方法。
背景技术
将LED组成灯串或者灯阵进行装饰或者显示已经得到了广泛的应用，如建筑物外墙的亮化工程、巨型的广告显示屏等。灯串或灯阵在使用过程中一般通过控制器对其显示内容进行编排及控制，当灯串或灯阵的规模较大时，使用的LED数量达到几百甚至几十万。首先大量的LED的质量是难以达到完全一致的，另外还有搭建这种大规模的灯串和灯阵还需要大量和负责的连接线路及分控，正因如此，大规模的灯串和灯阵在使用中难免会出现部分LED、连接线路或分控出现故障。当故障出现时，LED的发光将会处于失控状态，如出现熄灭、常亮、乱显等问题。故障导致LED熄灭的问题对于灯串或者灯阵的整体显示效果影响不大，但是LED常亮或乱显的问题对灯串或者灯阵的整体显示效果所造成的影响是最明显的。目前，对于大规模的灯串和灯阵中的LED进行故障并没有有效的措施，更加没有相应的技术解决LED常亮或乱显的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种LED灯串故障检测装置，能够对灯串中LED单元的状态进行检测，以判断LED单元是否存在故障。
同时本发明还提供了一种应用LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理处理的方法，能够简单快捷的检测出存在故障的LED单元，并对存在故障LED单元的LED灯串进行处理，防止LED单元出现常亮或乱显导致影响灯串或者灯阵的整体显示效果。
本发明是这样来实现上述目的：
LED灯串故障检测装置，包括连接到工作线路上的多个LED灯串，工作线路至少由供电线路及通信线路组成，所述LED灯串包括控制电路、与控制电路连接的多个LED单元以及电流检测电路；控制电路的通信端口与通信线路连接，从通信线路中取得显示数据并将LED灯串的工作信息传输至通信线路，控制电路的控制输出端口与LED单元连接；电流检测电路的输入端连接至供电线路，输出端与LED单元的电源接口连接，电流检测电路的数据端口与控制电路的数据端口相连。
其中，所述电流检测电路的输入端串接有电源切换电路，所述电源切换电路至少设有两组可控开关及控制端口，一组可控开关串接在供电线路及电流检测电路之间，另一组可控开关串接在在供电线路及LED单元的电源接口之间，控制端口与控制电路的相应端口连接。
其中，所述通信线路与控制电路之间采用串联方式连接，控制电路的通信端口与通信线路之间还串接有通信切换电路。
其中，所述控制电路的电源端口串接稳压电源模块后连接至供电线路。
应用LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理的方法，通信线路传输检测模式的数据信号至LED灯串的控制电路，控制电路接收到数据该数据信号时，控制电路的控制输出端口输出控制信号熄灭所有LED单元，此时电流检测电路记录下所有LED单元熄灭状态下的电流值作为基准电流，并将基准电流的数据通过数据端口传输至控制电路；然后控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元，电流检测电路记录下每个LED单元点亮时的工作电流，并将工作电流的数据通过数据端口传输至控制电路，将每个LED单元的工作电流与基准电流进行对比确定每个LED单元是否存在故障。
其中，LED单元包括多个颜色的子单元，所述控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元的步骤为控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元的子单元，电流检测电路记录下每个LED单元的子单元点亮时的工作电流。
其中，控制电路将每个LED单元或者每个LED单元的子单元的工作电流与基准电流进行对比，判断工作电流是否超出或者低于LED单元或LED单元子单元的标称电流，从而判断LED单元或LED单元子单元是否存在故障；通信线路还连接至总控制器或服务器，当LED单元或LED单元子单元存在故障时，总控制器或服务器记录存在故障的LED单元的信息。
其中，通信线路还连接至总控制器或服务器，控制电路将每个LED单元或者每个LED单元的子单元的工作电流与基准电流通过通信线路传输至总控制器或服务器，总控制器或服务器将每个LED单元或者每个LED单元的子单元的工作电流与基准电流进行对比，判断工作电流是否超出或者低于LED单元或LED单元子单元的标称电流，从而判断LED单元或LED单元子单元是否存在故障，总控制器或服务器记录存在故障的LED单元的信息。
其中，当LED灯串内的LED单元或LED单元子单元存在故障时，控制电路控制端口输出控制信号至电源切换电路切断两组可控开关。
本发明的有益效果：每个LED单元一般都是采用恒流供电的方式以保障其正常工作，也就是正常工作的LED单元或者LED单元的子单元，其工作电流一般就是其标称电流，当LED单元或者LED单元的子单元出现故障时，工作电流将偏离标称电流，因此通过电流检测电路检测工作时LED单元或者LED单元的子单元的工作电流即可判断出其是否存在故障。同时又考虑到当LED灯串带有大量LED单元时，其总的工作电流较大，如果只是某个LED单元出现故障时，受电流检测电路的检测精度限制，通过总的工作电流进行判断难以实现，因此发明人设计了相应的故障检测方法，依次对LED灯串中的所有LED单元或者LED单元的子单元逐个检测并判断。同时发明人还对出现故障的LED单元或者LED单元的子单元的LED灯串进行断电处理，防止LED单元出现常亮或乱显导致影响灯串或者灯阵的整体显示效果。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1是本发明实施例一的电路原理框图；
图2是本发明实施例二的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，LED灯串故障检测装置，包括连接到工作线路上的多个LED灯串，工作线路至少由供电线路及通信线路组成，所述LED灯串包括控制电路、与控制电路连接的多个LED单元以及电流检测电路；控制电路的通信端口与通信线路连接，从通信线路中取得显示数据并将LED灯串的工作信息传输至通信线路，控制电路的控制输出端口与LED单元连接；电流检测电路的输入端连接至供电线路，输出端与LED单元的电源接口连接，电流检测电路的数据端口与控制电路的数据端口相连。每个LED单元一般都是采用恒流供电的方式以保障其正常工作，也就是正常工作的LED单元或者LED单元的子单元，其工作电流一般就是其标称电流，当LED单元或者LED单元的子单元出现故障时，工作电流将偏离标称电流，因此通过电流检测电路检测工作时LED单元或者LED单元的子单元的工作电流即可判断出其是否存在故障。同时又考虑到当LED灯串带有大量LED单元时，其总的工作电流较大，如果只是某个LED单元出现故障时，受电流检测电路的检测精度限制，通过总的工作电流进行判断难以实现，因此发明人设计了相应的故障检测方法，依次对LED灯串中的所有LED单元或者LED单元的子单元逐个检测并判断。同时发明人还对出现故障的LED单元或者LED单元的子单元的LED灯串进行断电处理，防止LED单元出现常亮或乱显导致影响灯串或者灯阵的整体显示效果。
如果LED灯串中所包含的LED单元较少，如只有数个LED单元，那么通过电流检测电路直接检测整个LED灯串的工作电流来判断是否存在故障的LED单元也是可行的。但是实际上，对于大规模的灯串或者灯阵而言，为了节约制造成本以及简化控制流程，一个LED灯串将由数百个LED单元构建而成，由于电流检测电路的检测精度有限，尤其是检测大电流工作条件下，即在几安到几十安的大电流下判断是否存在几毫安或几十毫安的变化，难以实现。为此发明人在电流检测电路的输入端串接有电源切换电路，所述电源切换电路至少设有两组可控开关及控制端口，一组可控开关串接在供电线路及电流检测电路之间，另一组可控开关串接在在供电线路及LED单元的电源接口之间，控制端口与控制电路的相应端口连接。电源切换电路主要是根据LED灯串是在故障检测模式下还是正常工作模式下对两组可控开关进行切换的，故障检测模式电流检测电路通过其对应的可控开关接通供电线路，同时另一组可控开关则处于断开状态。此时，通信线路传输检测模式的数据信号至LED灯串的控制电路，控制电路接收到数据该数据信号时进入故障检测模式。控制电路的控制输出端口首先输出控制信号熄灭所有LED单元，此时电流检测电路记录下所有LED单元熄灭状态下的电流值作为基准电流。由于LED单元一般会有两种方案实现，一种是直接使用单个LED灯，可以是单色或者是三基色，直接由控制电路驱动，但是LED灯的数量受限于控制电路的I/O端口数量，应用在规模相对较小的LED灯串中；另一种是采用带有小型控制芯片的LED灯，控制电路通过串行通信端口将地址及显示数据传输到每个LED单元，由小型控制芯片识别地址后并取出显示数据再驱动LED灯进行显示，这样根据地址的长度可以使LED灯串包含几百个LED灯。对于上述两种方案，所检测获得的基准电流是不同的，对于第一种方案基准电流接近零，而第二种方案基准电流还包括小型控制芯片的工作电流。基准电流的数据通过数据端口传输至控制电路。然后控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元或LED单元的子单元，同时电流检测电路记录下每个LED单元或LED单元的子单元点亮时的工作电流，并将工作电流的数据通过数据端口传输至控制电路。在获得基准电流及每个LED单元点亮时或LED单元的子单元的工作电流时，通过将每个LED单元的工作电流与基准电流进行对比确定每个LED单元是否存在故障。上述判断过程可以在控制电路内完成，也可以将基准电流、工作电流等通过通信线路传输至总控制器或服务器，由总控制器或服务器进行判断。
当LED单元或LED单元子单元存在故障时，总控制器或服务器记录存在故障的LED单元的信息。为了防止LED单元出现常亮或乱显导致影响灯串或者灯阵的整体显示效果，总控制器或服务器在工作模式下将通过通信线路发送信号至存在故障LED单元或LED单元子单元的LED灯串的控制电路，控制电路据此发出信号至电源切换电路切断两组可控开关，使得整个LED灯串中的LED单元都无法获得工作电源而熄灭，这样就不会出现常亮或乱显的问题。
LED灯串的控制电路与通信线路之间一般采用并联或串联的方式连接。其中采用串联方式连接的LED灯串，由于传输电路一般为单向，为了能够实现线路的双向通信，控制电路的通信端口与通信线路之间还串接有通信切换电路，参照图2，该通信切换电路是由两组受控开关组成，每组受控开关都有两个子开关，两个子开关的共线端分别连接到通信线路的上级及下级，子开关另一端分别连接控制电路的接收端口及发送端口，通过受控开关的切换实现通信方向的切换。
Claims (9)
1.LED灯串故障检测装置，其特征在于：包括连接到工作线路上的多个LED灯串，工作线路至少由供电线路及通信线路组成，所述LED灯串包括控制电路、与控制电路连接的多个LED单元以及电流检测电路；控制电路的通信端口与通信线路连接，从通信线路中取得显示数据并将LED灯串的工作信息传输至通信线路，控制电路的控制输出端口与LED单元连接；电流检测电路的输入端连接至供电线路，输出端与LED单元的电源接口连接，电流检测电路的数据端口与控制电路的数据端口相连。
2.根据权利要求1所述的LED灯串故障检测装置，其特征在于：所述电流检测电路的输入端串接有电源切换电路，所述电源切换电路至少设有两组可控开关及控制端口，一组可控开关串接在供电线路及电流检测电路之间，另一组可控开关串接在在供电线路及LED单元的电源接口之间，控制端口与控制电路的相应端口连接。
3.根据权利要求1所述的LED灯串故障检测装置，其特征在于：所述通信线路与控制电路之间采用串联方式连接，控制电路的通信端口与通信线路之间还串接有通信切换电路。
4.根据权利要求1所述的LED灯串故障检测装置，其特征在于：所述控制电路的电源端口串接稳压电源模块后连接至供电线路。
5.应用权利要求1或2所述LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理的方法，其特征在于：通信线路传输检测模式的数据信号至LED灯串的控制电路，控制电路接收到数据该数据信号时，控制电路的控制输出端口输出控制信号熄灭所有LED单元，此时电流检测电路记录下所有LED单元熄灭状态下的电流值作为基准电流，并将基准电流的数据通过数据端口传输至控制电路；然后控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元，电流检测电路记录下每个LED单元点亮时的工作电流，并将工作电流的数据通过数据端口传输至控制电路，将每个LED单元的工作电流与基准电流进行对比确定每个LED单元是否存在故障。
6.根据权利要求5所述的应用LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理的方法，其特征在于：LED单元包括多个颜色的子单元，所述控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元的步骤为控制电路对每个LED单元输出控制信号依次分别点亮相应的LED单元的子单元，电流检测电路记录下每个LED单元的子单元点亮时的工作电流。
7.根据权利要求 6所述的应用LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理的方法，其特征在于：控制电路将每个LED单元或者每个LED单元的子单元的工作电流与基准电流进行对比，判断工作电流是否超出或者低于LED单元或LED单元子单元的标称电流，从而判断LED单元或LED单元子单元是否存在故障；通信线路还连接至总控制器或服务器，当LED单元或LED单元子单元存在故障时，总控制器或服务器记录存在故障的LED单元的信息。
8.根据权利要求6所述的应用LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理处理的方法，其特征在于：通信线路还连接至总控制器或服务器，控制电路将每个LED单元或者每个LED单元的子单元的工作电流与基准电流通过通信线路传输至总控制器或服务器，总控制器或服务器将每个LED单元或者每个LED单元的子单元的工作电流与基准电流进行对比，判断工作电流是否超出或者低于LED单元或LED单元子单元的标称电流，从而判断LED单元或LED单元子单元是否存在故障，总控制器或服务器记录存在故障的LED单元的信息。
9.根据权利要求7或8所述的应用LED灯串故障检测装置进行故障检测和处理的方法，其特征在于：当LED灯串内的LED单元或LED单元子单元存在故障时，控制电路控制端口输出控制信号至电源切换电路切断两组可控开关。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114501731A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-05-13 | 广州市天滢卫浴科技有限公司 | 模块化灯光系统 |
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2018
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