CN111770613B - 一种led灯带自适应控制电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED灯带自适应控制电路，包括控制模块、电源模块，所述电源模块连接所述LED灯带；所述控制模块连接所述电源模块，所述控制模块通过电压控制信号控制所述电源模块为LED灯带提供电压和电流，所述电源模块反馈电压检测信号和电流检测信号至所述控制模块中，一种LED灯带自适应控制方法，解决自适应判断问题。上述LED灯带自适应控制电路及其方法，通过在MCU逐步控制电源模块对LED灯带输出电压，同时通过电源模块对输出电压和输出电流进行监控，并根据MCU中的预设值对电压和电流进行比对，进而判断出LED灯带的类型和标称电压并对该LED灯带输出适配的电压和电流。

Description

一种LED灯带自适应控制电路及其方法

技术领域

本发明涉及LED灯带电源电路，尤其是一种LED灯带自适应控制电路及其方法。

背景技术

市场上现行的LED灯带，因其线形柔软，可裁剪任意长度，安装方便，光色可随意选择，可非常方便的使用于各种照明及灯光装饰的场合。但LED灯带的供电需要按产品的不同类型，选择不同的供电参数：恒压型灯带，一般常有DC12V和DC24V等，当使用这种灯带时，就需要按灯带的适配电压选择对应规格的电源；恒流型灯带，一般是恒流供电，灯带的电流不能超出规格，否则容易烧坏，所以选择与灯带电流相匹配的恒流电源。这些不同种类的灯带，在使用时就要按各自要求的规格，选配合适的电源，且也不能弄错，否则灯带不能正常工作且可能损坏。

需要一种电源，可自动识别灯带是恒压，还是恒流型的，恒压型的还可以自动转换电压，按规格自动供电，则这种电源就非常方便。也不会出现因接错电源而损坏灯带的问题。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种LED灯带自适应控制电路，解决自适应为接入的LED灯带提供适配的电压和电流。

鉴于上述状况，有必要提供一种LED灯带自适应控制方法，解决自适应判断问题。

一种LED灯带自适应控制电路，包括

控制模块，用于控制电源模块为LED灯带供电；

电源模块，所述电源模块连接所述LED灯带，用于对LED灯带进行供电和对输出电压和输出电流进行检测；

所述控制模块连接所述电源模块，所述控制模块通过电压控制信号和电流控制信号控制所述电源模块为LED灯带提供电压和电流，所述电源模块反馈电压检测信号和电流检测信号至所述控制模块中。

所述电源模块包括电压控制环路和电流控制环路，所述电源模块的电源输入端外接电源，所述电源模块的电源输出端连接LED灯带，为LED灯带提供电压和电流，所述电压控制环路用于控制电源模块输出电压值并反馈LED灯带两端的电压值，所述电流控制环路用于控制电源模块输出电流值并反馈流过LED灯带的电流值。

所述控制模块通过电压控制信号控制所述电压控制环路，以控制所述电源为LED灯带提供电压，所述电压控制环路同时反馈电压检测信号至控制模块中，用于检测电压控制环路的实际输出电压，所述电压检测信号用于校对电压控制信号中的理想电压值和实际输出电压，在实际输出电压和理想电压值不同时，通过调节电流控制环路控制流过LED灯带的电流，进而使得实际输出电压与理想电压相对应。

所述控制模块通过电流控制信号控制所述电流控制环路，以控制所述电源为LED灯带提供电流，所述电流控制环路同时反馈电流检测信号至控制模块中，用于检测电流控制环路的实际输出电流。

优选的，所述控制模块为MCU。

优选的，所述电源模块为AC-DC电源。

一种LED灯带自适应控制方法，包括LED灯带自适应控制电路：

S1000，开机后，MCU控制电流控制环路输出检测试验电流并通过电流控制环路检测实际输出电流；

S2000，MCU控制电压控制环路产生从0V开始逐渐上升的缓升电压并通过电压控制环路检测实际输出电压；

S3000，MCU通过检测到的电压检测信号和电流检测信号判断LED灯带的类型和标称电压；

S4000，MCU根据LED灯带的类型的标称电压控制所述电流控制环路和电压控制环路输出符合所述LED灯带类型的电流和电压，保证所述LED灯带正常工作。

优选的，S3000具体包括以下步骤：

S3100，缓升电压从0V上升至预设的阈值电压；

S3200，MCU在缓升电压上升至预设的阈值电压时是否检测到电流；

S3300，若是，缓冲电压从所在的阈值电压上升至该阈值电压对应的标称电压；

S3400，MCU根据电流曲线判断LED灯带类型。

优选的，S3200之后还包括以下步骤：

S3310，若不是，缓升电压从所在的阈值电压上升至预设的下一阈值电压；

S3320，MCU在缓升电压上升至预设的下一阈值电压时是否检测到电流；

S3330，若是，缓冲电压从所在的阈值电压上升至该阈值电压对应的标称电压；S3340，回到S3400。

优选的，S3320之后还包括以下步骤：

S3331，若不是，回到S3310步骤。

优选的，S3400的具体步骤为：

S3410，MCU检测电流曲线在所在的标称电压附近是否为线性增长；

S3420，若是，则为恒压型LED灯带。

优选的，S3410之后还包括以下步骤：

S3421，若不是，则为恒流型LED灯带。

上述LED灯带自适应控制电路及其方法，通过在MCU逐步控制电源模块对LED灯带输出电压，同时通过电源模块对输出电压和输出电流进行监控，并根据MCU中的预设值对电压和电流进行比对，进而判断出LED灯带的类型和标称电压并对该LED灯带输出适配的电压和电流。

附图说明

图1是本发明LED灯带自适应控制电路的结构框图；

图2是本发明LED灯带自适应控制方法的实施例一的流程图；

图3是本发明LED灯带自适应控制方法的实施例二的流出图；

图4是本发明LED灯带自适应控制方法的实施例三和实施例四的流程图；

图5是本发明LED灯带自适应控制方法的实施例五和实施例六的流程图；

图6是本发明LED灯带自适应控制方法的实施例五和实施例六的流程图；

图7是本发明LED灯带自适应控制方法的部分恒压型灯带的UI曲线示意图；

图8是本发明LED灯带自适应控制方法的部分恒流型灯带的UI曲线示意图；

图9是本发明LED灯带自适应控制方法中部分灯带类型特性表。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明LED灯带自适应控制电路及其方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1，本发明一种LED灯带自适应控制电路，包括

控制模块，用于控制电源模块为LED灯带供电；

电源模块，电源模块连接LED灯带，用于对LED灯带进行供电和对输出电压和输出电流进行检测；

控制模块连接电源模块，控制模块通过电压控制信号和电流控制信号控制电源模块为LED灯带提供电压和电流，电源模块反馈电压检测信号和电流检测信号至控制模块中。

电源模块包括电压控制环路和电流控制环路，电源模块的电源输入端外接电源，电源模块的电源输出端连接LED灯带，为LED灯带提供电压和电流，电压控制环路用于控制电源模块输出电压值并反馈LED灯带两端的电压值，电流控制环路用于控制电源模块输出电流值并反馈流过LED灯带的电流值。

控制模块通过电压控制信号控制电压控制环路，以控制电源为LED灯带提供电压，电压控制环路同时反馈电压检测信号至控制模块中，用于检测电压控制环路的实际输出电压，电压检测信号用于校对电压控制信号中的理想电压值和实际输出电压，在实际输出电压和理想电压值不同时，通过调节电流控制环路控制流过LED灯带的电流，进而使得实际输出电压与理想电压相对应。

控制模块通过电流控制信号控制电流控制环路，以控制电源为LED灯带提供电流，电流控制环路同时反馈电流检测信号至控制模块中，用于检测电流控制环路的实际输出电流。

控制模块根据接收到的电压检测信号和电流检测信号比对输出指令。

具体的，控制模块为MCU，其中MCU为微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机。

具体的，电源模块为AC-DC电源。

本发明的实施例中，控制模块通过电源模块上的电压控制环路和电流控制环路对输出电压和输出电流进行控制，为LED灯带供电，而且控制模块可通过电源模块上的电压控制环路和电路控制环路实时对实际输出电压和实际输出电流进行检测，其中，比较控制模块的电压输出指令与实际输出电压并校正，记录对应实际输出电压下的实际输出电流。

本发明提供一种LED灯带自适应控制方法。

实施例一

请参照图2，主要包括以下步骤：

S1000，开机后，MCU控制电流控制环路输出检测试验电流并通过电流检测环路检测实际输出电流；

S2000，MCU控制电压控制环路产生从0V开始逐渐上升的缓升电压并通过电压控制环路检测实际输出电压；

S3000，MCU通过检测到的电压检测信号和电流检测信号判断LED灯带的类型和标称电压；

S4000，MCU根据LED灯带的类型和标称电压控制电流控制环路和电压控制环路输出符合LED灯带类型的电流和电压，保证LED灯带正常工作。

实施例二

本实施例与实施例一不同的是：

请参见图3，S3000具体包括以下步骤：

S3100，缓升电压从0V上升至预设的阈值电压；

S3200，MCU在缓升电压上升至预设的阈值电压时是否检测到电流；

S3300，若是，缓冲电压从所在的阈值电压上升至该阈值电压对应的标称电压；

S3400，MCU根据电流曲线判断LED灯带类型。

实施例三

本实施例与实施例二不同的是：

请参见图4，S3200之后还包括以下步骤：

S3310，若不是，缓升电压从所在的阈值电压上升至预设的下一阈值电压；

S3320，MCU在缓升电压上升至预设的下一阈值电压时是否检测到电流；

S3330，若是，缓冲电压从所在的阈值电压上升至该阈值电压对应的标称电压；

S3340，回到S3400。

实施例四

本实施例与实施例三不同的是：

请参见图4，S3320之后还包括以下步骤：

S3331，若不是，回到S3310步骤。

实施例五

本实施例与实施例二不同的是：

请参见图5-6，S3400的具体步骤为：

S3410，MCU检测电流曲线在所在的标称电压附近是否为线性增长；

S3420，若是，则为恒压型LED灯带。

实施例六

本实施例与实施例五不同的是：

请参见图5-6，S3410之后还包括以下步骤：

S3421，若不是，则为恒流型LED灯带。

缓升电压可以通过从待测的LED灯带中最小的标称电压到待测的LED灯带中最高的标称电压逐步上升，MCU通过电流检测信号判断并最后得出正确的LED灯带类型和对应的标称电压。

以下我们将通过常见的几个LED灯带类型的电源控制方法对本发明进行举例说明：

LED灯带包括恒流灯带和恒压灯带两种类型，而两种类型中又具有若干种具有不同标称电压的灯带。

请参见图7-9，首先了解下关于LED灯带的类型，不管是恒压型还是恒流型灯带，都具有相对应的阈值电压和标称电压，其中12V和24V是比较常见的标称电压。

其中恒压型灯带具有的特性为：

12V的恒压型灯带的标称电压为12V，阈值电压为9V，在电压升至9V时，恒压型灯带开始通过电流并发出微弱的光，在11V-12V之间时，电流上升趋势呈现线性增长；

24V的恒压型灯带的标称电压为24V，阈值电压为20V，在电压升至20V时，恒压型灯带开始通过电流并发出微弱的光，在22V-24V之间时，电流上升趋势呈现线性增长；

总结：恒压型灯带相当于纯电阻；

其中恒流型灯带具有的特性为：

12V的恒流型灯带的标称电压为12V，阈值电压为9V，在电压升至9V时，恒流型灯带开始通过电流并发出微弱的光，在11.5V-12V之间时，电流上升趋势明显减缓，且在超过12V后，电流基本不变。

24V的恒流型灯带的标称电压为24V，阈值电压为20V，在电压升至20V时，恒流型灯带开始通过电流并发出微弱的光，在22V-24V之间时，电流上升趋势明显减缓，且在超过12V后，电流基本不变。

总结：恒流型灯带在到达标称电压后，电压继续上升，电流上升减缓甚至基本不变。

故，通过比较阈值电压、标称电压和电流上升趋势即可判断出LED灯带的类型和相应的标称电压。

具体步骤为：

S1：MCU控制电流控制环路输出一个0.3A的检测试验电流；(这里选择0.3A是为了不大于恒流型灯带的能承受的最大电流，避免在导通的瞬间烧坏恒流型灯带，第一检测设定电流值可以是其他数值，只要不大于恒流型灯带的能承受的最大电流即可)

S2：MCU控制电压控制环路输出一个从0V逐渐上升的电压；

S3：MCU通过电压控制环路和电流控制环路对输出电压和输出电流进行监测；

S4：电源输出电压从0-12V的变化过程中，电压上升至9V时，MCU如果有检测到电流，且在电压继续从9V-12V的变化过程中，MCU检测到的电流逐渐上升，表明在检测的LED灯带的标称电压为12V；电源输出电压从0-12V的变化过程中，MCU如果没有检测到电流，则直接跳至步骤S7；

S5：此时MCU通过比较输出电压在11-12V之间变化时对应的输出电流，如果此时MCU检测到的输出电流的上升趋势呈现线性增长，则表明在检测的LED灯带为恒压型，否则为恒流型；

S6：在检测LED灯带如果为恒流型的，MCU将输出电压锁定在12V，输出电流设定为0.3A；在检测LED灯带如果为恒压型的，MCU将输出电压锁定在12V，同时控制电流控制环路的输出电路锁定在3A；(这里选择3A是个可变值，由于之前为了检测只能选择较低电流来保护恒流型灯带，在检测出是恒压型灯带后，即可将电流调高以保证恒压型灯带正常工作)

S7：来到这一步可以推定，在检测的LED灯带的标称电压不是12V的，而是24V，MCU继续控制输出电压从12V开始上升至24V，LED灯带发光，MCU通过比较输出电压在22-24V之间变化时对应的输出电流，如果此时MCU检测到的输出电流的上升趋势呈现线性增长，则表明在检测的LED灯带为恒压型的，否则为恒流型的；

S8：在检测LED灯带如果为恒流型的，MCU将输出电压锁定在24V，输出电流设定为0.3A；在检测LED灯带如果为恒压型的，MCU将输出电压锁定在24V，同时控制电流控制环路的输出电路锁定在3A。

以上检测中，可能会出现LED灯带的负债超过电源的供电能力，即MCU检测到实际输出电压不能达到MCU的输出指令中的理想电压值，此时MCU会控制电流控制环路将电流的值逐渐升高直至实际输出电压等于输出指令中的电压值，此过程为电压的自我校对。

以上提到的12V和24V的恒压灯带、恒流灯带，只是为了举例说明，不能由此限定本发明的保护范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种LED灯带自适应控制方法，其特征在于：

S1000，开机后，MCU控制电流控制环路输出检测试验电流并通过电流控制环路检测实际输出电流；

S2000，MCU控制电压控制环路产生从0V开始逐渐上升的缓升电压并通过电压控制环路检测实际输出电压；

S3000，MCU通过检测到的实际输出电压和实际输出电流判断LED灯带的类型和标称电压，

S3000具体包括以下步骤：

S3100，缓升电压从0V上升至预设的阈值电压；

S3200，MCU在缓升电压上升至预设的阈值电压时是否检测到电流；

S3300，若是，缓冲电压从所在的阈值电压上升至标称电压，并将对应的检测电流绘制成电流曲线；

S3400，MCU根据电流曲线判断LED灯带类型，

S3400的具体步骤为：

S3410，MCU检测电流曲线在所在的标称电压附近是否为线性增长，

S3410之后还包括以下步骤：

S3421，若不是，则为恒流型LED灯带；

S3420，若是，则为恒压型LED灯带；

S4000，MCU根据LED灯带的类型的标称电压控制所述电流控制环路和电压控制环路输出符合所述LED灯带类型的电流和电压，保证所述LED灯带正常工作。

2.如权利要求1所述的LED灯带自适应控制方法，其特征在于：S3200之后还包括以下步骤：

S3310，若不是，缓升电压从所在的阈值电压上升至预设的下一阈值电压；

S3320，MCU在缓升电压上升至预设的下一阈值电压时是否检测到电流；

S3330，若是，缓冲电压从所在的阈值电压上升至标称电压；

S3340，回到S3400。

3.如权利要求2所述的LED灯带自适应控制方法，其特征在于：S3320之后还包括以下步骤：

S3331，若不是，回到S3310步骤。

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