CN114205953B - 一种led灯驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED灯驱动系统,功率处理电路根据工作参数和目标参数,调节自身输入功率的大小,以在M<Z时,使支路中除M个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在目标参数;在M=Z时,使支路中除N个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在目标参数。本申请中的方式,可以实现对工作参数的闭环调节,且不需要控制恒压源输出较高电压的电源,可以降低线路上的损耗。此外,还将功率处理电路的输出电路回馈至本支路中,实现对功率的重复利用,提高能量利用率。
Description
技术领域
本发明涉及灯光控制领域,特别是涉及一种LED灯驱动系统。
背景技术
在对植物的养殖过程中,通常会使用到照明装置,用于照明或者对植物的补光。目前的照明装置包括恒压源和多个支路,每个支路中包括多个LED(Light Emitting Diode,发光二极管)灯,多个LED灯串并联,其中,恒压源输出恒定的电压以为多个支路的LED灯,因此,在对照明装置进行设置时,每个支路的多个LED灯所需要的电压即为恒压源输出的恒定的电压。例如,恒压源输出的恒定的电压正好为支路中的10个LED灯供电,以使其正常发光。但是,由于照明装置中存在多个支路,且每个支路所需要的工作位置可能不同,若支路与恒压源之间的距离较远,则支路与恒压源之间需要的线路较长,线路损耗较大,恒压源提供至支路的电压小于支路所需要的电压,LED灯的工作电流小于额定值,不能正常发光,影响使用。
现有技术中为了保证离恒压源位置较远的支路的工作电流达到额定值,采用提高恒压源的输出电压的方式,但是使用此种方式,会进一步增大供电线路上的损耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED灯驱动系统,可以实现对工作参数的闭环调节,且不需要控制恒压源输出较高电压的电源,可以降低线路上的损耗。此外,还将功率处理电路的输出电路回馈至本支路中,实现对功率的重复利用,提高能量利用率。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种LED灯驱动系统,包括恒压源、多个支路、采样模块及功率处理电路,每个支路中包括Z个LED灯;
所述恒压源的输出正端与每个所述支路的正端连接,所述恒压源的输出负端与每个所述支路的负端连接,至少一个所述支路上设置有所述功率处理电路,所述功率处理电路的第一输入端与N个所述LED灯的一端连接,所述功率处理电路的第二输入端与N个所述LED灯的另一端连接,所述功率处理电路的第一输出端与M个所述LED灯的一端连接,所述功率处理电路的第二输出端与M个所述LED灯的另一端连接,所述功率处理电路的第三输入端与所述采样模块的输出端连接,Z≥M>N≥1,且M和N均为整数,M个所述LED灯中包括N个所述LED灯;
所述恒压源,用于为多个所述支路供电;
所述采样模块,用于在M<Z时,采集所述支路中除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数;在M=Z时,采集所述支路中除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数,得到采样参数;
所述功率处理电路,用于基于所述采样参数及期望参数调整自身的输入功率,以在M<Z时,将除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数,在M=Z时,将除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数;
所述输入功率与N个所述LED灯在所述支路中的分压值呈负相关。
优选地,所述功率处理电路的输入功率与N个所述LED灯在所述支路中的分压值呈负相关。
优选地,在所述工作参数为工作电流时;
所述采样模块具体用于在M<Z时,对除M个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电流进行采样;在M=Z时,对除N个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电流进行采样,得到采样电流。
优选地,在所述工作参数为工作电压时;
所述采样模块具体用于在M<Z时,对除M个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电压进行采样;在M=Z时,对除N个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电压进行采样,得到采样电压。
优选地,所述功率处理电路包括控制电路和Boost电路;
所述采样模块的输出端与所述控制电路的输入端连接,所述控制电路的输出端与所述Boost电路中的开关管的控制端连接,所述Boost电路的输入正端为所述功率处理电路的第一输入端,所述Boost电路的输入负端为所述功率处理电路的第二输入端,所述Boost电路的输出正端为所述功率处理电路的第一输出端,所述Boost电路的输出负端为所述功率处理电路的第二输出端;
所述控制电路用于基于所述采样参数及所述期望参数调节所述Boost电路中的开关管的占空比或频率,以调整所述Boost电路的输入功率,以调整N个所述LED灯在所述支路中的分压值,以在M<Z时,将除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数,在M=Z时,将除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数。
优选地,所述功率处理电路包括控制电路、第一开关、第一二极管、第一电容及变压器,所述变压器包括原边绕组及副边绕组,所述原边绕组的匝数大于所述副边绕组的匝数;
所述原边绕组的第一端为所述功率处理电路的第一输入端,所述原边绕组的第二端与所述第一开关的第一端连接,所述第一开关的第二端为所述功率处理电路的第二输入端,所述第二开关的控制端与所述控制电路的输出端连接,所述控制电路的输入端与所述采样模块的输出端连接,所述副边绕组的第一端与所述第一二极管的阳极连接,所述第一二极管的阴极与所述第一电容的第一端连接,并作为所述功率处理电路的第一输出端,所述副边绕组的第二端与所述第一电容的第二端连接,并作为所述功率处理电路的第二输出端;
所述控制电路用于基于所述采样参数及所述期望参数调节所述第一开关的占空比或频率,以调整所述变压器的输入功率,以调整N个所述LED灯在所述支路中的分压值,以在M<Z时,将除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数,在M=Z时,将除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数。
优选地,所述控制电路包括运算放大器、电阻、第二电容及驱动模块;
所述运算放大器的输入正端输入所述期望参数,所述运算放大器的输入负端分别与所述采样模块的输出端及所述第二电容的第一端连接,所述第二电容的另一端与所述电阻的第一端连接,所述电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接,所述运算放大器的输出端与所述驱动模块的输入端连接,所述驱动模块的输出端为所述控制电路的输出端;
所述运算放大器,用于基于所述期望参数及所述采样参数的差值进行比例积分计算,得到电压信号;
所述驱动模块用于将所述电压信号转换为控制信号,以对所述Boost电路中的开关管或者所述第一开关的占空比或频率进行调节。
优选地,还包括:
设置与每个支路中限流模块,用于将所述支路上的工作电流限定在预设范围内。
优选地,还包括:
与所述采样模块的输出端连接的报警装置,用于在所述采样参数不在预设范围内时,发出报警信息。
优选地,所述功率处理电路与对应的支路集成在同一电路板上。
本申请提供了一种LED灯驱动系统,功率处理电路根据工作参数和目标参数,调节自身输入功率的大小,以在M<Z时,使支路中除M个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在目标参数;在M=Z时,使支路中除N个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在目标参数。本申请中的方式,可以实现对工作参数的闭环调节,且不需要控制恒压源输出较高电压的电源,可以降低线路上的损耗。此外,还将功率处理电路的输出电路回馈至本支路中,实现对功率的重复利用,提高能量利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的第一种LED灯驱动系统的结构框图;
图2为本发明提供的第二种LED灯驱动系统的结构框图;
图3为本发明提供的第三种LED灯驱动系统的结构框图;
图4为本发明提供的第四种LED灯驱动系统的结构框图;
图5为本发明提供的第五种LED灯驱动系统的结构框图;
图6为本发明提供的一种控制电路的具体实现方式示意图;
图7为本发明提供的第六种LED灯驱动系统的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种LED灯驱动系统,可以实现对工作参数的闭环调节,且不需要控制恒压源输出较高电压的电源,可以降低线路上的损耗。此外,还将功率处理电路的输出电路回馈至本支路中,实现对功率的重复利用,提高能量利用率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,图1为本发明提供的第一种LED灯驱动系统的结构框图,该系统包括恒压源11、多个支路、采样模块12及功率处理电路13,每个支路中包括Z个LED灯;
恒压源11的输出正端与每个支路的正端连接,恒压源11的输出负端与每个支路的负端连接,至少一个支路上设置有功率处理电路13,功率处理电路13的第一输入端与N个LED灯的一端连接,功率处理电路13的第二输入端与N个LED灯的另一端连接,功率处理电路13的第一输出端与M个LED灯的一端连接,功率处理电路13的第二输出端与M个LED灯的另一端连接,功率处理电路13的第三输入端与采样模块12的输出端连接,Z≥M>N≥1,且M和N均为整数,M个LED灯中包括N个LED灯;
恒压源11,用于为多个支路供电;
采样模块12,用于在M<Z时,采集支路中除M个LED灯之外的LED灯的工作参数;在M=Z时,采集支路中除N个LED灯之外的LED灯的工作参数,得到采样参数;
功率处理电路13,用于基于采样参数及期望参数调整自身的输入功率,以在M<Z时,将除M个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数,在M=Z时,将除N个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数。
考虑到现有技术中的照明系统在工作时,由于供电线路上存在损耗,因此,极有可能会出现支路所需要的电压大于恒压源11输出至支路的电压,导致支路上的LED灯的工作亮度不能达到预设亮度,不能满足工作需求。
为解决上述问题,本申请的设计思路为:设计一种LED灯驱动系统,不需要增大恒压源11的输出电压,即可以使支路中的LED灯以预设电压工作,从而以预设亮度工作。
基于此,本申请提供了一种LED灯驱动系统,包括恒压源11、多个支路、采样模块12及功率处理电路13,恒压源11用于给多个支路中供电,采样模块12用于采集目标调节LED灯的工作参数,功率处理电路13的输入端和N个LED灯并联,用于调节自身的输入功率,以使目标调节LED灯的工作参数稳定在期望参数。
具体地,在M<Z时,采样模块12采集的是支路中除M个LED灯之外的LED灯的工作参数,此时对应的目标调节LED灯为除M个LED灯之外的LED灯。功率处理电路13基于采样参数及期望参数调整自身的输入功率,将除M个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数。
具体地,在M=Z时,采样模块12采集的是支路中除N个LED灯之外的LED灯的工作参数,此时对应的目标调节LED灯为除N个LED灯之外的LED灯。功率处理电路13基于采样参数及期望参数调整自身的输入功率,将除N个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数。
以下描述中,M=Z时,支路中除N个LED灯之外的LED灯;或M<Z时,支路中除M个LED灯之外的LED灯,均称为目标LED灯。
作为一种优选的实施例,功率处理电路的输入功率与N个LED灯在支路中的分压值呈负相关。
具体地,由于本申请中的功率处理电路13的输入功率与N个LED灯的分压值呈负相关,因此,在目标LED灯的工作参数(例如工作电流和/或工作电压)较小,以使其工作的亮度小于期望的亮度时,可以控制功率输出电路的输入功率增大,从而减小N个LED灯在支路中的分压值,使目标LED灯的分压值增大,从而可以提高目标LED灯工作的亮度。
需要说明的是,本申请中的N和M及Z的具体取值,根据实际情况而定,本申请在此不做特别的限定。
作为一种优选的实施例,功率处理电路13与对应的支路集成在同一电路板上。
此外,还需要说明的是,本申请中的Z个LED灯的连接关系并不做特别的限定,可以是全部串联,也可以是串并联相结合的方式,以下实施例和说明书附图均以LED灯为全部串联的方式进行说明,以便于理解。
综上,本申请中的方式,可以实现对工作参数的闭环调节,且不需要控制恒压源11输出较高电压的电源,可以降低线路上的损耗。此外,还将功率处理电路13的输出电路回馈至本支路中,实现对功率的重复利用,提高能量利用率。
在上述实施例的基础上:
作为一种优选的实施例,在工作参数为工作电流时;
采样模块12具体用于在M<Z时,对除M个LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电流进行采样;在M=Z时,对除N个LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电流进行采样,得到采样电流。
具体的,在工作参数为工作电流时,采样模块12为电流采样模块121,具体请参照图2,图2为本发明提供的第二种LED灯驱动系统的结构框图。在M<Z时,用于采集除M个所述LED灯之外任意一个或多个LED灯的工作电流,将其反馈至功率处理电路13,若工作电流不是预设电流,功率处理电路13则对自身的输入功率进行调整,以调整并联支路在支路中的分压值,从而调整除M个LED灯之外的LED灯的工作电流,以使其稳定在期望电流。在M=Z时,用于采集除N个所述LED灯之外任意一个或多个LED灯的工作电流,将其反馈至功率处理电路13,若工作电流不是预设电流,功率处理电路13则对自身的输入功率进行调整,以调整并联支路在支路中的分压值,使除N个LED灯之外的LED灯保持一个动态平衡,调整除N个LED灯之外的LED灯的工作电流,以使其稳定在期望电流。
可见,在工作参数为工作电流时,可以实现对目标LED灯的工作状态进行采样,以实现对目标LED灯的闭环控制,使其工作在期望参数,也即工作在期望状态。
作为一种优选的实施例,在工作参数为工作电压时;
采样模块12具体用于在M<Z时,对除M个LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电压进行采样;在M=Z时,对除N个LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电压进行采样,得到采样电压。
具体的,在工作参数为工作电压时,采样模块12为电压采样模块122,具体请参照图3,图3为本发明提供的第三种LED灯驱动系统的结构框图。在M<Z时,用于采集除M个所述LED灯之外任意一个或多个LED灯的工作电压,将其反馈至功率处理电路13,若工作电压不是预设电压,功率处理电路13则对自身的输入功率进行调整,以调整并联支路在支路中的分压值,从而调整除M个LED灯之外的LED灯的工作电压,以使其稳定在期望电压。在M=Z时,用于采集除N个所述LED灯之外任意一个或多个LED灯的工作电压,将其反馈至功率处理电路13,若工作电压不是预设电压,功率处理电路13则对自身的输入功率进行调整,以调整并联支路在支路中的分压值,使除N个LED灯之外的LED灯的工作电压保持一个动态平衡,调整除N个LED灯之外的LED灯的工作电压,以使其稳定在期望电压。
可见,在工作参数为工作电压时,可以实现对目标LED灯的工作状态进行采样,以实现对目标LED灯的闭环控制,使其工作在期望参数,也即工作在期望状态。
具体请参照图4,图4为本发明提供的第四种LED灯驱动系统的结构框图。
作为一种优选的实施例,功率处理电路13包括控制电路131和Boost电路132;
采样模块12的输出端与控制电路131的输入端连接,控制电路131的输出端与Boost电路132中的开关管的控制端连接,Boost电路132的输入正端为功率处理电路13的第一输入端,Boost电路132的输入负端为功率处理电路13的第二输入端,Boost电路132的输出正端为功率处理电路13的第一输出端,Boost电路132的输出负端为功率处理电路13的第二输出端;
控制电路131用于基于采样参数及期望参数调节Boost电路132中的开关管的占空比,以调整Boost电路132的输入功率,以调整N个LED灯在支路中的分压值,以在M<Z时,将除M个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数,在M=Z时,将除N个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数。
本实施例旨在提供一种功率处理电路13的具体实现方式,具体地,可以包括控制电路131和Boost电路132,控制电路131通过控制Boost电路132中的开关管的占空比,来调节功率处理电路13的输入功率。具体地,Boost电路132中的开关管的占空比的调节范围为0~1,对于所需电压较大的支路中,占空比可以调节的相对较大,对于所需电压较小的支路中,占空比可以调节的相对较小。
具体请参照图5,图5为本发明提供的第五种LED灯驱动系统的结构框图。
作为一种优选的实施例,功率处理电路13包括控制电路131、第一开关、第一二极管、第一电容及变压器,变压器包括原边绕组及副边绕组,原边绕组的匝数大于副边绕组的匝数;
原边绕组的第一端为功率处理电路13的第一输入端,原边绕组的第二端与第一开关的第一端连接,第一开关的第二端为功率处理电路13的第二输入端,第二开关的控制端与控制电路131的输出端连接,控制电路131的输入端与采样模块12的输出端连接,副边绕组的第一端与第一二极管的阳极连接,第一二极管的阴极与第一电容的第一端连接,并作为功率处理电路13的第一输出端,副边绕组的第二端与第一电容的第二端连接,并作为功率处理电路13的第二输出端;
控制电路131用于基于采样参数及期望参数调节第一开关的占空比,以调整变压器的输入功率,以调整N个LED灯在支路中的分压值,以在M<Z时,将除M个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数,在M=Z时,将除N个LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在期望参数。
本实施例旨在提供另一种功率处理电路13的具体实现方式,具体地,可以包括控制电路131、第一开关、第一二极管、第一电容及变压器,控制电路131通过控制第一开关的占空比,来调节功率处理电路13的输入功率。具体地,第一开关的占空比的调节范围也为0~1,对于所需电压较大的支路中,占空比可以调节的相对较大,对于所需电压较小的支路中,占空比可以调节的相对较小。
需要说明的是,以上的功率处理电路13中除了包括控制电路131之外,使用的都是升压电路,其中,Boost电路132为非隔离型的升压电路,变压器为隔离型的输出电路(带有隔离作用,提高系统的安全性和可靠性),此外,由于功率处理电路13的输入端的灯的个数小于输出端连接的灯的个数,因此,必须要使用升压电路,但是对于升压电路的具体形式,不仅限于上述举例的两种,也可以是其他形式的升压电路,本申请在此不做特别的限定。
综上,通过上述两种实现方式,均可以实现功率处理电路13的功能,均能对N个LED灯的分压值进行调节,从而实现对目标LED灯的亮度的调节。
作为一种优选的实施例,控制电路131包括运算放大器、电阻、第二电容及驱动模块;
所述运算放大器的输入正端输入所述期望参数,所述运算放大器的输入负端分别与所述采样模块的输出端及所述第二电容的第一端连接,所述第二电容的另一端与所述电阻的第一端连接,所述电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接,所述运算放大器的输出端与所述驱动模块的输入端连接,所述驱动模块的输出端为所述控制电路的输出端;
所述运算放大器,用于基于所述期望参数及所述采样参数的差值进行比例积分计算,得到电压信号;
所述驱动模块用于将所述电压信号转换为控制信号,以对所述Boost电路中的开关管或者所述第一开关的占空比进行调节。
本实施例旨在提供一种控制电路131的具体实现方式,具体请参照图6,图6为本发明提供的一种控制电路的具体实现方式示意图,其中,运算放大器的输入负端输入采样参数(工作电流Ic或工作电压Vc),运算放大器的正相输入端连接一基准信号,用于设置电流或电压的预设值,也即是期望参数Vr。运算放大器的输出端连接一个驱动模块,根据运算放大器输出的结果输出控制信号。具体的,运算放大器输出的可以为电压信号,驱动模块基于运算放大器输出的电压信号的大小输出一个PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)信号,该PWM信号的占空比或频率随着运算放大器输出电压的变化而变化。该PWM信号输出至上述Boost电路中的开关管或第一开关的控制端,通过控制该开关管或第一开关的开通和关断实现对功率处理电路13的输入功率的调节。
具体地,以照明支路中的LED灯为串联的方式,且采样模块12为电流采样模块121为例,获得本支路中除M个或者N个之外的LED灯的工作电流,作为采样电流,将该采样电流与期望电流分别输入到运算放大器的输入负端和输入正端,使该运算放大器的输出电压幅值与差值成比例积分关系,其中,差值为采样电流与期望电流之间的差值;运算放大器的输出电压通过驱动模块控制Boost电路中的开关管或第一开关,以调整开关管或第一开关的占空比或频率,以改变功率处理电路13的输入功率,进而调整采样电流,使其等于期望电流。
采样模块12对支路中除M个或N个LED灯之外的其他任意LED灯两端的电压进行采样,获得采样电压,将该采样电压与目标电压输入到运算放大器中,使该运算放大器的输出电压幅值与差值成比例积分关系,其中,差值为采样电压与期望电压之间的差值;运算放大器的输出电压控制Boost电路中的开关管或第一开关,以调整开关管或第一开关的占空比或频率,以调整开关管或第一开关的占空比或频率,以改变功率处理电路13的输入功率,进而通调整采样电压,使其等于期望电压。
例如,当恒压源的输出电压小于支路所需要的电压时,此时,该照明支路的采样电流将低于期望电流,上述采样电压将小于期望电压,此时,运算放大器的输出电压将升高,驱动模块输出的PWM信号的占空比将升高,Boost电路中的开关管或第一开关的占空比将升高,则功率处理电路的处理功率或输入功率变大,该支路的总电流也变大,导致Ic将升高,循环此调节过程,直至检测值Ic等于期望电流Vr。
可见,通过上述控制电路131的实现方式,可以实现对目标LED灯的工作状态的闭环调节,以使其稳定在期望参数。
作为一种优选的实施例,还包括:
设置与每个支路中限流模块,用于将支路上的工作电流限定在预设范围内。
请参照图7,图7为本发明提供的第六种LED灯驱动系统的结构框图。本实施例旨在提供一种提高照明系统安全工作的实现方式,具体地,为了保证每一个支路上的灯珠均可以正常工作,恒压源11输出的电压一般是大于所有支路所需电压的最大值,因此,对于离恒压源11比较近,线路损耗较小的支路的工作电流可能会大于预设电流,从而可能会产生过流,LED灯可能会损坏。
为解决上述问题,本申请中还在每个支路中设置了一个限流模块,限定支路中的工作电流不超过预设电流,其中,预设电流可以是LED灯的额定电流,也可以是小于额定电流的某一个值,本申请在此不做限定。
可见,通过本申请中的限流模块可以避免支路中各个LED灯过流,进一步保证了各个LED灯的安全性。
作为一种优选的实施例,还包括:
与采样模块12的输出端连接的报警装置,用于在采样参数不在预设范围内时,发出报警信息。
考虑到在实际应用中,可能会存在上述描述的限流模块出现故障或者其他的因素,导致支路中的工作参数不在预设范围内,其中,此时,为进一步保证系统工作的安全性,本申请中的报警装置,在采样参数不在预设范围内时,发出报警信息,以提示工作人员,工作人员人工干预,对支路进行检修等。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种LED灯驱动系统,其特征在于,包括恒压源、多个支路、采样模块及功率处理电路,每个支路中包括Z个LED灯;
所述恒压源的输出正端与每个所述支路的正端连接,所述恒压源的输出负端与每个所述支路的负端连接,至少一个所述支路上设置有所述功率处理电路,所述功率处理电路的第一输入端与N个所述LED灯的一端连接,所述功率处理电路的第二输入端与N个所述LED灯的另一端连接,所述功率处理电路的第一输出端与M个所述LED灯的一端连接,所述功率处理电路的第二输出端与M个所述LED灯的另一端连接,所述功率处理电路的第三输入端与所述采样模块的输出端连接,Z≥M>N≥1,且M和N均为整数,M个所述LED灯中包括N个所述LED灯;
所述恒压源,用于为多个所述支路供电;
所述采样模块,用于在M<Z时,采集所述支路中除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数;在M=Z时,采集所述支路中除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数,得到采样参数;
所述功率处理电路,用于基于所述采样参数及期望参数调整自身的输入功率,以在M<Z时,将除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数,在M=Z时,将除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数。
2.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,所述功率处理电路的输入功率与N个所述LED灯在所述支路中的分压值呈负相关。
3.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,在所述工作参数为工作电流时;
所述采样模块具体用于在M<Z时,对除M个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电流进行采样;在M=Z时,对除N个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电流进行采样,得到采样电流。
4.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,在所述工作参数为工作电压时;
所述采样模块具体用于在M<Z时,对除M个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电压进行采样;在M=Z时,对除N个所述LED灯之外的任意一个或者多个LED灯的工作电压进行采样,得到采样电压。
5.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,所述功率处理电路包括控制电路和Boost电路;
所述采样模块的输出端与所述控制电路的输入端连接,所述控制电路的输出端与所述Boost电路中的开关管的控制端连接,所述Boost电路的输入正端为所述功率处理电路的第一输入端,所述Boost电路的输入负端为所述功率处理电路的第二输入端,所述Boost电路的输出正端为所述功率处理电路的第一输出端,所述Boost电路的输出负端为所述功率处理电路的第二输出端;
所述控制电路用于基于所述采样参数及所述期望参数调节所述Boost电路中的开关管的占空比或频率,以调整所述Boost电路的输入功率,以调整N个所述LED灯在所述支路中的分压值,以在M<Z时,将除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数,在M=Z时,将除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数。
6.如权利要求5所述的LED灯驱动系统,其特征在于,所述功率处理电路包括控制电路、第一开关、第一二极管、第一电容及变压器,所述变压器包括原边绕组及副边绕组,所述原边绕组的匝数大于所述副边绕组的匝数;
所述原边绕组的第一端为所述功率处理电路的第一输入端,所述原边绕组的第二端与所述第一开关的第一端连接,所述第一开关的第二端为所述功率处理电路的第二输入端,所述第一开关的控制端与所述控制电路的输出端连接,所述控制电路的输入端与所述采样模块的输出端连接,所述副边绕组的第一端与所述第一二极管的阳极连接,所述第一二极管的阴极与所述第一电容的第一端连接,并作为所述功率处理电路的第一输出端,所述副边绕组的第二端与所述第一电容的第二端连接,并作为所述功率处理电路的第二输出端;
所述控制电路用于基于所述采样参数及所述期望参数调节所述第一开关的占空比或频率,以调整所述变压器的输入功率,以调整N个所述LED灯在所述支路中的分压值,以在M<Z时,将除M个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数,在M=Z时,将除N个所述LED灯之外的LED灯的工作参数稳定在所述期望参数。
7.如权利要求6所述的LED灯驱动系统,其特征在于,所述控制电路包括运算放大器、电阻、第二电容及驱动模块;
所述运算放大器的输入正端输入所述期望参数,所述运算放大器的输入负端分别与所述采样模块的输出端及所述第二电容的第一端连接,所述第二电容的另一端与所述电阻的第一端连接,所述电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接,所述运算放大器的输出端与所述驱动模块的输入端连接,所述驱动模块的输出端为所述控制电路的输出端;
所述运算放大器,用于基于所述期望参数及所述采样参数的差值进行比例积分计算,输出电压信号;
所述驱动模块用于将所述电压信号转换为控制信号,以对所述Boost电路中的开关管或者所述第一开关的占空比或频率进行调节。
8.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,还包括:
设置与每个支路中限流模块,用于将所述支路上的工作电流限定在预设范围内。
9.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,还包括:
与所述采样模块的输出端连接的报警装置,用于在所述采样参数不在预设范围内时,发出报警信息。
10.如权利要求1所述的LED灯驱动系统,其特征在于,所述功率处理电路与对应的支路集成在同一电路板上。
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