CN116916489A - 一种led灯光智能控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED灯光智能控制器，涉及LED技术领域，包括LED模组模块，用于通过多组LED模组电路进行照明；电流检测模块，用于电流检测；电能检测模块，用于检测电能调节模块的供电状态并在断电时控制辅助供电模块提供低压恒流；智能控制模块，用于信号接收和控制电能调节模块进行电能的恒流恒压调节，用于控制通路控制模块改变多组LED模组电路的串联状态并进行故障检测和故障位置判断。本发明LED灯光智能控制器由电能调节模块进行恒流恒压调节以驱动LED模组模块工作，配合智能控制模块进行亮度调节，在电能调节模块断电时，辅助供电模块供电配合通路控制模块和智能控制模块判断LED故障位置并对故障位置进行短路控制。

Description

一种LED灯光智能控制器
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体是一种LED灯光智能控制器。
背景技术
LED灯相对于普通灯，如白炽灯等，具有亮度高、节能、寿命长、适用性好、回应时间短、环保等优点，被广泛应用在各个领域的照明，现有的LED灯光控制器大多采用专门的LED驱动装置，实现对串联LED模组的驱动控制和亮度调节控制，并且具备过压、欠压、过流等电路保护功能，具体通过断电的方式进行LED模组保护，无法自动对LED模组进行故障检测和故障排除控制，使得LED灯光控制器的智能度较低，降低照明的工作效率，因此有待改进。
发明内容
本发明实施例提供一种LED灯光智能控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。
依据本发明实施例中，提供一种LED灯光智能控制器，该LED灯光智能控制器包括：电源模块，电能调节模块，LED模组模块，电能检测模块，智能控制模块，辅助供电模块，通路控制模块，电流检测模块；
所述电源模块，用于提供直流电能；
所述LED模组模块，与所述电能调节模块连接，用于通过多组LED模组电路接收所述电能调节模块输出的电能并进行照明控制；
所述电流检测模块，与所述LED模组模块连接，用于对所述LED模组模块进行电流检测并输出电流信号；
所述电能检测模块，与所述电能调节模块连接，用于隔离检测所述电能调节模块输出的电能并在电能调节模块停止输出电能时输出第一控制信号；
所述智能控制模块，与所述电能检测模块、电能调节模块和电流检测模块连接，用于输出第一脉冲信号并控制电能调节模块的工作，用于接收所述第一控制信号并在接收到第一控制信号后输出第二脉冲信号，用于接收所述电流信号并对电流信号的变化进行监测，用于在监测的电流信号发生变化时停止第二脉冲信号的输出；
所述电能调节模块，与所述电源模块连接和电流检测模块连接，用于通过驱动控制电路根据接收的第一脉冲信号和电流信号对输入的电能进行恒流恒压调节处理并输出驱动电能；
所述辅助供电模块，与所述电能检测模块、电源模块和LED模组模块连接，用于通过辅助供电电路接收所述第一控制信号并对电源模块输出的电能进行低压恒流调节处理，用于为所述LED模组模块提供辅助电能；
所述通路控制模块，与所述智能控制模块和LED模组模块连接，用于通过所述通路控制电路接收所述第二脉冲信号并根据第二脉冲信号的脉宽控制所述LED模组模块中多组LED模组电路的串联连接状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明LED灯光智能控制器由电能调节模块根据电流检测模块检测的信号将电源模块输出的电能进行恒流恒压调节处理并驱动LED模组模块的照明工作，由智能控制模块可调节电能调节模块的电能，实现照明调节工作，并由电能检测模块检测电能调节模块的供电状态，并在断电时控制辅助供电模块为LED模组模块供电，同时由智能控制模块控制通路控制模块调节LED模组模块中多组LED模组电路的串联连接状态并判断出LED模组模块的故障位置，并对故障的LED模组进行短路控制，继而维持LED模组模块的照明工作，提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述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为本发明实例提供的一种LED灯光智能控制器的原理方框示意图。
图2为本发明实例提供的一种LED灯光智能控制器的电路图。
图3为本发明实例提供的电能检测模块的连接电路图。
图4为本发明实例提供的辅助供电模块的连接电路图。
实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
在一个实施例中，请参阅图1，一种LED灯光智能控制器包括：电源模块1，电能调节模块2，LED模组模块3，电能检测模块4，智能控制模块5，辅助供电模块6，通路控制模块7，电流检测模块8；
具体地，所述电源模块1，用于提供直流电能；
LED模组模块3，与所述电能调节模块2连接，用于通过多组LED模组电路接收所述电能调节模块2输出的电能并进行照明控制；
电流检测模块8，与所述LED模组模块3连接，用于对所述LED模组模块3进行电流检测并输出电流信号；
电能检测模块4，与所述电能调节模块2连接，用于隔离检测所述电能调节模块2输出的电能并在电能调节模块2停止输出电能时输出第一控制信号；
智能控制模块5，与所述电能检测模块4、电能调节模块2和电流检测模块8连接，用于输出第一脉冲信号并控制电能调节模块2的工作，用于接收所述第一控制信号并在接收到第一控制信号后输出第二脉冲信号，用于接收所述电流信号并对电流信号的变化进行监测，用于在监测的电流信号发生变化时停止第二脉冲信号的输出；
电能调节模块2，与所述电源模块1连接和电流检测模块8连接，用于通过驱动控制电路根据接收的第一脉冲信号和电流信号对输入的电能进行恒流恒压调节处理并输出驱动电能；
辅助供电模块6，与所述电能检测模块4、电源模块1和LED模组模块3连接，用于通过辅助供电电路接收所述第一控制信号并对电源模块1输出的电能进行低压恒流调节处理，用于为所述LED模组模块3提供辅助电能；
通路控制模块7，与所述智能控制模块5和LED模组模块3连接，用于通过所述通路控制电路接收所述第二脉冲信号并根据第二脉冲信号的脉宽控制所述LED模组模块3中多组LED模组电路的串联连接状态。
在具体实施例中，上述电源模块1可采用直流供电电路，提供直流电能，在此不做赘述；上述电能调节模块2可采用LED驱动器组成的电能调节电路，可根据智能控制模块5输出的第一脉冲信号调节输出的功率，继而调节LED模组的亮度；上述LED模组模块3可采用多组LED模组电路，在此介绍三组LED模组，并以串联的方式连接；上述电能检测模块4可采用隔离检测电路，检测电能调节模块2是否输出电能；上述智能控制模块5可采用微控制电路，集成了运算器、控制器、存储器以及输入输出器等诸多部件，实现信号的处理、数据存储、模块控制、定时控制等功能，实现信号接收和模块控制；上述辅助供电模块6可采用辅助供电电路，为LED模组模块3提供低压恒流电能，并且由电能检测模块4控制；上述通路控制模块7可采用触发器和功率管等组成的通路控制电路，由智能控制模块5输出的第二脉冲信号控制，并改变LED模组模块3中多组LED模组电路的串联连接状态；上述电流检测模块8可采用电流检测电路，对LED模组模块3进行电流检测，并检测的信号反馈给智能控制模块5和电能调节模块2。
在另一个实施例中，请参阅图1、图2、图3和图4，所述电源模块1包括供电电源和第一电容C1；所述电能调节模块2包括第一电阻R1、第二电容C2、第一调节器U2、第三电容C3、第一二极管D1、第五功率管Q5、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电感L1和第四电容C4；
具体地，所述供电电源的第一端连接第一电容C1的第一端和第一调节器U2的第八端并通过第一电阻R1连接第一调节器U2的第六端，第一调节器U2的第七端通过第二电容C2接地，第一调节器U2的第一端连接第一电感L1的第一端和第一二极管D1的阴极并通过第三电容C3连接第一调节器U2的第二端，第一调节器U2的第三端连接第五功率管Q5的漏极，第五功率管Q5的栅极连接第二电阻R2的一端和第三电阻R3的第一端，第一电感L1的第二端通过第四电容C4接地，第五功率管Q5、第二电阻R2的另一端、第一调节器U2的第四端、第一电容C1的另一端和供电电源的第二端均接地，第三电阻R3的第二端连接所述智能控制模块5。
在具体实施例中，上述第一调节器U2可选用LM3404芯片，配合第一电阻R1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第五功率管Q5、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电感L1和第四电容C4组成电能调节电路，其中第五功率管Q5可选用N沟道增强型MOS管，由智能控制模块5控制。
进一步地，所述电能检测模块4包括第七电阻R7、第一光耦J1、第八电阻R8、第一电源VCC1和第六电容C6；所述智能控制模块5包括第一控制器U1；
具体地，所述第一光耦J1的第一端通过第七电阻R7连接所述第一电感L1的第二端，第一光耦J1的第二端接地，第一光耦J1的第三端连接第一控制器U1的第四IO端、第六电容C6的一端和所述辅助供电模块6并通过第八电阻R8连接第一电源VCC1，第一光耦J1的第四端和第六电容C6的另一端均接地。
在具体实施例中，上述第一光耦J1可选用PC817光电耦合器；上述第一控制器U1可选用STM32单片机。
进一步地，所述LED模组模块3包括第二二极管D2、第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组；
具体地，所述第一LED模组的第一端连接第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极连接所述第一电感L1的第二端，第一LED模组的第二端连接第二LED模组的第一端，第二LED模组的第二端连接第三LED模组的第二端。
在具体实施例中，上述第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组以并联的形式连接，并且第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组的LED数量相同且电能消耗相同。
进一步地，所述电流检测模块8包括第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；
具体地，所述第四电阻R4的一端连接第五电阻R5的一端、第三LED模组的第二端和所述第一调节器U2的第五端并通过第六电阻R6连接所述第一控制器U1的第二IO端，第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的另一端均接地。
在具体实施例中，上述第四电阻R4和第五电阻R5对第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组进行电流检测，并通过第六电阻R6将检测信号传输给第一控制器U1，使得第一控制器U1记录并分析检测的电流信号变化程度。
进一步地，所述辅助供电模块6包括第九电阻R9、第四功率管Q4、第一开关管VT1、恒流可调装置和第七电容C7；
具体地，所述第四功率管Q4的源极连接所述供电电源的第一端并通过第九电阻R9连接第四功率管Q4的栅极和第一开关管VT1的集电极，恒流调节装置的第一端连接第四功率管Q4的漏极，恒流可调装置第二端、第七电容C7的一端和第一开关管VT1的发射极均接地，恒流可调装置的第三端连接第七电容C7的另一端和所述第一LED模组模块3的第一端。
在具体实施例中，上述第四功率管Q4可选用P沟道增强型MOS管；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管；上述恒流可调装置可选用，但并不限于LM317组成的电能调节电路。
进一步地，所述通路控制模块7包括第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3、第一触发器U3和第五电容C5；
具体地，所述第一触发器U3的脉冲端通过第五电容C5连接所述第一控制器U1的第三IO端，第一触发器U3的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别连接第一功率管Q1的栅极、第二功率管Q2的栅极和第三功率管Q3的栅极，第一触发器U3的接地端和复位端均接地，第一触发器U3的电源端连接所述第一LED模组的第一端和第一功率管Q1的漏极，第一功率管Q1的源极连接第一LED模组的第二端和第二功率管Q2的漏极，第二功率管Q2的源极连接第二LED模组的二端和第三功率管Q3的漏极，第三功率管Q3的源极连接第三LED模组的第二端。
在具体实施例中，上述第一触发器U3可选用CD4017芯片，由第一控制器U1输出的第二脉冲信号控制，并在接收到第二脉冲信号的一个上升沿时，由第一触发器U3的第一输出端、第二输出端和第三输出端依次输出高电平信号；上述第一功率管Q1、第二功率管Q2和第三功率管Q3均可选用N沟道增强型MOS管，分别控制第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组的连接状态。
本发明一种LED灯光智能控制器中，通第四电阻R4和第五电阻R5对第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组进行电流检测，使得第一调节器U2根据检测的电流信号对供电电源提供的电能进行恒流恒压调节，以便驱动第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组的照明工作，通过调节第一控制器U1的第一IO端输出的脉冲信号宽度可调节第五功率管Q5的导通程度，继而调节第一调节器U2输出的功率，调节第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组的照明亮度，当第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组中出现故障时，例如短路和断路，都将导致第一调节器U2进行断电保护工作，此时第一光耦J1将截止，由第一开关管VT1控制第四功率管Q4导通，供电电源通过第四功率管Q4和恒流可调装置为第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组供电，同时第一控制器U1得知发生故障，并由第一控制器U1的第三IO端输出第二脉冲信号，通过第二脉冲信号控制第一触发器U3的第一输出端、第二输出端和第三输出端输出高电平信号，继而驱动第一功率管Q1、第二功率管Q2和第三功率管Q3的导通，此时根据第一控制器U1检测的电流变化继而判断出故障位置，具体为，当第一LED模组故障时，检测的电流将较大或者为0，此时第一控制器U1停止输出第二脉冲信号，使得第一触发器U3持续控制第一功率管Q1导通，继而使得第一LED模组短路，一段时间后，第一调节器U2将自动恢复供电并控制第二LED模组和第三LED模组的工作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种LED灯光智能控制器，其特征在于，
该LED灯光智能控制器包括：电源模块，电能调节模块，LED模组模块，电能检测模块，智能控制模块，辅助供电模块，通路控制模块，电流检测模块；
所述电源模块，用于提供直流电能；
所述LED模组模块，与所述电能调节模块连接，用于通过多组LED模组电路接收所述电能调节模块输出的电能并进行照明控制；
所述电流检测模块，与所述LED模组模块连接，用于对所述LED模组模块进行电流检测并输出电流信号；
所述电能检测模块，与所述电能调节模块连接，用于隔离检测所述电能调节模块输出的电能并在电能调节模块停止输出电能时输出第一控制信号；
所述智能控制模块，与所述电能检测模块、电能调节模块和电流检测模块连接，用于输出第一脉冲信号并控制电能调节模块的工作，用于接收所述第一控制信号并在接收到第一控制信号后输出第二脉冲信号，用于接收所述电流信号并对电流信号的变化进行监测，用于在监测的电流信号发生变化时停止第二脉冲信号的输出；
所述电能调节模块，与所述电源模块连接和电流检测模块连接，用于通过驱动控制电路根据接收的第一脉冲信号和电流信号对输入的电能进行恒流恒压调节处理并输出驱动电能；
所述辅助供电模块，与所述电能检测模块、电源模块和LED模组模块连接，用于通过辅助供电电路接收所述第一控制信号并对电源模块输出的电能进行低压恒流调节处理，用于为所述LED模组模块提供辅助电能；
所述通路控制模块，与所述智能控制模块和LED模组模块连接，用于通过所述通路控制电路接收所述第二脉冲信号并根据第二脉冲信号的脉宽控制所述LED模组模块中多组LED模组电路的串联连接状态。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯光智能控制器，其特征在于，所述电源模块包括供电电源和第一电容；所述电能调节模块包括第一电阻、第二电容、第一调节器、第三电容、第一二极管、第五功率管、第二电阻、第三电阻、第一电感和第四电容；
所述供电电源的第一端连接第一电容的第一端和第一调节器的第八端并通过第一电阻连接第一调节器的第六端，第一调节器的第七端通过第二电容接地，第一调节器的第一端连接第一电感的第一端和第一二极管的阴极并通过第三电容连接第一调节器的第二端，第一调节器的第三端连接第五功率管的漏极，第五功率管的栅极连接第二电阻的一端和第三电阻的第一端，第一电感的第二端通过第四电容接地，第五功率管、第二电阻的另一端、第一调节器的第四端、第一电容的另一端和供电电源的第二端均接地，第三电阻的第二端连接所述智能控制模块。
3.根据权利要求2所述的一种LED灯光智能控制器，其特征在于，所述电能检测模块包括第七电阻、第一光耦、第八电阻、第一电源和第六电容；所述智能控制模块包括第一控制器；
所述第一光耦的第一端通过第七电阻连接所述第一电感的第二端，第一光耦的第二端接地，第一光耦的第三端连接第一控制器的第四IO端、第六电容的一端和所述辅助供电模块并通过第八电阻连接第一电源，第一光耦的第四端和第六电容的另一端均接地。
4.根据权利要求3所述的一种LED灯光智能控制器，其特征在于，所述LED模组模块包括第二二极管、第一LED模组、第二LED模组和第三LED模组；
所述第一LED模组的第一端连接第二二极管的阴极，第二二极管的阳极连接所述第一电感的第二端，第一LED模组的第二端连接第二LED模组的第一端，第二LED模组的第二端连接第三LED模组的第二端。
5.根据权利要求4所述的一种LED灯光智能控制器，其特征在于，所述电流检测模块包括第四电阻、第五电阻和第六电阻；
所述第四电阻的一端连接第五电阻的一端、第三LED模组的第二端和所述第一调节器的第五端并通过第六电阻连接所述第一控制器的第二IO端，第四电阻的另一端和第五电阻的另一端均接地。
6.根据权利要求4所述的一种LED灯光智能控制器，其特征在于，所述辅助供电模块包括第九电阻、第四功率管、第一开关管、恒流可调装置和第七电容；
所述第四功率管的源极连接所述供电电源的第一端并通过第九电阻连接第四功率管的栅极和第一开关管的集电极，恒流调节装置的第一端连接第四功率管的漏极，恒流可调装置第二端、第七电容的一端和第一开关管的发射极均接地，恒流可调装置的第三端连接第七电容的另一端和所述第一LED模组模块的第一端。
7.根据权利要求4所述的一种LED灯光智能控制器，其特征在于，所述通路控制模块包括第一功率管、第二功率管、第三功率管、第一触发器和第五电容；
所述第一触发器的脉冲端通过第五电容连接所述第一控制器的第三IO端，第一触发器的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别连接第一功率管的栅极、第二功率管的栅极和第三功率管的栅极，第一触发器的接地端和复位端均接地，第一触发器的电源端连接所述第一LED模组的第一端和第一功率管的漏极，第一功率管的源极连接第一LED模组的第二端和第二功率管的漏极，第二功率管的源极连接第二LED模组的二端和第三功率管的漏极，第三功率管的源极连接第三LED模组的第二端。
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