CN203352863U - 新型led照明系统 - Google Patents

Abstract

一种新型LED照明系统，包括一高频开关电源，一LED调光模块和一LED模组，LED模组为LED照明系统的光源，高频开关电源作为LED照明系统的电源为LED模组供电，LED调光模块既与高频开关电源相连接，又与LED模组相连接，用于调节LED模组的发光亮度。本实用新型新型LED照明系统能够保证每颗LED时刻工作在恒流状态，高频开关电源引入灯具电流反馈信号，恒流输出功率取决于外部LED自身设计，新型LED照明系统减少电源种类，同时具有电流调光功能，无频闪健康调光，该实用新型结构简单，易于制造和标准化，具有很好的实用价值。

Description

新型LED照明系统

【技术领域】

本实用新型涉及LED照明领域，特别涉及一种新型LED照明系统。

【背景技术】

LED作为照明领域的新兴照明能源，因其体积小、节能、环保和健康等诸多优点，LED已经成为照明领域的主体且越来越广泛地被人们在各种场合使用。

LED灯具总体上来说，分为LED灯组和LED电源两大部分，现有的LED电源主要分为恒流驱动电源和恒压电源两种，其中最为普遍的是恒流驱动电源，恒流驱动电源看似理想，对于电源本身来所没有问题，但是对于小功率的LED来说就另当别论了，若干颗LED需要进行串并联组合，当局部LED损坏时，剩下的LED就需要共同分担已损坏LED的那部分电流，

必然存在电流在过流的情况，从而导致LED更容易超负荷损坏，形成雪崩模式循环，由局部LED的损坏导致LED灯具整体损坏，由于恒流驱动电源输出口参数限制，不同功率的LED灯具需要不同参数的驱动电源，造成驱动电源品种繁多，进行LED灯具新产品开发时同时要驱动电源配套开发，产品成熟周期长，开发成本高，LED照明驱动电源种类繁多，不利于规模化生产和推广，照明灯具局部的损坏无法修复而报废，既造成浪费又污染环境，节能、环保慨念不复存在。

【实用新型内容】

为克服目前LED容易发生过流损坏，LED电源种类繁多的缺点，本实用新型提供一种自动调节工作电流使每颗LED工作在设计安全范围之内，并能够对LED进行线性电流亮度调节的新型LED照明系统。

本实用新型提供一种新型LED照明系统，包括一高频开关电源，一LED调光模块和一LED模组，LED模组为LED照明系统的光源，高频开关电源作为LED照明系统的电源为LED模组供电，LED调光模块既与高频开关电源相连接，又与LED模组相连接，用于调节LED模组的发光亮度，LED模组包括n(n为整数)条灯串L1，L2，L3……Ln(n为整数)，该n条灯串L1，L2，L3……Ln(n为整数)相互并联，灯串L1，L2，L3……Ln(n为整数)均包括一LED灯组，一检测模块和一反馈模块，该检测模块与LED灯组串联连接，用于检测LED灯组模块的电流，并传送给反馈模块，反馈模块与LED调光模块连接。

优选地，LED灯组模块由m个LED串联组成，检测模块包括一检测电阻和一调光二极管，LED灯组模块，检测电阻与调光二极管依次串联。

优选地，反馈模块包括一隔离反馈二极管，该隔离反馈二极管一端连接在检测电阻与LED灯组模块相连的节点处，另一端输出反馈信号FB。

优选地，n条灯串所输出的反馈信号FB并联。

优选地，该LED调光模块包括一运算放大器，该运算放大器一端与LED模组相连并对其进行电流/电压采样，另一端输入基准电压。

优选地，该运算放大器输出端设置有反馈电压模块，反馈电压模块与高频开关电源连接，用于调节电源的电压输出进而控制LED模组的发光亮度。

优选地，运算放大器输入基准电压的一端与一单刀双掷开关的动端相连接。

优选地，该单刀双掷开关的不动端一端连接基准电压模块，另一端连接一调压模块，该调压模块与基准电压模块相连接，可调节基准电压大小。

优选地，运算放大器输入端之一连接LED模组中的FB信号。

与现有技术相比，本实用新型新型LED照明系统通过引入检测电阻，调光二极管和隔离反馈二极管，将流过LED灯的电流信号精准地反馈回电源，改变电源输出值，从而保证所有LED灯工作在最大允许流过电流的范围内。此外，因流过无损坏LED灯组模块的电流大小等于基准电压模块所设置的电压大小与检测电阻之比，在制作具有该新型LED照明系统的灯具时，制造商可通过改变检测电阻的大小来制作不同额定电流的灯具，从而满足不同类型灯具的照明亮度需求。同时，驱动电源确保每串电流不大于设计电流而不限制总电流，即不限制灯具LED灯组功率，只要求灯具LED消耗功率小于驱动电源功率即可。在进行灯具的生产制造时，无需对特定的LED灯具匹配特定的电源，从而减少了LED电源种类，从而减少了LED电源种类。再者，该新型LED照明系统可通过调压模块来改变基准电压的大小来实现对LED灯组模块发光亮度的调节，该调光没有PWM调光的交流成分，电流连续变化无跳变，故，调光也无频闪现象，对眼睛来说，十分健康，更进一步，该新型LED照明系统的高频开关电源和LED模组分开设计，热量无叠加，灯具散热性好，可靠性大幅提高。

【附图说明】

图1是本实用新型LED照明系统电路模块示意图，其包括一高频开关电源，一LED调光模块和一LED模组。

图2是图1所示的LED模组的电路模块示意图。

图3是图1所示的LED模组电路图。

图4是图1所示的高频开关电源和调光模块电路示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，LED照明系统10包括一高频开关电源11，一LED调光模块12和一LED模组13。LED模组13为LED照明系统10的光源，高频开关电源11作为LED照明系统10的电源为LED模组13供电，LED调光模块12既与高频开关电源11相连接，又与LED模组13相连接，其作用为通过高频开关电源11调节LED模组13的发光亮度。

请参阅图2和图3，LED模组13包括n条线路L1，L2，L3……Ln(n为整数)，该n条线路相互并联。该每一条线路L1，L2，L3……Ln分别包括一LED灯组模块L11，L21，L31……Ln1，一检测模块L12，L22，L32……Ln2和一反馈模块L13，L23，L33……Ln3，该LED灯组模块131，检测模块132和反馈模块133相连接后并联在高频开关电源11两端。以下均以线路Ln为例进行说明，线路Ln包括一LED灯组模块Ln1，检测模块Ln2和一反馈模块Ln3，该LED组模块Ln1，检测模块Ln2和一反馈模块Ln3相连接后并联在高频开关电源11两端。

高频开关电源11为LED模组13供电，LED灯组模块Ln1为LED模组13的光源，检测模块Ln2用来检测流过LED灯组模块Ln1的电压/电流，反馈模块Ln3的作用是在检测模块Ln2检测到流过LED灯组模块Ln1的电流过大时，将过流信号反馈回高频开关电源11，从而使高频开关电源11降低输出电压以保证LED灯组模块Ln1工作在安全电流范围内。

该LED灯组模块Ln1为LED灯具系统的光源，其包括m个LED灯Dn1，Dn2Dn3……Dnm(m为整数)，该m个LED灯Dn1，Dn2Dn3……Dnm依次串联连接。

该检测模块Ln2包括一检测电阻Rn和一调光二极管Dnt，该检测电阻Rn和调光二极管Dnt串联连接，且检测电阻Rn一端与LED灯组模块Ln1连接，调光二极管Dnt一端与高频开关电源11负极相连。检测电阻Rn用于检测流过LED灯组模块Ln1的电流情况，调光二极管Dnt的作用为提高检测精度。当流过LED灯组模块Ln1的电流过大时，检测电阻Rn两端的电压增大，进而向反馈模块Ln3输出信号，由反馈模块Ln3控制电源输出大小。

该反馈模块Ln3包括一隔离反馈二极管Dns，该隔离反馈二极管Dns的阳极端连接在LED灯Dn1，Dn2Dn3……Dnm与检测电阻Rn相连的节点处，其阴极端输出信号FB，n条线路L1，L2，L3……Ln所输出的信号FB并联连接后与高频开关电源11相连接。隔离反馈二极管Dns的作用为反馈检测电阻Rn上的电压信号，并将该信号输出到FB端，FB向高频开关电源11发出信号，使高频开关电源11调整输出。

在隔离反馈二极管Dns导通时，隔离反馈二极管Dns阳极端的电压等于检测电阻Rn两端的电压与调光二极管Dnt上的压降之和，或者等于隔离反馈二极管Dns的压降与FB信号端电压之和，而隔离反馈二极管Dns和调光二极管Dnt的压降大小相等，即FB信号端的电压即为检测电阻Rn两端的电压，FB信号能够不受隔离反馈二极管Dns两端压降的影响，抵消隔离反馈二极管Dns的压差来实现精确检测流过LED灯组模块Ln1的电流，流过LED灯组模块Ln1的电流大小等于FB端电压与检测电阻Rn之比，在不需要调光的照明电路中可以去掉调光二极管Dnt，调光可以智能控制无人时降低功耗或关闭LED照明系统，进一步节能。

请参阅图4，LED调光模块12包括一反馈电压模块121，一基准电压模块122，一调压模块123，一运算放大器124和一单刀双掷开关125。该运算放大器124的同相输入端连接单刀双掷开关125的动端，反相输入端输入LED模组13中的采样信号FB，其输出端连接反馈电压模块121，动端连接在运算放大器124同相端的单刀双掷开关125有两个不动端，该两个不动端一端与基准电压模块122相连接，另一不动端与调压模块123相连接。此外，调压模块123与基准电压模块122相连接，反馈电压模块121连接到高频开关电源11。

该LED调光模块12通过采样信号FB对LED模组13中的LED灯组模块L11，L21，L31……Ln1进行电压/电流采样，通过将FB端电压与基准电压模块122或调压模块123所设置的基准电压相比较后，输出信号传递给反馈电压模块121，反馈电压模块121接收到信号后将信号反馈回高频开关电源11，高频开关电源11通过改变电源输出大小来控制LED灯组模块L11，L21，L31……Ln1的发光亮度。

该单刀双掷开关125用于照明模式的选择。该该单刀双掷开关125包括一个动端与两个不动端，其动端连接在运算放大器124的同相输入端，其一不动端与基准电压模块122相连实现恒光照明，另一不动端与调压模块123相连接实现调光照明，通过改变不动端的连接点可选择恒光照明或调光照明。

该基准电压模块122用于设置标准基准电压，该标准基准电压大小等于LED无损坏时检测电阻两端的电压。基准电压大小影响LED发光模组的发光亮度。基准电压模块122与单刀双掷开关125的一不动端相连的同时又与调压模块123相连。

该调压模块123的作用为调节LED灯组模块L11，L21，L31……Ln1的发光亮度。调压模块123通过调节基准电压的大小来控制LED灯组模块L11，L21……Ln1的发光亮度。

该运算放大器124用来比较采样信号FB端电压与基准电压模块122或调压模块123所设置的基准电压，通过两电压之间的比较，进而输出信号控制高频开关电源11的输出大小，从而达到控制LED灯组模块L11，L21，L31……Ln1发光亮度的目的。

该反馈电压模块121用于将运算放大器124所输出的信号进行处理后反馈回高频开关电源11，控制高频开关电源11的输出大小。

在LED灯组模块Ln1存在某颗或某几颗LED灯损坏时，在LED灯开路的情况下，只有该LED灯所在线路Ln的LED灯组模块Ln1不亮，其反馈端无输出，该串LED将不参与整个照明系统工作，不影响其他LED灯串正常工作；在LED灯短路的情况下，线路Ln上流过LED灯组模块Ln1的电流增大，即流过检测电阻Rn上的电流增大，检测电阻Rn两端电压增大，进而导致隔离反馈二极管Dns导通，FB端电压等于检测电阻Rn两端电压，基准电压模块122设置有标准基准电压，此时，FB端电压必定大于该标准基准电压，运算放大器124输出高电平，调节高频开关电源11脉宽，迫使高频开关电源11输出电压降低，从而使LED灯组模块Ln1亮度降低或关断保护护，待故障排除后或者把短路故障移除后重新正常工作，整个LED照明系统具有可修复性，降低使用成本；反之，增加高频开关电源11的脉宽，提高高频开关电源11的输出。

在使用过程中，当用户需要改变照明亮度时，可通过调压模块123改变基准电压大小，该调节方式可以是手动调节或者是遥控调节。通过调压模块123将基准电压调小时，由于运算放大器124存在的“虚短”现象，运算放大器124反相端电压等于调压模块123所设置的基准电压，此时，由于隔离反馈二极管Dns两端存在一定压差，隔离反馈二极管Dns导通，FB端电压等于检测电阻Rn两端电压，检测电阻Rn电压必定大于调压模块123所设置的基准电压，故，运算放大器124有信号输出，反馈电压模块121接受到信号运算放大器124传输过来的信号后，迫使高频开关电源11输出降低，从而降低LED灯组模块Ln1亮度。

与现有技术相比，本实用新型新型LED照明系统10通过引入检测电阻Rn，调光二极管Dnt和隔离反馈二极管Dns，将流过LED灯的电流信号精准地反馈回电源，改变电源输出值，从而保证所有LED灯工作在最大允许流过电流的范围内。此外，因流过无损坏LED灯组模块131的电流大小等于基准电压模块122所设置的电压大小与检测电阻Rn之比，在制作具有该新型LED照明系统10的灯具时，制造商可通过改变检测电阻Dn的大小来制作不同额定电流的灯具，从而满足不同类型灯具的照明亮度需求。同时，驱动电源确保每串电流不大于设计电流而不限制总电流，即不限制灯具LED灯组功率，只要求LED灯具消耗功率小于驱动电源功率即可。在进行灯具的生产制造时，无需对特定的LED灯具匹配特定的电源，从而减少了LED电源种类，从而减少了LED电源种类。再者，该新型LED照明系统可通过调压模块123来改变基准电压的大小来实现对LED灯组模块131发光亮度的调节，该调光没有PWM调光的交流成分，电流连续变化无跳变，故，调光也无频闪现象，对眼睛来说，十分健康，更进一步，该新型LED照明系统10的高频开关电源11和LED模组13分开设计，热量无叠加，灯具散热性好，可靠性大幅提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型LED照明系统，包括一高频开关电源，一LED调光模块和一LED模组，LED模组为LED照明系统的光源，高频开关电源作为LED照明系统的电源为LED模组供电，LED调光模块既与高频开关电源相连接，又与LED模组相连接，用于调节LED模组的发光亮度，LED模组包括n(n为整数)条灯串L1，L2，L3……Ln(n为整数)，该n条灯串L1，L2，L3……Ln(n为整数)相互并联，其特征在于：该n条灯串L1，L2，L3……Ln(n为整数)均包括一LED灯组，一检测模块和一反馈模块，该检测模块与LED灯组串联连接，用于检测LED灯组模块的电流，并传送给反馈模块，反馈模块与LED调光模块连接。

2.如权利要求1所述的新型LED照明系统，其特征在于：LED灯组模块由m个LED串联组成，检测模块包括一检测电阻和一调光二极管，LED灯组模块，检测电阻与调光二极管依次串联。

3.如权利要求2所述的新型LED照明系统，其特征在于：反馈模块包括一隔离反馈二极管，该隔离反馈二极管一端连接在检测电阻与LED灯组模块相连的节点处，另一端输出反馈信号FB。

4.如权利要求3所述的新型LED照明系统，其特征在于：n条灯串所输出的反馈信号FB并联。

5.如权利要求3所述的新型LED照明系统，其特征在于：该LED调光模块包括一运算放大器，该运算放大器一端与LED模组相连并对其进行电流/电压采样，另一端输入基准电压。

6.如权利要求5所述的新型LED照明系统，其特征在于：该运算放大器输出端设置有反馈电压模块，反馈电压模块与高频开关电源连接，用于调节电源的电压输出进而控制LED模组的发光亮度。

7.如权利要求6所述的新型LED照明系统，其特征在于：运算放大器输入基准电压的一端与一单刀双掷开关的动端相连接。

8.如权利要求7所述的新型LED照明系统，其特征在于：该单刀双掷开关的不动端一端连接基准电压模块，另一端连接一调压模块，该调压模块与基准电压模块相连接，可调节基准电压大小。

9.如权利要求5至8任一项所述的新型LED照明系统，其特征在于：运算放大器输入端之一连接LED模组中的FB信号。

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