CN203368856U - 一种led照明独立式控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种LED照明独立式控制系统，包括LED电源和至少一个由若干LED灯串联而成的LED灯组，所述至少一个LED灯组并联接入LED电源，还包括通过导线与所述LED电源和LED灯组电连接的LED保护装置，所述LED保护装置包括串联在所述LED电源与每一所述LED灯组之间的电流检测组件和开关控制组件以及分别与所述电流检测组件和所述开关控制组件电联接的控制组件。从而单独检测和控制LED电源与每一LED灯组的电流支路的通电电流，使其在某一电流支路出现过流或短路时即可控制电路的通断而无需待其达到LED电源电路的保护点才启动电路保护，能够及时提供保护，避免引发照明设备过热起火现象，使得整个LED电路更加安全。

Description

一种LED照明独立式控制系统
技术领域
本实用新型涉及LED照明技术领域，具体涉及用于避免电路过电与过温的一种LED照明独立式控制系统。
背景技术
LED灯作为新型绿色照明技术，具有光转换效率高、能耗低、体积小、寿命长的特点，逐渐被应用于各种照明领域，尤其是在广告标识灯，如字母灯、标志牌、广告灯箱等场合得到广泛应用。LED灯的寿命长是基于安全的工作环境，当LED在面临过电冲击或过热损伤时会导致LED灯失效，影响其使用寿命。过电冲击即在LED上施加的电流超过该LED技术数据手册上的最大额定电流，包括过电流和过电压引起的过电冲击。过热损伤是指LED灯具中的元组件在过热情况下导致失效，通常在LED灯遭遇过电冲击时也会使其中的元组件受到过热损伤，影响LED的工作寿命。在LED照明设计中，有接近80%的电能会转化为热能，而且LED的性能和寿命与其工作温度密切相关，通常当LED芯片内温度升高10度，其光通量就会衰减1%，LED的寿命减少50%。因此，在LED照明设计中，必须保证LED灯电路中设计有过电保护或过热保护电路或装置。
在LED照明控制系统设计过程中，通常只LED电源直接串联接入多个LED灯，并在LED电源电路中设置保护电路，当电路出现异常即触动电源电路的保护点而启动保护。这样的电路设计在LED电源负载线短，即负载LED灯数量少时能起到很好防护作用，但在LED电源外接负载线长，即外接多个LED灯时会出现在电路短路时，短路的功率还没有达到LED电源电路的保护点而无法起保护作用，使LED灯电路在持续的大电流下产生过热而燃烧的情况。而且当LED电源的输出功率与LED灯的功率不匹配时，在过电流时更难触动LED电源电路的保护点，如在200W的电源过流保护点达到300W甚至更高时，灯的负载功率却只有100W甚至更少，由于接线太长，难以达到电源保护点无法进行自动保护，在长时间过电流容易引起元组件过热操作甚至导致起火，造成安全隐患。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对相关LED照明控制系统设计过程中存在的由于LED电源外接负载线过长，导致其受到过电冲击或过热损伤时并不动触动LED电源电路的保护点而损毁整个LED照明电路，影响LED灯的使用寿命的不足，提供一种用于避免LED电路过电的LED照明独立式控制系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED照明独立式控制系统，包括LED电源和由若干LED灯串联而成的LED灯组，所述至少一个LED灯组并联接入所述LED电源，其特征在于：还包括串联在所述LED电源与每一所述LED灯组之间的LED保护装置，用以检测所述LED电源的输出电流并根据检测的所述输出电流控制所述LED灯组与所述LED电源的通断。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述LED保护装置包括：
电流检测组件，串联接入在所述LED电源与LED灯组之间，用以检测所述LED电源与LED灯组之间的通电电流；
开关控制组件，串联接入在所述LED电源与LED灯组之间，用以控制所述LED电源与LED灯组之间的通断；
控制组件，分别与所述电流检测组件和所述开关控制组件相连，用于根据所述电流检测组件检测到的通电电流，来控制所述开关控制组件控制所述LED灯组与所述LED电源的通断。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述控制组件包括用于对电路实现自锁与解锁的自锁解锁组件和用于驱动开关控制组件的驱动控制组件；
所述驱动控制组件与所述电流检测组件和所述开关控制组件连接，接收所述电流检测组件检测到的通电电流，当所述通电电流超出保护点时，控制所述驱动控制组件来驱动所述开关控制组件断开所述LED电源与所述LED灯组的供电；
所述自锁解锁组件与所述电流检测组件和所述驱动控制组件连接，接收所述电流检测组件检测到的通电电流，当所述通电电流未超出保护点时，控制所述驱动控制组件来驱动所述开关控制组件恢复所述LED电源与所述LED灯组的供电。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述的电流检测组件包括电流侦测电阻、高分子正温热敏电阻或过电流识别电路。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述的开关控制组件为MOS管。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中， 所述LED保护装置包括用于检测通电电流的电阻R1、控制电路通断的开关管Q1、运算放大器U1、运算放大器U2、二极管D1和二极管D2；
电流从所述LED电源正极流入运算放大器U的反相输入端2，LED电源负极连接电阻R1到运算放大器U1的同相输入端3，运算放大器U1的输出端1连接二极管D2到运算放大器U1的同相输入端3，用以实现电流正反馈，以达到自锁解锁目的；运算放大器U1的输出端1通过二极管D1连接运算放大器U2的反相输入端6，运算放大器U2的同相输入端5连接LED电源正极，运算放大器U2的输出端与开关管Q1电连接,用以控制开关管Q1的通断。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述的LED保护装置还包括限流电阻R8、R9、R2、R7；
电流从所述LED电源正极流经限流电阻R8、限流电阻R9流入流入运算放大器U1的反相输入端2；LED电源负极连接电阻R1、限流电阻R2到运算放大器U1的同相输入端3；LED电源正极通过限流电阻R8、限流电阻R7连接到运算放大器U2的同相输入端5。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述LED保护装置（3）由一层外壳包覆，且通过导线与所述LED电源和LED灯组导电连接。
在本实用新型所述的LED照明独立式控制系统中，所述外壳表面设有散热鳍片。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：本实用新型所提供的LED照明独立式控制系统，在LED电源与每一个并联接入LED电源的由若干LED灯串接而成的LED灯组之间接入LED保护装置，从而单独检测和控制LED电源与每一LED灯组的电流支路的通电电流，使其在某一电流支路出现过电时即可控制电路的通断而无需待其达到LED电源电路的保护点才启动电路保护，使得整个LED电路更加安全。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型LED照明系统的电路图。
图中：1、LED电源；2、LED灯组；3、LED保护装置；3a、电流检测组件；3ｂ、自锁解锁组件；3B、控制组件；3c、驱动控制组件；3d、开关控制组件。 
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型公开一种LED照明独立式控制系统，用以避免因LED电源负载线过长或其他外部环境原因导致在电路出现过流或过热时未达到LED电源电路的保护点，无法启动保护而致使LED电路损毁的问题。该LED照明独立式控制系统包括：包括LED电源1和由若干LED灯串联而成的LED灯组2，若干LED灯组2并联接入LED电源1上形成独立控制的支路，还包括串联接入在LED电源1与每一LED灯组2之间支路的LED保护装置3，保护装置3用以检测LED电源1的输出电流并根据检测的输出电流控制LED灯组2与所述LED电源1的通断，可以单独检测和控制LED电源1与每一LED灯组2之间的电流支路的通电电流，使其在各支路出现过流或短路时能够及时控制该电流支路的通断，而其他支路的正常工作，无需待其达到LED电源电路的保护点才启动电路保护，同时控制所有电流支路的通断，因此其能及时保护各电流支路，避免各电流支路引发照明设备起火现象，保证整个LED照明系统的安全。
可以理解的，该保护装置3可以包括一个设有散热鳍片的外壳，以供电子电路设置于其中，并通过导线连接在LED电源1与LED灯组2之间，以起到过流保护的作用。
本实施例的LED保护装置3，包括串联在LED电源1与LED灯组2之间的用以检测其通电电流的电流检测组件3a；串联接入在LED电源1与LED灯组2之间的用以控制通电电路的通断的开关控制组件3d；分别与电流检测组件3a和开关控制组件3d相连的控制组件3B，用于电流检测组件3a检测到的通电电流，来控制开关控制组件3d控制LED灯组2与LED电源1的通断。控制组件3B包括用于对电路实现自锁与解锁的自锁解锁组件3b和用于驱动开关控制组件3d的驱动控制组件3c。驱动控制组件3c与电流检测组件3a和开关控制组件3d连接，接收电流检测组件3a检测到的通电电流，当通电电流超出电源电路的保护点时，控制驱动控制组件3c来驱动开关控制组件3d断开LED电源1与LED灯组2的供电。自锁解锁组件3b与电流检测组件3a和驱动控制组件3c连接，接收电流检测组件3a检测到的通电电流，当通电电流未超出电源电路的保护点时，控制驱动控制组件3c来驱动开关控制组件3d恢复LED电源1与LED灯组2的供电。该方案中的开关控制组件3d选择MOS管，是由于其温度特性好，不易受电路环境中的温度变化的影响。其中的电流检测组件3a可以为电流侦测电阻、高分子正温热敏电阻或过电流识别电路。
当电流检测组件3a为电流侦测电阻时，当电路中有异常电流通过或短路时，电流侦测电阻的电压升高，说明该LED电源1的负载过高，驱动控制组件3c接收电流检测组件3a检测到的通电电流超出电源电路的保护点，驱动控制组件输出一个低电位，MOS管在低电位时处于截止状态，断开LED电源1与LED灯组2之间的电路，从而避免持续大电流冲击导致电路过热而引起照明设备起火现象。
当电路故障消除，且通电电流正常时，电流侦测电阻的电压正常，自锁解锁组件3b接收电流检测组件3a检测到的通电电流未超出电源电路的保护点时，控制驱动控制组件3c给MOS管输出一个高电位，来驱动开关控制组件3d恢复LED电源1与LED灯组2的供电,使LED灯正常使用；电流侦测电阻对电路中电流变化反映灵敏，有利于避免电路中出现过电冲击而损毁电路。方案中还可以选择过电识别电路作为其电流检测组件3a，选择过电识别电路作为该保护装置的电流检测组件3a时，其工作原理与电流侦测电阻一样，主要利用过电识别电路直接检测电路中电流异常情况。
当电流检测组件3a为高分子正温热敏电阻时，在电路正常工作电流通过或电路中各元组件处于正常环境温度时，高分子正温热敏电阻处于低阻状态，自锁解锁组件3b接收电流检测组件3a检测到的通电电流未超出电源电路的保护点时，控制驱动控制组件3c给MOS管输出一个高电位，使MOS管在高电位时下处于导通状态，LED灯组2正常工作。当电路中有异常电流或环境温度升高时，大电流或环境升高所产生的热量使该高分子正温热敏电阻迅速膨胀，处于高阻状态，电压升高，驱动控制组件3c接收电流检测组件3a检测到的通电电流超出电源电路的保护点，驱动控制组件输出一个低电位，MOS管在低电位时处于截止状态，断开LED电源1与LED灯组2之间的电路，从而避免持续大电流冲击导致电路过热而损毁。当电路中过电流或高温状态排除后，高分子正温热敏电阻恢复正常；高分子正温热敏电阻体积小、成本低、而且对于环境中温度变化反应明显，有利于避免电路中出现过热损伤而损毁电路。
图2公开了本实用新型LED保护装置3的一个具体实施方式的电路图。该LED保护装置3的电路图主要包括用于检测通电电流的电阻R1、控制电路通断的开关管Q1、运算放大器U1、运算放大器U2、二极管D1、二极管D2和限流电阻R8、R9、R2、R7等；当然，还可以包括一些辅助电路组件，如电容C1-C4、电阻R3-R6、二极管D3等。可以理解的，该LED保护装置3可以包括一个外壳，上述电路组件可以设置在一电路板上，并安装在该外壳中，再通过导线连接LED电源1和LED灯组2之间，以起到过流保护的作用。
电流从所述LED电源1正极流经限流电阻R8、限流电阻R9流入运算放大器U1的反相输入端2；LED电源1负极连接电阻R1、限流电阻R2到运算放大器U1的同相输入端3；运算放大器U1的输出端1连接二极管D2到运算放大器U1的同相输入端3，用以实现电流正反馈，以达到自锁解锁目的；运算放大器U1的输出端1通过二极管D1连接运算放大器U2的反相输入端6，LED电源1正极通过限流电阻R8、限流电阻R7连接到运算放大器U2的同相输入端5，运算放大器U2的输出端与开关管Q1电连接,用以控制开关管Q1的通断。
当电路中有异常电流通过或短路时，电阻R1产生检测电压并通过限流电阻R2接入运算放大器U1中，此时流入运算放大器U1对反相输入端2与同相输入端3电压进行运算，通过输出端1放大检测电压并通过二极管D1连接运算放大器U2的反相输入端6，运算放大器U1的输出端1还通过二极管D2连接到运算放大器U1的同相输入端3，实现电流正反馈，用于对通电电流进行限制，实现自锁功能。运算放大器U2的反相输入端6接收来自运算放大器U1的放大检测电压，与通过电阻R7、电阻R8连接LED电源1正极的同相输入端5的电压进行比对，通过输出端7向开关管Q1输出低电位，使开关管Q1处于截止状态，使该电流支路断路，从而避免电路中通过持续大电流导致过热甚至起火而损毁电路。当电路恢复正常时，电阻R1没有产生压降，运算放大器U1的输出端1并没有向运算处理器U2输出放大检测电压，运算处理器U2向开关管Q1输入高电位驱动其导通，恢复该电流支路电流通路。当运算处理器U1没有输出放大检测电压时，二极管D2实现解锁。
本实用新型是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (5)

1.一种LED照明独立式控制系统，包括LED电源（1）和由若干LED灯串联而成的LED灯组（2），所述至少一个LED灯组（2）并联接入所述LED电源（1），其特征在于：还包括通过导线与所述LED电源（1）和LED灯组（2）电连接的LED保护装置（3），所述LED保护装置（3）包括串联在所述LED电源（1）与每一所述LED灯组（2）之间的电流检测组件（3a）和开关控制组件（3d）以及分别与所述电流检测组件（3a）和所述开关控制组件（3d）电联接的控制组件（3B）。 
2.根据权利要求1所述的LED照明独立式控制系统，其特征在于：所述控制组件（3B）包括用于对电路实现自锁与解锁的自锁解锁组件（3b）和用于驱动开关控制组件（3d）的驱动控制组件（3c）； 
所述驱动控制组件（3c）与所述电流检测组件（3a）和所述开关控制组件（3d）电连接；所述自锁解锁组件（3b）与所述电流检测组件（3a）和所述驱动控制组件（3c）电连接。 
3.根据权利要求2所述的LED照明独立式控制系统，其特征在于：所述电流检测组件（3a）为电流侦测电阻、高分子正温热敏电阻或过电流识别电路。 
4.根据权利要求2所述的LED照明独立式控制系统，其特征在于：所述LED保护装置（3）由一层外壳包覆。 
5.根据权利要求4所述的LED照明独立式控制系统，其特征在于：所述外壳表面设有散热鳍片。 
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