CN209517560U - 一种适用于led灯具的监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于LED灯具的监测系统，其包括LED光源模块；LED控制模块，用于监测并控制所述LED光源模块；LED电源模块，用于为所述LED光源模块提供电源；其中，所述LED控制模块和LED电源模块一体集成，以通过所述LED控制模块监测所述LED光源模块，并根据监测结果信息判断所述LED光源模块的潜在故障风险。本实用新型不仅能够检测已经发生的故障，还能够提前预警潜在的故障，从而大大提升了产品的稳定性和可靠性。另外，本实用新型的技术方案解决了原方案中机械式继电器的寿命和可靠性受限的问题，还巧妙地取代了功率因数检测电路，故本实用新型的技术方案降低了成本，缩小了体积，大大提升了用户的体验度。

Description

一种适用于LED灯具的监测系统

技术领域

本实用新型涉及灯具控制技术领域，特别是涉及一种适用于LED灯具的监测系统。

背景技术

随着LED技术的进步和广泛应用，照明技术也取得了突飞猛进的发展。由于LED灯具相对于传统白炽灯、荧光灯、高压钠灯或金卤灯有光效高、寿命长、更加环保等优点，故已经被广泛应用于室内室外等各种环境。

随着城镇化进程的加快与互联网的发展，互联网已经应用到各行各业以实现万物互联。同时，基于互联网的智能照明应运而生，采用智能照明控制系统，已经是势在必行。利用单灯控制器的自动巡查替代人工巡查，节约人力成本。同时根据日照、节假日等模式，制定照明计划，实现按计划定时、分阶段等调光节能，真正实现按需照明。

但是，目前的单灯控制器加驱动电源的方案，虽然能实现在后台实时监控各个灯具的运行情况，但仅能监测系统的输入参数，却无法监测系统的过程参数及输出参数。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种适用于LED灯具的监测系统，用于解决现有技术仅能监测系统的输入参数，却无法监测系统的过程参数及输出参数等技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种适用于LED灯具的监测系统，其包括：LED光源模块；LED控制模块，用于监测并控制所述LED光源模块；LED电源模块，用于为所述LED光源模块提供电源；其中，所述LED控制模块和LED电源模块一体集成，以通过所述LED控制模块监测所述LED光源模块的运行参数。

于本实用新型的一实施例中，所述LED控制模块包括：控制部件；检测部件，电性连接并发送检测数据至所述控制部件；其中，所述检测部件包括：输入电流检测电路、输入电压检测电路、输出电流检测电路或输出电压检测电路中的任一种或多种组合。

于本实用新型的一实施例中，所述LED电源模块的过程参数和/或输出参数用于判断与所述光源模块相关联的潜在故障风险。

于本实用新型的一实施例中，所述过程参数包括LED电源模块中元器件的温度数据，所述温度数据与预设阈值的比较结果信息用于判断LED电源模块是否存在潜在故障风险；其中：所述LED电源模块包括变压器，所述变压器设有用于检测其温度数据的测温部件；所述控制部件与所述测温部件电性连接，以接收所述变压器的温度数据。

于本实用新型的一实施例中，所述输出参数包括LED电源模块的输出电压数据，所述输出电压数据与额定输出电压数据的比较结果信息用于判断LED光源模块是否存在潜在故障风险；其中：所述LED电源模块为恒流源模块；所述LED控制模块的检测部件包括用于检测LED电源模块输出电压数据的输出电压检测电路；所述控制部件与所述输出电压检测电路电性连接以接收所述LED电源模块的输出电压数据。

于本实用新型的一实施例中，所述LED控制模块还包括：控制IC电路，其与所述控制部件电性连接；其中，所述控制部件将关灯信号发送至所述控制IC电路，以通过控制所述控制IC电路关闭输出脉冲来关闭所述LED光源模块。

于本实用新型的一实施例中所述LED控制模块的检测部件包括输出电流检测电路和输出电压检测电路，分别用于检测输出电流数据和输出电压数据；所述输出电流数据和输出电压用于计算LED光源模块的功率因数数据；其中：所述控制部件分别与输出电流检测电路和输出电压检测电路电性连接，以接收所述输出电流数据和输出电压数据。

于本实用新型的一实施例中，所述LED控制模块的检测部件还包括输入电流检测电路和输入电压检测电路，分别用于检测输入电流数据和输入电压数据；所述输入电流数据、输入电压数据、输出电流数据、输出电压数据以及功率因数数据用于计算所述LED光源模块的效率数据，计算得到的效率数据与额定效率数据的比较结果信息用于判断LED电源模块是否存在潜在故障风险；其中：所述控制部件分别与输入电流检测电路和输入电压检测电路电性连接，以接收所述输入电流数据、输入电压数据、输出电流数据、输出电压数据以及功率因数数据。

于本实用新型的一实施例中，所述LED控制模块的检测部件包括输入电流检测电路和输入电压检测电路，分别用于检测输入电流数据和输入电压数据；所述输入电流数据和输入电压数据用于判断LED光源模块是否存在已有故障；其中：所述控制部件分别与输入电流检测电路和输入电压检测电路电性连接，以接收所述输入电流数据和输入电压数据。

于本实用新型的一实施例中，所述LED控制模块还包括：通讯部件，其分别与所述控制部件和外部设备通信连接，以将所述检测数据转至所述外部设备，并将来自所述外部设备的指令转至所述控制部件。

如上所述，本实用新型提供的一种适用于LED灯具的监测系统，具有以下有益效果：本实用新型不仅能够监测系统的输入参数，还能够监测系统的过程参数及输出参数，从而大大丰富了监测功能。另外，本实用新型的技术方案解决了原方案中机械式继电器的寿命和可靠性受限的问题，还巧妙地取代了功率因数检测电路，故本实用新型的技术方案降低了成本，缩小了体积，大大提升了用户的体验度。

附图说明

图1显示为现有技术中适用于LED灯具的监测系统的结构示意图。

图2显示为本实用新型一实施例中适用于LED灯具的监测系统的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、““下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、““一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本实用新型提供，能够同时监测输入参数、过程参数及输出参数，不仅能够监测系统的输入参数，还能够监测系统的过程参数及输出参数，从而大大丰富了监测功能。另外，本实用新型的技术方案解决了原方案中机械式继电器的寿命和可靠性受限的问题，还巧妙地取代了功率因数检测电路，故本实用新型的技术方案降低了成本，缩小了体积，大大提升了用户的体验度。

为便于本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下文将结合附图1说明现有技术中适用于LED灯具的监测系统的工作原理。在现有技术中，所述适用于LED灯具的监测系统主要包括单灯控制器、LED电源以及LED模组。所述单灯控制器用于实现对LED模组的控制，所述LED电源用于为LED模组提供电源。

所述单灯控制器内部设有继电器、输入电流检测电路、输入电压检测电路、功率因数检测电路、AC/DC电路、MCU电路、通讯电路以及天线等等。具体的，所述单灯控制器通过所述输入电流检测电路、输入电压检测电路及功率因数检测电路检测电网的输入电压、输入电流及功率因数，并将该些参数发送给所述MCU电路，再由所述MCU电路传至所述通讯电路，最后经所述天线发射至后台监控设备，以供后台监控。此外，所述天线也接收来自后台的指令，并将指令经由所述通讯电路传至MCU电路。MCU电路根据接收到的指令传送灯具关灯信号至所述继电器，所述继电器断开电路切断输入电压以使电源停止工作，继而实现控制LED模组关闭的功能；MCU电路还根据接收到的指令传送调光信号至LED电源，LED电源通过调节其输出电流实现控制LED模组调光的功能。

所述LED电源优选为恒流电源，其在无交流电输入时停止工作，并在有交流电输入时启动工作。LED电源根据调光信号调节其输出电流，从而达到按照指令要求调光的目的。

所述LED模组是将一定数量的发光二极管按照规则排列在一起再封装起来的发光产品。所述LED模组接收所述LED电源的输出电流，点亮LED灯珠，所述LED电源的输出电流越大，灯珠的亮度则越大。

由此可见，现有的适用于LED灯具的监测系统主要有如下几处不足之处：

其一，现有驱动系统并未将单灯控制器和LED电源集成在一起，只能通过单灯控制器监测电网的输入参数，但无法监控LED电源以及LED模组内灯珠的运行情况。也即，只能通过电网输入参数判断灯具的运行情况，只能针对已经发生损坏的故障灯发出报警，但无法监测到即将损坏的灯具，因而无法做到提前预警，无法帮助用户提前规避风险，不够智能化。

其二，现有驱动系统通过继电器实现关闭LED模组的功能，但继电器容易出现触点粘合分不开以及触点氧化接触电阻大等问题，从而导致故障率高、产品体积大、降低整灯使用寿命以及产品可靠性欠缺等风险。

其三，利用功率因数检测电路检测功率因数的成本较高，且检测电路容易因硬件元件的问题而发生故障或者失灵等问题。

其四，现有系统仅能提供电网输入电流Iin、输入电压Uin、功率因数COSΦ这3个参数，导致后台能够搜集到的信息量非常有限，不利于清晰全面地了解LED模组的运行情况。

如图2所示，展示本实用新型一实施例中适用于LED灯具的监测系统的结构示意图。所述监测系统包括LED光源模块11、LED控制模块和LED电源模块。其中，所述LED控制模块和LED电源模块一体集成，于本实施例中，用智能控制模块12表示所述LED控制模块和LED电源模块一体集成后的模块。

于本实施例中，所述LED控制模块包括控制部件2201和检测部件，所述检测部件与控制部件2201电性连接以发送检测数据至所述控制部件2201。所述LED控制模块还包括AC/DC电路，用于将外部接入的市电220Vac转换为直流电源后提供给控制部件2201。

所述控制部件2201为MCU电路，所述检测部件包括输入电流检测电路2202、输入电压检测电路2203、输出电流检测电路2204和输出电压检测电路2205。需要说明的是，在其他的实施例中，所述检测部件可以包括所述输入电流检测电路2202、输入电压检测电路2203、输出电流检测电路2204或输出电压检测电路2205中的一种或多种不同组合，该些检测电路不同的组合可实现不同的监测功能，该内容会于下文中予以详述。需要说明的是，在其它的实施例中，所述控制部件2201还可以是FPGA电路模块、SoC电路模块、DSP电路模块或者ARM电路模块等等。

所述LED电源模块包括变压器2206、输入整流滤波电路2207以及输出整流滤波电路2208。所述变压器还设有用于检测其温度数据的测温部件2209，所述测温部件例如为热敏电阻。

所述LED控制模块和LED电源模块一体集成，以通过所述LED控制模块监测所述LED光源模块。需要说明的是本实用新型提供的适用于LED灯具的监测系统是一套硬件设备，该系统中的控制部件可导入相应的软件或程序，即本实用新型的监测系统能够与相应的软件或程序结合使用，从而可实现如下功能：所述控制部件根据监测结果信息判断所述LED光源模块11的潜在故障风险。具体的，所述LED控制模块通过控制部件2201根据LED电源模块的过程参数、输出参数或者过程参数与输出参数的结合来判断潜在故障风险。需要再次强调的是，本实用新型提供的硬件设备可与软件或程序结合使用，但本实用新型本身并不涉及软件技术的改进。

在一实施例中，所述过程参数包括LED电源模块中的元器件的温度数据。所述元器件优选为LED电源模块的关键元器件，从而能够更加准确地反馈LED电源模块的运行情况。以LED电源模块的关键元器件变压器2206为例，所述变压器的测温部件电性连接控制部件2201，以将变压器的温度数据发送至控制部件2201。所述控制部件2201结合相应的软件或程序可实现如下功能：所述控制部件2201根据接收到的变压器的温度数据与预设阈值做比较，若判断变压器的温度数据超过预设阈值，则可判断该变压器温度异常升高，也即通过预测LED电源模块即将发生故障来判断LED光源模块11的潜在故障风险。

在一实施例中，所述输出参数包括LED电源模块的输出电压数据。所述LED电源模块为恒流源模块，所述控制部件2201与所述输出电压检测电路2205电性连接以接收所述LED电源模块的输出电压数据。所述控制部件2201结合相应的软件或程序可实现如下功能：所述控制部件2201并根据所述输出电压数据与额定输出电压数据的比较结果信息判断LED光源模块11是否具有潜在故障风险。

具体的，由于恒流源模块输出的电流不变，一旦LED光源模块11中部分发光二极管损坏，则流经其它发光二极管的电流势必会上升，故其它发光二极管两端的电压也会随之上升，导致输出电压数据上升。所述控制部件2201根据输出电压数据的异常上升情况，可判断出LED光源模块11中有部分发光二极管损坏的情况。由于发光二极管长期工作于过电压会发生故障，故本实用新型在一旦检测出部分发光二极管损坏时便及时发出报警，有效预防LED光源模组的进一步劣化，从而有效判断出LED光源模块11的潜在故障风险。

值得注意的是，现有驱动系统并未将单灯控制器和LED电源集成在一起，只能通过单灯控制器监测电网的输入参数，但无法监控LED电源以及LED模组内灯珠的运行情况，不够智能化。本实用新型的方案将单灯控制器与电源集成在一起，大大减小了产品体积，且本实用新型不仅可以监测输入参数，还能同时监测过程参数及输出参数，能够准确的在线监控电源及光源模块的运行情况，实时判断各个灯具的运行情况。

在一实施例中，所述LED控制模块还包括控制IC电路2210。所述控制IC电路2210与控制部件2201电性连接；其中，所述控制部件2201将关灯信号发送至所述控制IC电路2210，以通过控制所述控制IC电路关闭输出脉冲来关闭所述LED光源模块11。值得注意的是，现有技术通常采用继电器实现关断LED光源模块的功能，但继电器具有触点粘合分不开以及触点氧化接触电阻大等问题，本实用新型采用电子式的控制方式替代了机械式的继电器控制方式，不仅节约了成本，缩小了产品体积，还大大延长了产品使用寿命，并增加了产品的可靠性。

在一实施例中，所述控制部件2201还电性连接输出电流检测电路2204及输出电压检测电路2205，以接收输出电流数据和输出电压数据。所述控制部件2201结合相应的软件或程序可实现如下功能：所述控制部件2201根据输出电流检测电路2204的输出电流数据以及输出电压检测电路2205的输出电压数据计算所述LED光源模块11的功率因数数据。具体的，对于一个固定的电源，对应有固定的调光深度，也即输出电流和输出电压，故其功率因数数据也是一一对应的。因此，可将对应的功率因数数据存入控制部件2201中，这样就省去了现有技术中的功率因数检测电路，从而节约了成本，并进一步降低了故障的可能性。

在一实施例中，所述控制部件2201分别电性连接输入电流检测电路2202、输入电压检测电路2203、输出电流检测电路2204以及输出电压检测电路2205，以接收输入电流数据、输入电压数据、输出电流数据以及输出电压数据。所述控制部件2201结合相应的软件或程序可实现如下功能：所述控制部件2201根据输入电流数据、输入电压数据、输出电流数据、输出电压数据以及功率因数数据计算所述LED光源模块11的效率数据，并根据计算得到的效率数据与额定效率数据的比较结果信息判断是否存在所述潜在故障风险。具体的，对于一个固定的电源，对应有固定的调光深度，也即输出电流和输出电压，其效率数据也是一一对应的。因此，可将对应的效率数据也存入控制部件2201中，并与计算出的电源效率数据做比较，若差异较大则表示电源即将出现故障，系统可提前预警。

其中，效率数据的计算公式为：η＝Uo·Io/Uin·Iin·COSΦ。其中，η表示电源效率值，Uin表示输入电压数据，Iin表示输入电流数据，Uo表示输出电压数据，Io表示输出电流数据，COSΦ表示功率因数数据。

在一实施例中，所述适用于LED灯具的监测系统不仅监测潜在故障风险，还监测已有故障信息。具体的，所述控制部件2201分别与输入电流检测电路2202和输入电压检测电路2203电性连接，以根据所述输入电流数据和输入电压数据是否发生异常来判断所述LED光源模块11已经发生故障。

在一是实施例中，所述LED控制模块还包括通讯部件。具体的，所述通讯部件包括通讯电路2211和天线2212，控制部件2201可将输入电压数据、输入电流数据、输出电压数据、输出电流数据、效率数据、功率因数数据以及变压器温度数据等等传至所述通讯电路2211，再通过天线2212发射至后台的集中控制器或外网。此外，天线2212也可接收来自后台的指令，并通过通讯电路2211传至控制部件2201，控制部件2201根据指令生成相应的关灯信号及调光信号至控制IC电路。本实施例中的监测系统相比于现有技术，监测得到更多的参数，从而更利于后台全面且清晰地获悉LED灯具的运行情况。

综上所述，本实用新型提供的适用于LED灯具的监测系统，不仅能够监测系统的输入参数，还能够监测系统的过程参数及输出参数，从而大大丰富了监测功能。另外，本实用新型的技术方案解决了原方案中机械式继电器的寿命和可靠性受限的问题，还巧妙地取代了功率因数检测电路，故本实用新型的技术方案降低了成本，缩小了体积，大大提升了用户的体验度。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，包括：

LED光源模块；

LED控制模块，用于监测并控制所述LED光源模块；

LED电源模块，用于为所述LED光源模块提供电源；其中，所述LED控制模块和LED电源模块一体集成，以通过所述LED控制模块监测所述LED光源模块的运行参数。

2.根据权利要求1所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED控制模块包括：

控制部件；

检测部件，电性连接并发送检测数据至所述控制部件；其中，所述检测部件包括：输入电流检测电路、输入电压检测电路、输出电流检测电路或输出电压检测电路中的任一种或多种组合。

3.根据权利要求2所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED电源模块的过程参数和/或输出参数用于判断与所述光源模块相关联的潜在故障风险。

4.根据权利要求3所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述过程参数包括LED电源模块中元器件的温度数据，所述温度数据与预设阈值的比较结果信息用于判断LED电源模块是否存在潜在故障风险；其中：

所述LED电源模块包括变压器，所述变压器设有用于检测其温度数据的测温部件；

所述控制部件与所述测温部件电性连接，以接收所述变压器的温度数据。

5.根据权利要求3所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述输出参数包括LED电源模块的输出电压数据，所述输出电压数据与额定输出电压数据的比较结果信息用于判断LED光源模块是否存在潜在故障风险；其中：

所述LED电源模块为恒流源模块；

所述LED控制模块的检测部件包括用于检测LED电源模块输出电压数据的输出电压检测电路；

所述控制部件与所述输出电压检测电路电性连接以接收所述LED电源模块的输出电压数据。

6.根据权利要求2所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED控制模块还包括：

控制IC电路，其与所述控制部件电性连接；其中，所述控制部件将关灯信号发送至所述控制IC电路，以通过控制所述控制IC电路关闭输出脉冲来关闭所述LED光源模块。

7.根据权利要求2所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED控制模块的检测部件包括输出电流检测电路和输出电压检测电路，分别用于检测输出电流数据和输出电压数据；所述输出电流数据和输出电压用于计算LED光源模块的功率因数数据；其中：

所述控制部件分别与输出电流检测电路和输出电压检测电路电性连接，以接收所述输出电流数据和输出电压数据。

8.根据权利要求7所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED控制模块的检测部件还包括输入电流检测电路和输入电压检测电路，分别用于检测输入电流数据和输入电压数据；所述输入电流数据、输入电压数据、输出电流数据、输出电压数据以及功率因数数据用于计算所述LED光源模块的效率数据，计算得到的效率数据与额定效率数据的比较结果信息用于判断LED电源模块是否存在潜在故障风险；其中：

所述控制部件分别与输入电流检测电路和输入电压检测电路电性连接，以接收所述输入电流数据、输入电压数据、输出电流数据、输出电压数据以及功率因数数据。

9.根据权利要求2所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED控制模块的检测部件包括输入电流检测电路和输入电压检测电路，分别用于检测输入电流数据和输入电压数据；所述输入电流数据和输入电压数据用于判断LED光源模块是否存在已有故障；其中：

所述控制部件分别与输入电流检测电路和输入电压检测电路电性连接，以接收所述输入电流数据和输入电压数据。

10.根据权利要求2所述的适用于LED灯具的监测系统，其特征在于，所述LED控制模块还包括：

通讯部件，其分别与所述控制部件和外部设备通信连接，以将所述检测数据转至所述外部设备，并将来自所述外部设备的指令转至所述控制部件。