一种LED投光灯的驱动电路及其控制方法技术

一种LED投光灯的驱动电路及其控制方法。本发明专利技术为m组、每组n个LED发光元件所构成的投光灯光源阵列配备了分别用于驱动各行、各列LED发光元件的两个驱动单元。工作前，本发明专利技术首先采集不同驱动状态下用于校验电路工作状态的驱动电流，以及各LED发光元件所输出的光照强度。由此，本发明专利技术能够通过查表方式，获得可选的全部驱动状态，再根据各驱动状态所需LED发光元件是否能够正常工作而进行驱动状态的筛选，筛选后，本发明专利技术能够通过设置相应的驱动信号占空比实现满足要求的光照强度输出。本发明专利技术能够通过校验驱动电流大小而判断各LED发光元件是否正常工作，从而避开损坏的LED发光元件，保证光照强度输出，同时降低电路整体功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种LED投光灯的驱动电路及其控制方法
本专利技术涉及LED投光灯，具体而言涉及一种LED投光灯的驱动电路及其控制方法。
技术介绍
LED投光灯常用于建筑外墙、楼体、廊柱、广场、园林的灯光照明。户外夜间光照有限，因此一般需要将LED投光灯设置为大功率、高流明的光源。因此，通常需要在LED投光灯内布置LED阵列以提供足够光照亮度。但是，LED器件由于其自身特性，会在长时间大功率发光时，在其封装结构内聚集大量热量。大功率LED需要更大的驱动电流，因此其所连接的驱动电路和稳流电路中也会产生大量热量。由于LED投光灯通常需要整夜点亮，长时间大功率运行会显著缩短投光灯的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种LED投光灯的驱动电路及其控制方法，本专利技术通过对LED阵列驱动电路的设计，能够间断点亮不同LED元件，实现动态稳定的光源输出，从而降低整体投光灯的功耗，降低LED投光灯工作电流，本专利技术能够通过这种方式有效控制LED投光灯工作环境下的升温量，从而延长LED器件的寿命。本专利技术具体采用如下技术方案。首先，为实现上述目的，提出一种LED投光灯的驱动电路，该驱动电路所连接的LED发光元件包括有m组，每一组中包括有n个LED发光元件，各组内的n个LED发光元件之间串联连接，m、n均为大于1的整数；所述LED投光灯的驱动电路包括：第一驱动单元，其各输出端分别连接m组LED发光元件的正极，用于分别向各组LED发光元件提供驱动电压或关断电压；第二驱动单元，其每一个输出端分别同时连接m组LED发光元件中均排列在同一顺位的m个LED发光元件的负极，用于分别向各组LED发光元件提供关断电压或提供驱动电压；检测电路，其输入端同时连接m组LED发光元件的负极，用于接收各组LED发光元件的驱动电流并对所述驱动电流进行采样；控制单元，其采样端口连接所述检测电路的输出端，用于接收检测电路对各组LED发光元件的驱动电流的采样信号，所述控制单元的输出端口分别连接所述第一驱动单元的输入端和所述第二驱动单元的输入端，用于分别控制所述第一驱动单元和第二驱动单元输出端所输出的驱动电压或关断电压；所述控制单元中还设置有校验模块，所述校验模块用于根据第一驱动单元和第二驱动单元输出端所输出的驱动电压，校验检测电路对各组LED发光元件的驱动电流的采样信号是否与驱动电压对应，在不对应时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态，设置所述控制单元在扫描结束后恢复对各LED发光元件输出驱动电压时避开故障LED发光元件，并利用故障LED发光元件周围正常工作的LED发光元件补偿故障LED发光元件所提供的光照强度。可选的，如上任一所述的LED投光灯的驱动电路，其中，所述第一驱动单元、所述第二驱动单元的每一个输出端均分别连接有相互独立的BUCK电路，每一个BUCK电路分别包含有：开关管T1，其输入端连接驱动电源，其控制端连接控制单元的输出端口；续流管Q1，其连接在开关管T1的输出端和接地电平之间；储能电感L，其一端连接在所述开关管T1的输出端和续流管Q1的公共端之间；滤波电容C，其连接在所述储能电感L的另一端和接地电平之间，并且，所述滤波电容C并联在一组中的n个LED发光元件的正、负极之间。可选的，如上任一所述的LED投光灯的驱动电路，其中，所述检测电路的输入端以及各组LED发光元件的负极之间还连接有电流跟随电路，所述电流跟随电路包括：电流跟随管Q2，其基极接地，其发射极通过发射极电阻Re连接在一组所述LED发光元件的负极，其集电极通过集电极电容Cc连接至另一组LED发光元件的负极或连接至检测电路的输入端。可选的，如上任一所述的LED投光灯的驱动电路，其中，所述检测电路包括：光耦隔离器件U1，其第二输入端连接接地电平；第一电阻R1，其连接在光耦供电信号V1和光耦隔离器件U1的第一输出端之间；第二电阻R2，其连接在光耦隔离器件U1的第一输入端与检测电路的集电极电容Cc之间，或者其连接在光耦隔离器件U1的第一输入端与一组LED发光元件的负极之间；第三电阻R3，其第一端连接第二电阻R2与检测电路的公共端，或，其第一端连接在第二电阻R2与一组LED发光元件的负极之间，其第二端连接光耦隔离器件U1的第二输入端；第四电阻R4，其连接在光耦隔离器件U1的第一输出端与第二输出端之间，其与第一电阻R1的公共端连接至控制单元的采样端口。同时，为实现上述目的，本专利技术还提供一种LED投光灯的驱动电路控制方法，用于如上任一所述的LED投光灯的驱动电路，其步骤包括：第一步，初始化，由控制单元输出控制信号，分别控制第一驱动单元的各输出端以及第二驱动单元的各输出端输出相应的驱动电压或关断电压，对m*n个LED发光元件进行扫描，记录扫描过程中由检测电路所获得的各驱动状态下分别对应各LED发光元件的驱动电流和整体光照强度，建立LED投光灯的状态矩阵T[l,s,M,N]，其中，M为对应第一驱动单元各输出端驱动状态的第一电压输出向量，N为对应第二驱动单元各输出端驱动状态的第二电压输出向量，s为对应第一、第二驱动单元各输出端所输出的驱动电压的采样信号，l为对应第一、第二驱动单元各输出端所输出的驱动电压的照明亮度；第二步，检测当前环境光强为L，根据当前环境光强L计算目标照明亮度第三步，根据目标照明亮度L′查找状态矩阵T中照明亮度l达到该亮度的l′个元素分别为[l1，s1，M1，N1]，...，[li，si，Mi，Ni]，...，[ll′，sl′，Ml′，Nl′]，根据状态矩阵T中照明亮度l与目标照明亮度L′之间比值关系设置分别对应该驱动状态的PWM波占空比为li/L′，其中i表示照明亮度达到目标照明亮度L′的元素的编号，i∈[1，l′]；第四步，控制第一驱动单元的各输出端以及第二驱动单元的各输出端的驱动状态在[l1，s1，M1，N1]，...，[li，si，Mi，Ni]，...，[ll′，sl′，Ml′，Nl′]之间跳转，控制各驱动状态下所对应的PWM波占空比分别对应为li/L′，同时校验检测电路对各驱动状态下的采样信号是否与状态矩阵T中对应记录的采样信号s一致，在不对应一致时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态，设置所述控制单元在扫描结束后恢复对各LED发光元件输出驱动电压时避开故障LED发光元件，并利用故障LED发光元件周围正常工作的LED发光元件补偿故障LED发光元件所提供的光照强度。可选的，如上任一所述的LED投光灯的驱动电路控制方法，其中，在不对应一致时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态的步骤具体包括：按照第一步的顺序，由控制单元输出控制信号，分别控制第一驱动单元的各输出端以及第二驱动单元的各输出端输出相应的驱动电压或关断电压，对m*n个LED发光元件进行扫描，校验本次扫描过程中由检测电路所获得的各驱动状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED投光灯的驱动电路，其特征在于，/n该驱动电路所连接的LED发光元件包括有m组，每一组中包括有n个LED发光元件，各组内的n个LED发光元件之间串联连接，m、n均为大于1的整数；所述LED投光灯的驱动电路包括：/n第一驱动单元，其各输出端分别连接m组LED发光元件的正极，用于分别向各组LED发光元件提供驱动电压或关断电压；/n第二驱动单元，其每一个输出端分别同时连接m组LED发光元件中均排列在同一顺位的m个LED发光元件的负极，用于分别向各组LED发光元件提供关断电压或提供驱动电压；/n检测电路，其输入端同时连接m组LED发光元件的负极，用于接收各组LED发光元件的驱动电流并对所述驱动电流进行采样；/n控制单元，其采样端口连接所述检测电路的输出端，用于接收检测电路对各组LED发光元件的驱动电流的采样信号，所述控制单元的输出端口分别连接所述第一驱动单元的输入端和所述第二驱动单元的输入端，用于分别控制所述第一驱动单元和第二驱动单元输出端所输出的驱动电压或关断电压；/n所述控制单元中还设置有校验模块，所述校验模块用于根据第一驱动单元和第二驱动单元输出端所输出的驱动电压，校验检测电路对各组LED发光元件的驱动电流的采样信号是否与驱动电压对应，在不对应时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态，设置所述控制单元在扫描结束后恢复对各LED发光元件输出驱动电压时避开故障LED发光元件，并利用故障LED发光元件周围正常工作的LED发光元件补偿故障LED发光元件所提供的光照强度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种LED投光灯的驱动电路，其特征在于，
该驱动电路所连接的LED发光元件包括有m组，每一组中包括有n个LED发光元件，各组内的n个LED发光元件之间串联连接，m、n均为大于1的整数；所述LED投光灯的驱动电路包括：
第一驱动单元，其各输出端分别连接m组LED发光元件的正极，用于分别向各组LED发光元件提供驱动电压或关断电压；
第二驱动单元，其每一个输出端分别同时连接m组LED发光元件中均排列在同一顺位的m个LED发光元件的负极，用于分别向各组LED发光元件提供关断电压或提供驱动电压；
检测电路，其输入端同时连接m组LED发光元件的负极，用于接收各组LED发光元件的驱动电流并对所述驱动电流进行采样；
控制单元，其采样端口连接所述检测电路的输出端，用于接收检测电路对各组LED发光元件的驱动电流的采样信号，所述控制单元的输出端口分别连接所述第一驱动单元的输入端和所述第二驱动单元的输入端，用于分别控制所述第一驱动单元和第二驱动单元输出端所输出的驱动电压或关断电压；
所述控制单元中还设置有校验模块，所述校验模块用于根据第一驱动单元和第二驱动单元输出端所输出的驱动电压，校验检测电路对各组LED发光元件的驱动电流的采样信号是否与驱动电压对应，在不对应时触发控制单元输出控制信号对m*n个LED发光元件进行扫描，更新扫描过程中所获得的故障LED发光元件的驱动状态，设置所述控制单元在扫描结束后恢复对各LED发光元件输出驱动电压时避开故障LED发光元件，并利用故障LED发光元件周围正常工作的LED发光元件补偿故障LED发光元件所提供的光照强度。


2.如权利要求1所述的LED投光灯的驱动电路，其特征在于，所述第一驱动单元、所述第二驱动单元的每一个输出端均分别连接有相互独立的BUCK电路，每一个BUCK电路分别包含有：
开关管(T1)，其输入端连接驱动电源，其控制端连接控制单元的输出端口；
续流管(Q1)，其连接在开关管(T1)的输出端和接地电平之间；
储能电感(L)，其一端连接在所述开关管(T1)的输出端和续流管(Q1)的公共端之间；
滤波电容(C)，其连接在所述储能电感(L)的另一端和接地电平之间，并且，所述滤波电容(C)并联在一组中的n个LED发光元件的正、负极之间。


3.如权利要求1所述的LED投光灯的驱动电路，其特征在于，所述检测电路的输入端以及各组LED发光元件的负极之间还连接有电流跟随电路，所述电流跟随电路包括：
电流跟随管(Q2)，其基极接地，其发射极通过发射极电阻(Re)连接在一组所述LED发光元件的负极，其集电极通过集电极电容(Cc)连接至另一组LED发光元件的负极或连接至检测电路的输入端。


4.如权利要求3所述的LED投光灯的驱动电路，其特征在于，所述检测电路包括：
光耦隔离器件(U1)，其第二输入端连接接地电平；
第一电阻(R1)，其连接在光耦供电信号(V1)和光耦隔离器件(U1)的第一输出端之间；
第二电阻(R2)，其连接在光耦隔离器件(U1)的第一输入端与检测电路的集电极电容(Cc)之间，或者其连接在光耦隔离器件(U1)的第一输入端与一组LED发光元件的负极之间；
第三电阻(R3)，其第一端连接第二电阻(R2)与检测电路的公共端，或，其第一端连接在第二电阻(R2)与一组LED发光元件的负极之间，其第二端连接光耦隔离器件(U1)的第二输入端；
第四电阻(R4)，其连接在光耦隔离器件(U1)的第一输出端与第二输出端之间，其与第一电阻(R1)的公共端连接至控制单元的采样端口。


5.一种LED投光灯的驱动电路控制方法，用于权利要求1-4所述的LED投光灯的驱动电路，其特征在于，步骤包括：
第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔业梅，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32