一种冷光源稳定输出的控制方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种冷光源稳定输出的控制方法及装置，属于医用冷光源技术领域，该方法包括：获取预设值；获取当前电流值、温度值和光功率值；通过计算和数据处理获得光功率稳定输出。确定工作模式后，通过模拟电压和PWM占空比的配合，提高了电流调整精度，保证了电流的稳定性；通过计算和获取有效的温度值，调整风扇转速，有效控制了LED的温度；通过获取和计算光功率值，在保证温度处在误差范围内的前提下，微调电流，以保证光功率的稳定输出。虽然电流的稳定、温度及LED或和LD的衰减等都是影响冷光源输出稳定的因素，但这种配合调试的方法，很好的解决了输出不稳定的问题。很好的解决了输出不稳定的问题。很好的解决了输出不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种冷光源稳定输出的控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及医用冷光源
，尤其是医用冷光源的调光方法和亮度控制方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，很多医疗设备均采用冷光源照明，特别是医用冷光源，一般采用一个或多个大功率的LED或和LD，根据不同的使用环境，会选用不同波段的LED或和LD，以满足不同的亮度需求。
[0003]目前常用的LED和LD的调光方法是模拟调光和PWM调光两种。模拟调光是通过改变驱动芯片的模拟电压来改变LED电流，进而实现光功率的调节，但这会影响光的色度，产生偏色的现象。PWM调光模式是通过改变脉冲的占空比来控制LED或和LD的关断，来达到光功率的调节，但这种方式在大电流的情况下，精度会降低，进而也满足不了连续调节的功能。
[0004]稳定的恒流驱动和良好的散热系统，会使LED和LD稳定输出，但长时间的点亮，会使LED和LD衰减，输出光功率会小于预设值。所以，LED或和LD的稳定输出，除了要保证有稳定的驱动电流和良好的散热系统，还有考虑LED或和LD的衰减。

技术实现思路

[0005]为了解决LED冷光源在大电流下调控精度降低及在使用过程中光功率不稳定的问题，本申请提供了一种高精度调整驱动电流和保证光功率稳定的方法，具体解决方案如下。
[0006]一种冷光源稳定输出的控制方法，其特征在于，包含以下步骤，步骤S1：读取存储器中的预设值，获得控制目标电流值A0的模拟电压值V0、PWM占空比和光功率值B0、温度上限值T0、电流误差范围Error_A0、光功率误差范围Error_B0。
[0007]步骤S2：将控制驱动电流的模拟电压调整为预设模拟电压值V0，获取当前电流值A1，计算电流差值，通过电流差值与电流误差范围相比较，进行实时的反馈控制，以达到目标电流值A0，过程包括：（1）当|A1
‑
A0| ﹥ Error_A0 ，且A1 > A0时，减小PWM占空，直到达到A0；（2）当|A1
‑
A0| ﹥ Error_A0 ，且A1 < A0时，增大PWM占空比，直到达到A0。
[0008]步骤S3：获取当前温度值T1，计算计算温度差值T=|T0
‑
T1|。根据温度差值T，调整风扇的转速，以保证能充分散热的前提下，把噪音降到最低，其过程包括：（1）当检测到T1<T0，且|T0
‑
T1|>F1时，风扇转速就降为原来的5%；（2）当检测到T1<T0，且|T0
‑
T1|<F2时，风扇转速提高到原来的5%；（3）当检测到T1>T0时，报警。
[0009]步骤S4：获取当前光功率值B1，计算光功率差值，通过光功率差值与光功率误差范围相比较，进行实时的反馈控制，以达到目标光功率值B0，其过程包括：（1）当|B1
‑
B0|﹥Error_B0，且B1>B0时，减小PWM占空比，以降低电流，直到达到B0；（2）当|B1
‑
B0|﹥Error_B0，且B1<B0时，增大PWM占空比，以增大电流，直到达到B0。
[0010]步骤S5：温度值、电流值和光功率值均在误差范围内，且光功率值在预设值范围内时，将当前电流值赋值给目标电流A0，返回步骤S2。
[0011]本专利技术还提供了一种装置，包括，控制系统（1），光源驱动（2），光源模组（3），温度反馈（4），电流反馈（5），散热控制器（6），光功率反馈（7），散热执行器（8），其中，控制系统（1）主芯片是微控制器处理器，电流、光功率、温度、报警处理、记录光源点亮时间等数据和信号都由该处理器完成；光源驱动（2）采用的是恒流驱动，控制系统（1）中提供的模拟电压和PWM信号，是用来控制每一梯度最大驱动电流和输出电流的大小；光源模组（3）由一个或多个大电流的LED或LD构成；温度反馈（4）通过温度传感器获取到模拟信号，进行AD转换，以计算当前温度值；电流反馈（5）通过采样获取模拟信号，进行AD转换，计算当前电流值；散热控制器（6）依据反馈的温度数据，散热控制器调整风扇的转速；光功率反馈（7）是由光传感器和存储器构成；其中，光传感器是用来实时的获取当前的光功率值，而存储器是用来存储光源模组编号、校正数据、一些和电流、光功率、寿命相关的预设参数及自定义模式下自行定义的参数等信息；散热执行器（8）由风扇和散热器组成，其特征在于，上述光源模组（3）和光功率反馈（7），从结构上来说，光源模组和光功率反馈这两个单元是在一起的，将存储器放在光功率反馈单元而不是控制模块，主要是考虑到实际使用的灵活性。不同的LED或LD，即使在相同的驱动电流下，光功率也不会完全一样，都是有一定的离散性，所以每一个LED或LD都有各自的校正数据，将存有与光源模组一一对应信息的存储器放在光源模块中，即使更换其他任何一个模块，光源都能准确无误的工作。
[0012]进一步的，上述控制系统（1），主芯片可以是微控制器处理器、DSP或FPGA。
[0013]进一步的，上述温度反馈（4）中的温度传感器，可以是热敏电阻，或是IC温度传感器。
[0014]进一步的，上述控制系统（1），控制驱动最大电流的模拟电压是通过数字电位器分压产生，或是电压输出模数转换器产生。
[0015]进一步的，上述散热控制器（6），可以用来控制风扇的转速，或是半导体制冷片的功率。
[0016]进一步的，上述散热执行器（8），可以是加装风扇强制散热器、水冷散热器或者是半导体制冷片。
附图说明
[0017]图1为本申请实施例提供的一种冷光源稳定输出的控制方法流程图。
[0018]图2为一种冷光源稳定输出的控制方法及装置实例图。
具体实施方式
[0019]现结合附图对本申请作进一步的详细说明。
[0020]本申请实施例公开一种光冷源稳定输出的控制方法及装置。
[0021]附图2中（1）是控制系统，主芯片是个微控制器处理器，电流、光功率、温度、报警处理、记录光源点亮时间等数据和信号都由该处理器完成。（2）是光源驱动，该驱动采用的是恒流驱动，控制单元中提供的模拟电压和PWM信号，是用来控制每一梯度最大驱动电流和输出电流的大小。（3）是光源模组，是由光源模组和光功率反馈单元组成。光源模组是由一个
或多个大电流的LED或和LD、散热片构成。光功率反馈单元是由光传感器和存储器构成。光传感器是用来实时的获取当前的光功率值，而存储器是用来存储光源模组编号、校正数据、一些和电流、光功率、寿命相关的预设参数及自定义模式下自行定义的参数等信息。（4）是温度反馈，通过温度传感器获取到模拟信号，进行AD转换，以计算当前温度值。（5）是电流反馈，通过采样获取模拟信号，进行AD转换，计算当前电流值。（6）是散热控制器，依据反馈的温度数据，散热控制器调整风扇的转速。（7）是光功率反馈，是由光传感器和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷光源稳定输出的控制方法，其特征在于，包含以下步骤，步骤S1：读取存储器中的预设值，获得控制目标电流值A0的模拟电压值V0、PWM占空比和光功率值B0、温度上限值T0、电流误差范围Error_A0、光功率误差范围Error_B0；步骤S2：将控制驱动电流的模拟电压调整为预设模拟电压值V0，获取当前电流值A1，计算电流差值，通过电流差值与电流误差范围相比较，进行实时的反馈控制，以达到目标电流值A0，过程包括：（1）当|A1
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A0|﹥Error_A0 ，且A1 > A0时，减小PWM占空，直到达到A0；（2）当|A1
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A0|﹥Error_A0 ，且A1 < A0时，增大PWM占空比，直到达到A0；步骤S3：获取当前温度值T1，计算计算温度差值T=|T0
‑
T1|。根据温度差值T，调整风扇的转速，以保证能充分散热的前提下，把噪音降到最低，其过程包括：（1）当检测到T1<T0，且|T0
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T1|>F1时，风扇转速就降为原来的5%；（2）当检测到T1<T0，且|T0
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T1|<F2时，风扇转速提高到原来的5%；（3）当检测到T1>T0时，报警；步骤S4：获取当前光功率值B1，计算光功率差值，通过光功率差值与光功率误差范围相比较，进行实时的反馈控制，以达到目标光功率值B0，其过程包括：（1）当|B1
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B0|﹥Error_B0，且B1>B0时，减小PWM占空比，以降低电流，直到达到B0；（2）当|B1
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B0|﹥Error_B0，且B1<B0时，增大PWM占空比，以增大电流，直到达到B0；步骤S5：温度值、电流值和光功率值均在误差范围内，且光功率值在预设值范围内时，将当前电流值赋值给目标电流A0，返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的一种冷光源稳定输出的控制方法，涉及一种冷光源稳定输出的控制装置，包括，控制系统（...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊爱玉，崔志敏，滕祥瑞，邢学智，姜一真，
申请(专利权)人：青岛海泰新光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：