一种ＬＥＤ灯无光衰控制的方法与装置制造方法及图纸

一种ＬＥＤ灯无光衰控制的方法与装置，包括控制器、ＡＣ／ＤＣ可控恒流电源、ＬＥＤ电压测量、ＬＥＤ电流测量、ＬＥＤ亮度测量、环境温度测量和ＡＣ／ＤＣ直流稳压电源；ＡＣ／ＤＣ可控恒流电源将交流电转变成直流后，根据控制器的指令向ＬＥＤ阵列输出恒定的直流电流：ＬＥＤ电压测量、ＬＥＤ电流测量、ＬＥＤ亮度测量将ＬＥＤ阵列的工况实时传输给控制器，控制器再根据预设的控制策略，以及测量获得的环境温度，给ＡＣ／ＤＣ可控恒流电源发送输出电流值的指令；同时，一旦发现ＬＥＤ阵列的工况发生异常，控制器通过通信接口以有线或无线的方式及时地向监控中心发送报警信息；监控中心也可以有线或无线的方式向控制器发送工作指令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及照明
，又涉及自动控制和信息技术，特别是一种LED灯无光 衰控制的方法与装置。
技术介绍
在当今环境污染日益严重、能源渐趋短缺的态势下，由于LED灯具有节能、环保、 高效、长寿命等优点，其应用领域得以不断拓展。LED是通过电能-光能转换来发光的。当LED的引脚上加上适当的正向电压时，在 LED的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合就会把多余的能量以光的形式释放出 来，从而把电能直接转换为光能，而其余的电能则转化为热能。理论上的电能-光能转换系 数为683流明/瓦，而目前大功率LED只能达到100 150流明/瓦，亦即有80%左右的 电能在LED中变为热能。如果这部分热量不能及时地得以疏导，就会使得LED的结温上升。 长此以往，重则会造成LED的永久性损坏，轻则使得LED的发光效率降低、衰减速度加快、使 用寿命缩短。为了降低LED工作时的结温，通常的做法是从加强散热部件着手，但是，这样做一 方面增加了设备的重量、体积和制造成本；另一方面在设备的长期运行过程中，由于积灰、 锈蚀等原因造成散热部件的散热能力下降，既影响了散热降温的效果，又增加了维护费用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种LED灯无光衰控制的方法与装置，通过控制 LED灯在启动和运行过程中的工作点，使得LED灯不仅在运行的启动阶段，而且在其使用寿 命周期内保持在设定的亮度范围内运行，产生无光衰的直接效果，从而达到降低功耗、减缓 光衰、延长使用寿命的目的。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是一种LED灯无光衰控制的装置，包括控制器、AC/DC可控恒流电源、LED电压测量、 LED电流测量、LED亮度测量、环境温度测量和AC/DC直流稳压电源；其特征在于，AC/DC可 控恒流电源将交流电转变成直流后，根据控制器的指令向LED阵列输出恒定的直流电流； LED电压测量、LED电流测量、LED亮度测量将LED阵列的工况实时传输给控制器，控制器再 根据预设的控制策略，以及从环境温度测量获得的环境温度，给AC/DC可控恒流电源发送 输出电流值的指令；同时，一旦发现LED阵列的工况发生异常，控制器通过通信接口以有线 或无线的方式及时地向监控中心发送报警信息；监控中心也可以有线或无线的方式向控制 器发送工作指令；AC/DC直流稳压电源向本专利技术专利的装置提供所需的电能。所说的控制器，既可用分立的中央处理器、存储器、输入输出器件、运算放大器、模 数转换器、通信接口和驱动器件构成；也可用片上系统(SOC，System onChip)构成，如单片 机、DSP、ARM和可嵌入软内核的FPGA。所说的AC/DC可控恒流电源，除了具有通常的将交流电转变成直流恒流后驱动LED的功能外，还具有可接收控制器的指令来调整输出电流的通断和大小。所说的LED电压测量，既可简单地用电阻器形成模拟信号提供给控制器，也可用 电压测量模块以数字信号提供给控制器。所说的LED电流测量，既可简单地用电阻器形成模拟信号提供给控制器，也可用 电流测量模块以数字信号提供给控制器。所说的LED亮度测量，既可简单地用光敏器件、光电器件形成模拟信号提供给控 制器，也可用亮度测量模块以数字信号提供给控制器。所说的环境温度测量，既可简单地用热敏器件形成模拟信号提供给控制器，也可 用温度测量模块以数字信号提供给控制器。一种LED灯无光衰控制的方法，包括，通过控制LED灯在启动和运行过程中的工作 电流的大小，以及LED的结温、亮度，来达到降低功耗、减缓光衰、延长使用寿命的目的；其 特征在于 ①LED运行参数设定根据LED特性曲线和预期的使用寿命，设定最高结温TM，正 常工作时的结温TD，亮度上限SM，亮度下限Sn，最大电流IM，以及LED灯无光衰时的第一次启 动电流值；②LED启动步骤1，计算LED结温允许温升T1 = T11-Ta ；步骤2，计算起始亮度允 许降低的百分数AS;步骤3，计算LED的启动电流I1 ；步骤4，输出电流I1 ；步骤5，测量LED 的亮度并判断亮度是否下降？若亮度不下降，则记录运行电流值Id= I1,退出启动流程；步 骤6，电流I1增加一个增量Δ I并判断I1 > Im ？否，则返回步骤4 ；步骤7，电流I1 = Im,并 输出I1 ；步骤8，发出LED光衰超限、电流超值报警，然后记录运行电流值Id = I1，退出启动 流程；③LED结温测量步骤1，测量启动时LED电流I1、端电压V1、环境温度Ta ；步骤2， 测量运行中LED电流I2、端电压V2 ；步骤3，计算结温T2 ；④监测与报警步骤1，等待启动进程结束；步骤2，测量LED电流I2、结温T2、亮度 S2 ；步骤3，判断S2 > Sm 是，则I2 = I2-Δ I，输出I2并返回步骤2;步骤4，判断S2 < Sn 是，则I2 = I2+Δ I，转到步骤6 ；步骤5，判断T2 > Tm 否，则退出监测与报警流程，是，则发 出LED结温超限报警并退出监测与报警流程；步骤6，判断I2 > Im 否，则输出12，返回步 骤2 ；步骤7，I2 = IM，输出I2，发出LED光衰超限、电流超值报警，退出监测与报警流程。本专利技术的有益效果在于1、本专利技术在现有LED灯恒流控制技术的基础上，仅增加少量的电子器件(单片机、 光敏器件、热敏器件)，就可实现节能、降耗、延长LED灯使用寿命、故障报警，具有较高的性 价比，有利于本专利技术产品的推广应用。2、本专利技术通过综合控制LED的驱动电流、亮度、结温，使得LED灯在使用寿命周期 内保持在设定的亮度范围内运行，来降低能耗，延长使用寿命，从而降低了照明系统的运行 和维护费用；3、本专利技术采用智能启动流程点亮LED灯，进一步降低了 LED灯的能耗。4、本专利技术的装置的监测报警功能，可将LED灯的运行工况、故障信息，通过有线或 无线的方式，实时地传送到监控中心，以利于相关部门及时采取应对措施，防止因照明系统 故障引发的事故(道路交通事故、厂矿企业工伤事故等)，具有显著的社会效益。5、本专利技术有助于LED灯散热系统的改进由于散热系统设计、制造、装配、使用不 当，而引发LED结温超限时，本专利技术装置会发出报警信号；经长期运行后，由于积灰、锈蚀等 原因造成散热部件的散热能力下降，而引发LED结温超限时，本专利技术装置会发出报警信号； 经长期运行后，由于LED光衰造成发光效率下降、发热量上升，当散热部件无力疏散这部分 新增的热量，而引发LED结温超限时，本专利技术装置会发出报警信号。附图说明图1是本专利技术的一种LED灯无光衰控制的方法与装置的示意图。图2是美国Cree公司的LED的光衰曲线图。图3是美国Cree公司的某型号LED的正向电压-正向电流特性曲线图。图4是美国Cree公司的某型号LED的结温-电压偏移特性曲线图。图5是美国Cree公司的某型号LED的正向电流-相对亮度特性曲线图。图6是美国Cree公司的某型号LED的结温-相对亮度特性曲线图。图7是本专利技术的一种LED灯无光衰控制的方法的LED灯启动流程框图。图8是本专利技术的一种LED灯无光衰控制的方法的LED结温测量流程框图。图9是本专利技术的一种LED灯无光衰控制的方法的监测与报警流程框图。具体实施例方式下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ灯无光衰控制的装置，由控制器（１）、ＡＣ／ＤＣ可控恒流电源（２）、ＬＥＤ电压测量（３）、ＬＥＤ电流测量（４）、ＬＥＤ亮度测量（５）、环境温度测量（６）和ＡＣ／ＤＣ直流稳压电源（７）组成；其特征在于，ＡＣ／ＤＣ可控恒流电源（２）将交流电转变成直流后，根据控制器（１）的指令向ＬＥＤ阵列输出恒定的直流电流：ＬＥＤ电压测量（３）、ＬＥＤ电流测量（４）、ＬＥＤ亮度测量（５）将ＬＥＤ阵列的工况实时传输给控制器（１），控制器（１）再根据预设的控制策略，以及从环境温度测量（６）获得的环境温度，给ＡＣ／ＤＣ可控恒流电源（２）发送输出电流值的指令；同时，一旦发现ＬＥＤ阵列的工况发生异常，控制器（１）通过通信接口以有线或无线的方式及时地向监控中心发送报警信息；监控中心也可以有线或无线的方式向控制器（１）发送工作指令；ＡＣ／ＤＣ直流稳压电源（７）向本专利技术专利的装置提供所需的电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔繁金，
申请(专利权)人：上海合亚经贸有限公司，孔繁金，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]