一种多路LED控制与驱动系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种LED控制与驱动系统来实现，其包括：LED灯；集成驱动模块，驱动并控制LED灯，包括向LED灯输出能量的电源输出端口；控制终端，可操作的控制集成驱动模块和LED灯的运行；网络模块，连接控制终端和至少一个集成驱动模块，所述集成驱动模块包括专用集成电路，所述专用集成电路包括向LED灯发出控制信号的控制端口。本实用新型专利技术的有益效果主要体现在：低成本，高效率，低能耗；驱动稳定，延长LED寿命；布线成本低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED领域，尤其涉及一种多路LED控制与驱动系统。
技术介绍
LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能，环保，安全，寿命长，低耗，低热，色光，白光，高亮度，防水，微型，防震，易调光，光束集中，维护简单等等特点。面对全球气候变迁与不断高涨的能源价格，各国政府都已经开始把一些高耗能的产品列为首要的禁用对象，如白炽灯就是最为明显的案例，因而，LED全面的取代白炽灯具已经成为大势所趋。在此背景下，LED应用领域不断扩广，下游需求不断旺盛。其在家用、商用照明，高档酒店，会所，室内装饰，车用LED灯，太阳能LED路灯方面应用也不断扩大。虽然LED灯较以往灯具优势明显，但为了发挥其可调，低耗等优势，也对驱动电路和控制电路提出了更高要求。为了点亮LED灯，需要将市电220伏电压转变为LED芯片的工作电压，并且提供一个按照LED发光二极管所要求的恒定直流并以此驱动和点燃LED灯具。为了满足LED芯片的工作要求，现有的技术一般是在获得市电220伏供电电压的前提下接入变压器和整流稳压恒流模块，并把恒流输出端接到LED灯芯的两个正负端头，从而实现LED的工作流程。这种单灯作业的驱动模块因成本、自身功率消耗等因素，其能量转换效率一般不高，而且，再简单的系统也是麻雀虽小，五脏俱全，所以成本不菲。另外，这种单灯系统只能起一个灯亮与灭的作用，对于色温，超负荷与否，进一步的亮度控制，色彩混合就无能为力了，需要组建昂贵的专门的灯光控制系统。而由于PWM脉宽调制信号是事先设置好的，所以不能针对具体情况及时自动调整。此外，现有技术中，LED的驱动方案或采用图3所示的恒流源，或采用图4所示的 PWM脉宽调制信号，采用恒流源能最好的满足LED灯由于其自身的响应特性，采用PWM信号能得到最佳的亮度调节效果，而相应的在另一方面有所不足。此外，现有技术中，LED的灯组和控制模块之间的信息交通通常采用DALI和DMX的串/并行通讯模式，因而在智能家居或者公共照明等各种应用场合，需要单独为LED的铺设独立的控制线路，结构复杂，成本升高。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述的技术问题，提供一种低成本、低能耗的一种多路LED控制与驱动系统。本技术的目的通过提供如下的一种多路LED控制与驱动系统来实现，其包括LED灯；集成驱动模块，驱动并控制LED灯，包括向LED灯输出能量的电源输出端口 ；控制终端，可操作的控制集成驱动模块和LED灯的运行；网络模块，连接控制终端和至少一个集成驱动模块，所述集成驱动模块包括专用集成电路，所述专用集成电路包括向LED灯发出控制信号的控制端口。优选的，所述集成驱动模块还包括由PWM信号调制的恒流恒压源，所述恒流恒压源通过所述电源输出端口向LED灯输出能量。优选的，所述专用集成电路包括多组控制端口，所述各个控制端口分别连接一组 LED灯串，各个控制端口输出的控制信号相互独立。优选的，所述专用集成电路包括一个4位寄存器，所述集成驱动模块通过4位寄存器至多对16组控制端口进行寻址。优选的，所述集成驱动模块还包括网络单元，所述网络单元包括模组寄存器，所述网络模块通过所述模组寄存器对多个集成驱动模块寻址。优选的，所述寻址通过TCP/IP协议进行。优选的，专用集成电路还包括传感信号接入端口，所述传感信号接入端口连接外部传感器以接收传感信号。优选的，所述传感器包括温度传感器，所述温度传感器收集LED灯的温度信息，所述专用集成电路根据接收到的温度信息调整提供给对应LED灯的驱动能量。优选的，所述集成驱动模块自身的能耗小于等于其所驱动的所有LED的能耗的百分之一。优选的，智能终端为电脑或智能手机或掌上电脑，具有供用户操作的控制界面。本技术的有益效果主要体现在1、高效率，低能耗。经测试表明，本技术的专用集成电路(ASIC)只需消耗 0. 33瓦，就能驱动16通道高达400瓦的LED灯，其转换效率大于99. 9%。相对于传统的 LED驱动，本技术的驱动模块更节能环保；2、驱动稳定，LED寿命长。本技术的集成驱动模块不同于传统的恒流，或PWM 信号调制的驱动方式，采用PWM信号调制结合恒压恒流源，提出了第三种驱动方式。其便于实时观察LED的变化，从而调节其驱动的电流电压，从而增强LED的可靠性和延长使用寿命。3、布线成本低。本技术的信号交通接口突破传统的DALI和DMX的串/并行通讯模式，采用现实分布广泛的无线控制或TCP/IP控制。这一控制模式的特点是节省了控制线路的布线成本，而直接采用现有的网络架构来实行交流。附图说明图1为本技术的具体实施例的LED控制系统结构框图。图2为本技术的具体实施例的驱动原理示意图。图3为传统恒流控制示意图。图4为传统PWM控制示意图。图5为本技术的集成驱动模块的控制示意图。具体实施方式有关本技术之前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以具体实施方式的详细说明中，将可清楚的呈现。然而本领域技术人员将意识到此处的参考了附图的具体描述仅仅用于示例目的，本技术并不局限于此。参照图1，本技术的具体实施例的LED控制系统主要包括控制终端4、集成驱动模块2、网络模块3和LED灯1。LED灯1是整个系统最终的工作部件，安装在各种场合， 在系统的控制下发光照明；集成驱动模块2直接连接LED灯，为其输送能量和进行控制，集成驱动模块2通常连接多组LED灯串；网络模块3是控制终端4和集成驱动模块2之间的通信桥梁，多个集成驱动模块2通过网络模块3连接到控制终端4 ；控制终端4协调控制整个LED控制系统运作，可以为电脑或智能手机或掌上电脑、以及电视、专用的控制器等合适的装置，控制终端4具有供用户操作的控制界面。参照图1及图2，集成驱动模块2和其所控制的至少一组LED灯串是整个系统的基础单元，不同于现有技术，集成驱动模块2整合了驱动电路和控制电路，通过一个模块同时控制多路LED灯串。集成驱动模块2的核心为专用集成电路，即ASIC芯片。ASIC为 Application-specific integrated circuit的简称，是指依特定用途而设计的特殊规格逻辑IC，在本技术中，ASIC芯片具有多路输出，形成多组控制端口以对应的、相互独立向LED灯发出控制信号，控制多组LED灯串。且其还可以通过外围组合电路接收PWM及恒流控制。由于高度集成化，该芯片、即专用集成电路具有最小的分流电阻，这使得高效能的转化成为可能，并且避免了控制系统的耗电散热问题，从而获得最大的输出功率以及极高的转换效率，经测试表明，本技术的专用集成电路(ASIC)只需消耗0. 33瓦，就能驱动 16通道高达400瓦的LED灯，其转换效率大于99. 9%，集成驱动模块2自身的能耗小于等于其所驱动的所有LED的能耗的百分之一。同时，由于多组控制端口是各自独立的，各输出回路的电流量连续可调，这使得各LED芯片灯串之间因老化、温度、工厂制作工艺不同所造成的亮度不均勻很容易获得补偿。具体的，专用集成电路内置有一个4位寄存器，4位寄存器对应的连接到外部的4 线SPI接口。这种极其灵活的接口方式使得现行的各种控制的寻址方式都成为可能。通过外部电路的变换，专用集成电路可接受DMX、DALI、或TCP/I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈竞坤，章燕，冉宏宇，付海琴，
申请(专利权)人：苏州辰戈电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：