专利名称：Led照明灯外接集中控制恒流驱动单元及监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED照明灯控制，具体涉及一种LED照明灯外接集中控制恒 流驱动单元及监控系统，主要用于普通照明，尤其适于楼道、走廊、加油站、 展示货架及易燃易爆、防水、防尘、防潮等场所。
背景技术：
新型的功率LED光源以其节能、环保、长寿命等诸多优良特性倍受关注，各 种用于普通照明的LED光源电路应运而生，公知的LED照明灯多为不改变传统 照明灯具的结构和使用方式。根据对不同照明的亮度，灯内将多颗功率LED光 源串并联再施以降压恒流控制，以满足不同功率下LED接入交流220V电网供电 的需求。这类工作方式不足之处，是每个狭小甚至密封的灯内空间装入降压恒 流电路，既占体积又增加灯内的热量，很不利于功率LBD光源的散热，且不安 全，也不便于拆卸和维护。此外，提供功率LED的低压大电流的恒流源高频整 流的肖特基管要损耗8%左右的效率，且发热严重. 发明内容
本实用新型的目的是提供一种LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，它能 降低各灯内LED光源的热量，缩小和简化灯的结构，提高效率和性价比，方便维修。本实用新型所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，由集控恒流电源 与多个无极性串联LED照明灯负载连接组成；集控恒流电源可输出安全隔离的 低电压，使分布各点的LED照明灯低压工作，壳体无触电危险，方便采用金属 壳体散热；该集控恒流电源包括与交流220V电网连接的EMI +整流电路、与EMI +整流电路连接的PFC +脉幅控制电路、与PFC +脉幅控制电路连接的脉宽控制 及输出电路，其特征在于
一单片机控制电路分別与PFC +脉幅控制电路和脉宽控制及输出电路连接； 该单片机控制电路包括单片机IC1，三端稳压器IC2，滤波电容Cll、 C12、 C13、 C7和C8，调光开关K，还包括有三极管G5、光敏电阻Rc、电阻R15和R16构成 光控电路；
LED照明灯外接单片机集控恒流驱动单元的各种控制功能是由单片机IC1来 完成的，单片机IC1接收从输出回路的电流取样，直流母线电压的电压取样， 与预订值比g输出控制两个参量， 一个是控制直流母线电压的高低(即输出 脉冲的幅度)，另一个是控制输出脉冲的宽度，以达到电网电压变化，输出负栽 变化而设置的输出高频电流平均值不变。单片机IC1对电源的输入电压电流进 行同相控制，获得高功率因数，输出采用高频正负脉冲交变平均值恒流供电， 省去高频低压大电流整流滤波环节。
多个串联LED照明灯与脉宽控制及输出电路.
所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其所迷的EMI +整流电路包 括EMI滤波电感L1、电容C1、 C2及桥式整流D1-D4。所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其所述的PFC +脉幅控制电 路包括电感L2、 L3,分压电阻R3和R4，分压电容C3和C4，高频输出整流管 D5,还包括功率管Gl,由单片机IC1送出的PWM脉冲驱动控制。
所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其所述的脉宽控制及输出电 路包括C4、 C5和隔直电容C6，功率对管G2和G3，由单片机IC1送出的PWM脉 冲驱动控制，还包括输出变压器T1、电流取样互感器T2、电压指示R11和发光
指示Dr。
所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其所述的多个串联LED照明 灯，即Z!，Z2，……Z,均为无极性LED照明灯。LED照明灯采用串联方式连接，使 安装接线不需注意极性，接线简单。LED照明灯负载采取串联连接方式获得高转 换效率，集控恒流电源对其输出高频正负脉冲方波的幅度、脉宽、自动双调节 控制以实现对不同数量的LED照明灯的平均值恒流跟踪控制，并能方便进行调 光、定时、光控等多种控制和过流、短路、断路等异常保护。
本实用新型还提供一种LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元监控系统，它 能够对多个LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元进行控制，还能够采用串口 通讯方式与微电脑连接，进行人机界面可视化操作，对LED照明灯实施多种优 化控制和管理监控，充分发挥功率LED节能、长寿命、可控性强的优点.
本实用新型所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元监控系统，包括 两个以上的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元， 一微电脑通过通讯线与各 LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元的单片机控制电路的串行接口连接，构成
6控制系统。微电脑对各LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元进行通讯预置和 修改控制参数，实施监控管理。
本实用新型和现有技术相比具有以下优点充分发挥了 LED光源节能低电 压和长寿命可控性强灯特点；采用外接集控恒流电源供电和串联连接LED照明 灯负载的方式，具有电效率高，性价优，安装维护方^"更等优点，为功率LED用 于普通照明提供了一套新的应用系统优化解决方案。
图1是LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元原理框图。
图2是本实用新型的集控恒流电源与多个LED照明灯负载串联连接的电路图。
图3是LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元监控系统示意图。 图4、单片机控制软件程序流程图。 图5 、监制系统控制软件程序流程图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元， 由集控恒流电源与多个串联LED照明灯负载连接组成；该集控恒流电源包括与 交流220V电网连接的EMI +整流电路1、与EMI +整流电路连接的PFC +脉幅控 制电路2、与PFC +脉幅控制电路连接的脉宽控制及输出电路3，单片机控制电 路4分别与PFC +脉幅控制电路和脉宽控制及输出电路连接；多个串联LED照明 灯5分别与脉宽控制及输出电路3。EMI +整流电路1包括EMI滤波电感L1、电容C1、 C2及桥式整流D1-D4。 PFC +脉幅控制电路2包括电感L2、 L3,分压电阻R3和R4，分压电容C3 和C4高频输出整流管D5,还包括功率管Gl,由单片机IC1送出的PWM脉冲驱动控制。
脉宽控制及输出电路3包括C4、 C5和隔直电容C6，功率对管G2和G3，由 单片机IC1送出的PWM脉冲驱动控制，还包括输出变压器T1、电流取样互感器 T2、电压指示Rll和发光指示Da。
单片机控制电路4包括单片机IC1，三端稳压器IC2，滤波电容Cll、 C12、 C13、 C7和C8，调光开关K,还包括有三极管G5、光敏电阻RG、电阻R15和R16 构成光控电路。
多个串联LED照明灯5,即Zi， Z2，……Z均为无极性无极性LED照明灯。 参见图3， LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元监控系统，包括两个以上 的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，微电脑6通过通讯线与各LED照明 灯外接集中控制恒流驱动单元的单片机控制电路4的串行接口 7连接，构成控 制系统。
单片机的软件控制分内部对集控恒流电源的程序管理和接受外部微电脑对 各LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元的监管两部分内部程序管理经电阻 R16、 R17,组成的电网正弦电压信号取样，电阻R7、 R9分压对脉幅高低输出电 压取样，电流互感器T2，及整流D9，滤波C14、分压Rll、 R12构成的输出电流 取样，送入单片机，由单片机按程序与设定的基准比较，判定再通过单片机输
8出的PWM脉冲及按时序控制其电流与输入电压的相位，去控制输出电压的幅度，及半桥输出电压的宽度，以获得负载设定的电流平均值的恒定。同时还可对异常状况如输出电流过载，输出开路，短路等进行判定后，即时进行保护，关断电源。其软件程序控制流程图见图4。
微电脑通过各LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元内的单片机进行监管，采取RS485串口通讯方式，微电脑将专用光盘的程序调出获取的可视化界面，进行人机对话对各LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元内的单片机进行控制，如人员流动高峰时全部开灯，晚间部分区域开灯，每日的定时开关灯，灯光照度调节等。通it^机可视化操作对控制参数进行设定和修改等，其软件程序控制流程图见图5。
权利要求1、LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，由集控恒流电源与多个串联LED照明灯负载连接组成；该集控恒流电源包括与交流220V电网连接的EMI+整流电路(1)、与EMI+整流电路连接的PFC+脉幅控制电路(2)、与PFC+脉幅控制电路连接的脉宽控制及输出电路(3)，其特征在于一单片机控制电路(4)分别与PFC+脉幅控制电路(2)和脉宽控制及输出电路(3)连接；该单片机控制电路包括单片机IC1，三端稳压器IC2，滤波电容C11、C12、C13、C7和C8，调光开关K，还包括有三极管G5、光敏电阻RG、电阻R15和R16构成光控电路；多个串联LED照明灯(5)与脉宽控制及输出电路(3)连接。
2、 根据权利要求1所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其特征 在于所述的EMI +整流电路(1)包括EMI滤波电感L1、电容C1、 C2及桥式 整流D1-D4。
3、 根据权利要求1所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其特征 在于所述的PFC +脉幅控制电路(2)包括电感U、 L3，分压电阻R3和R4， 分压电容C3和C4，高频输出整流管D5,还包括功率管Gl,由单片机ICl送出的P丽脉沖驱动控制。
4、 根据权利要求1所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其特征 在于所述的脉宽控制及输出电路(3)包括(M、"和隔直电容C6，功率对管G2和G3，由单片机IC1送出的PWM脉冲驱动控制，还包括输出变压器T1、电流 取样互感器T2、电压指示R11和发光指示D^。
5、根据权利要求1所述的LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其特征 在于所述的多个串联LED照明灯(5),即Z,，Z2，……Z均为无极性无极性LED 照明灯。
6、 根据权利要求1所述的集控恒流电源对其输出的高频正负脉冲方波的幅 度、脉宽自动双调节，为不同数量的无极性LED照明灯提供平均值恒流跟踪控 制，并能方便调光、定时、光控等多种控制和过流、短路等异常保护。
7、 LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元监控系统，包括两个以上的LED 照明灯外接集中控制恒流驱动单元，其特征在于 一微电脑(6 )通过通讯线与 各LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元的单片机控制电路(4 )的串行接口 ( 7 ) 连接。
专利摘要本实用新型涉及LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元，由集控恒流电源与多个串联LED照明灯负载连接组成；该集控恒流电源包括与交流220V电网连接的EMI+整流电路、与EMI+整流电路连接的PFC+脉幅控制电路、与PFC+脉幅控制电路连接的脉宽控制及输出电路，其特征在于一单片机控制电路分别与PFC+脉幅控制电路和脉宽控制及输出电路连接；多个串联LED照明灯与脉宽控制及输出电路连接。还涉及LED照明灯外接集中控制恒流驱动单元监控系统。具有以下优点充分发挥了LED光源低压节能、可控性强、长寿命的特点；具有电效率高、性价优、安装使用方便等优点。
文档编号H05B37/02GK201263232SQ20082009979
公开日2009年6月24日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者鲁永忠 申请人:鲁永忠