专利名称：一种led智能动态控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED智能动态控制系统，尤其是一种具备负载自动匹配和超限预 警功能的LED智能动态控制系统。
背景技术：
LED即Light Emitting Diode,中文称为发光二极管，LED由于其固有的特性已经 广泛应用于显示领域。大功率LED是高亮度发光二极管的一种，单颗大功率LED相对于小 功率LED的功率更高、亮度更强，由于LED自身具有亮度高、工作电压低、功耗小、无污染、小 型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等相当突出的优点，使其已逐渐走向照明系统领域的应用 道路，并会逐渐取代现有广泛使用的白炽灯具。但是，限制利用LED进行照明的重要因素就是其成本比较昂贵，几只LED的价格就 可以与一只白炽灯的价格相当，照明灯具中利用的大功率LED价格就更高，而LED灯具的每 组灯头通常包括数十只甚至上百只LED，因此，对LED照明灯具的LED进行保护，延长LED的 使用寿命对于利用LED灯具进行照明的推广与普及就显的更加重要。影响LED使用寿命的关键因素就在于供电系统，LED的供电系统大都采用恒流电 源，目前市场上的LED恒流电源大多为固定电流输出，其输出电流的大小需要人为进行调 节，有时由于人为误操作会使电流超限而导致LED使用寿命锐减；目前市场上的LED恒流 电源也不能根据负载大小动态的调整输出电流，也不能在出现过压、欠压、过流、欠流等超 限情况下自动匹配调整，也会影响LED的使用寿命，同时给LED的安装于使用也带来诸多不 便。
实用新型内容本实用新型的发明目的是是针对上述存在的问题，提供一种LED智能动态控制 系统，可以动态的检测负载及负载电压电流的变化，动态地输出恒定的电流值，以达到保护 并延长LED灯具寿命的目的。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种LED智能动态控制系统，包括供电单元，还包括中央控制单元、可调恒流单元 和电压电流检测单元，可调恒流单元，与中央控制单元的控制输出端口和负载连接，接受中 央控制单元的控制，向负载输出恒定的电流；电压电流检测单元，与中央控制单元的控制输 入端口连接，采集负载电压和负载电流参数，并将采集的负载参数送至中央控制器进行处 理；中央控制单元，与供电单元连接，接收并处理电压电流检测单元采集的负载电压和电流 参数，控制可调恒流单元向负载输出恒定的电流。上述中央控制单元包括单片机或FPGA、ARM中的任一种处理器。上述可调恒流单元包括集成电路LM3401、M0SFET管、肖特基二极管、电阻R4 R5 和电容、电感；所述集成电路LM3401的第一管脚与MOSFET管源极连接，第三管脚通过第四 电阻R4与所述中央控制单元的控制输出端口连接，第四管脚通过电阻R5接地，第五管脚接地，第六管脚与所述MOSFET管的栅极连接，第七管脚与MOSFET管的漏极连接并通过电容接 地，第八管脚通过第六电阻R6与MOSFET管的漏极连接；所述MOSFET管的源极通过电感与 负载连接；所述肖特基二极管的负极与MOSFET管的源极连接，正极接地。一种LED智能动态控制系统，还包括与中央控制单元输出端口连接的用于响应报 警信息的报警指示单元，所述报警指示单元包括四只LED管。一种LED智能动态控制系统，还包括与中央控制单元输入端口连接的温湿度检测 单元，检测动态控制系统及负载的温度和环境湿度参数，并将参数传送至中央控制单元。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型可以达到以下有益效果1、本系统的控制通过微处理器技术和实时检测技术，动态处理负载及负载的电压 电流值变化，根据变化情况自动进行动态调整，使输出电流恒定；2、本系统的控制包含由四个LED管组成的报警指示单元，可以简单直观的显示过 流、欠流、过压、欠压四种超限状态；3、本系统的控制包含温湿度检测单元，可以检测工作温度和环境湿度，在温度超 限的情况下可以降低负载功率，以保护负载，延长负载使用寿命，在湿度超限时可以中断负 载工作，以免短路对负载和控制系统造成的损坏。
图1是本实用新型LED智能动态控制系统的原理图。图2是本实用新型LED智能动态控制系统的可调恒流单元电路图。图3是本实用新型LED智能动态控制系统的控制方法流程图。图4是本实用新型LED智能动态控制系统的控制方法中步骤S2的流程图。图5是本实用新型LED智能动态控制系统的控制方法中步骤S4的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，是本系统的控制实施例中LED智能动态控制系统的原理图。一种LED 智能动态控制系统，包括供电单元，还包括中央控制单元、可调恒流单元和电压电流检测单 元。所述可调恒流单元，与中央控制单元的控制输出端口和负载连接，接受中央控制单元的 控制，向负载(比如负载可以是包括20组LED单元，每组LED单元包括3个LED灯串，每组 消耗300mA)输出恒定的电流；所述电压电流检测单元，与中央控制单元的控制输入端口连 接，采集负载电压和负载电流参数，并将采集的负载参数送至中央控制器进行处理；所述中 央控制单元，与供电单元连接，接收并处理电压电流检测单元采集的负载电压和电流参数， 控制可调恒流单元向负载输出恒定的电流，所述中央控制单元是系统的核心部分，实现各 种逻辑控制，包括单片机或FPGA、ARM中的任一种处理器及其周边辅助电路。上述的可调恒流单元，如图2所示，其包括集成电路LM3401(U1)、M0SFET管Q1、肖 特基二极管Dl、电阻R4 R5和电容Cl、电感Ll ；所述集成电路LM3401 (Ul)的第一管脚SHDN与MOSFET源极连接，第三管脚SNS通过第四电阻R4与所述中央控制单元的控制输出 端口连接，第四管脚HYS通过电阻R5接地，第五管脚GND接地，第六管脚HG与所述MOSFET 管Ql的栅极连接，第七管脚与MOSFET管Ql的漏极连接并通过电容Cl接地，第八管脚通过 第六电阻R6与MOSFET管Ql的漏极连接；所述MOSFET管Ql的源极通过电感Ll与负载连 接；所述肖特基二极管Dl的负极与MOSFET管Ql的源极连接，正极接地。作为优�。臼涤眯滦突拱ㄓ胫醒肟刂频ピ涑龆丝诹拥挠糜谙煊Ρň� 息的报警指示单元，报警指示单元包括四只LED管。所述报警指示单元用于指示负载的 超限工作状态，本实用新型的超限工作状态主要包括欠压(< 11V)、过压(> 13V)、欠流 6. 25A)、过流(> 8. 75A)四种状态，采用四只价格低廉、使用寿命长、环保的LED指示负 载的这四种工作状态，简单直观。作为优�。臼涤眯滦突拱ㄓ胫醒肟刂频ピ淙攵丝诹拥奈率燃觳獾ピ� 检测动态控制系统及负载的温度和环境湿度参数，并将参数传送至中央控制单元。上述温 湿度检测单元包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器置于负载和/或控制系统上，用 于检测工作时的负载和/或控制系统温度，当温度高于设置温度阈值时，控制系统会自动 调节输出电流减少发热功率，有效保护负载(LED灯单元)使用寿命，当温度低于设置温度阈 值时，供电电流恢复正常，本实用新型中，设置温度阈值为70°C，温度阈值根据情况不同而 不同；湿度传感器用于检测控制系统和/或负载工作环境湿度，在环境湿度> 98RH(这里仅 仅是一个例子，本领域技术人员能够明白，条件不同的情况下，环境湿度条件会变化)，或控 制系统和/或负载进水时，在中央控制单元控制自动切断电源，避免控制系统电路和负载 免受短路侵袭。本实用新型的一种LED智能动态系统的控制方法，其流程图如图3所示，包括步骤Si，初始化控制系统，配置可调恒流单元输出最小电流；在本实用新型一个 实施例中，可调恒流单元的输出电流值范围为2-10A，其最初输出的最小电流设定为2A。步骤S2，逐步增加可调恒流单元输出电流至负载两端电压为额定电压；在本实用 新型一个实施例中，采用20组3串LED的负载，每组消耗300mA，因此本实用新型实施例在 输出电流值为6A时负载两端电压为12V时，因此负载两端额定电压设置为12V。步骤S3，控制系统锁定此时的输出电流值；本实用新型一个实施例中的输出电流 为6A。步骤S4，控制系统实时检测负载及负载电流电压变化并进行动态调整。在上述步骤S2中，其详细流程图如图4所示，包括步骤步骤S21，逐步增加可调恒流单元的输出电流；步骤S22，电压电流检测单元采集负载两端电压；步骤S23，判断负载两端电压是否为额定工作电压，若不是则返回进行步骤S21， 否则进行步骤S3。在上述步骤S4中，其详细流程图如图5所示，包括步骤步骤S41，电压电流检测单元采集负载的电流及负载两端电压；步骤S42，判断负载的电流和两端电压是否超限，若是则报警指示，否则进行步 骤步骤S43，对负载的电流及两端电压进行动态调整；
5[0040]步骤S44，动态检测负载是否改变，若是则返回进行步骤S43，否则结束。上述步骤S42中，所述电流超限包括负载电流小于6. 25A的欠流状态和大于8. 75A 的过流状态。上述步骤S42中，电压超限包括负载两端电压小于IlV的欠压状态和大于13V的 过压状态。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种LED智能动态控制系统，包括供电单元，其特征在于，还包括中央控制单元、可调恒流单元和电压电流检测单元；可调恒流单元，与中央控制单元的控制输出端口和负载连接，接受中央控制单元的控制，向负载输出恒定的电流；电压电流检测单元，与中央控制单元的控制输入端口连接，采集负载电压和负载电流参数，并将采集的负载参数送至中央控制器进行处理；中央控制单元，与供电单元连接，接收并处理电压电流检测单元采集的负载电压和电流参数，控制可调恒流单元向负载输出恒定的电流。
2.根据权利要求1所述的LED智能动态控制系统，其特征在于，所述中央控制单元包括 单片机或FPGA、ARM中的任一种处理器。
3.根据权利要求1所述的LED智能动态控制系统，其特征在于，所述可调恒流单元包括 集成电路LM3401 (U1)、M0SFET管(Q1)、肖特基二极管(D1)、电阻(R4 R5)和电容(Cl)、电 感(Li);所述集成电路LM3401 (Ul)的第一管脚(SHDN)与MOSFET管(Ql)源极连接，第三管 脚(SNS )通过第四电阻(R4 )与所述中央控制单元的控制输出端口连接，第四管脚(HYS )通 过电阻(R5)接地，第五管脚(GND)接地，第六管脚(HG)与所述MOSFET管(Ql)的栅极连接， 第七管脚与MOSFET管(Ql)的漏极连接并通过电容(Cl)接地，第八管脚通过第六电阻(R6) 与MOSFET管(Ql)的漏极连接；所述MOSFET管(Ql)的源极通过电感(Li)与负载连接；所 述肖特基二极管(Dl)的负极与MOSFET管(Ql)的源极连接，正极接地。
4.根据权利要求1所述的LED智能动态控制系统，其特征在于，还包括与中央控制单元 输出端口连接的用于响应报警信息的报警指示单元。
5.根据权利要求4所述的LED智能动态控制系统，其特征在于，所述报警指示单元包括 四只LED管。
6.根据权利要求1所述的LED智能动态控制系统，其特征在于，还包括与中央控制单元 输入端口连接的温湿度检测单元，检测动态控制系统及负载的温度和环境湿度参数，并将 参数传送至中央控制单元。
专利摘要本实用新型公开了一种LED智能动态控制系统，包括供电单元、中央控制单元、可调恒流单元和电压电流检测单元；可调恒流单元，与中央控制单元的控制输出端口和负载连接，接受中央控制单元的控制，向负载输出恒定的电流；电压电流检测单元，与中央控制单元的控制输入端口连接，采集负载电压和负载电流参数，并将采集的负载参数送至中央控制器进行处理；中央控制单元，与供电单元连接，接收并处理电压电流检测单元采集的负载电压和电流参数，控制可调恒流单元向负载输出恒定的电流。本实用新型通过微处理器技术和实时检测技术，动态处理负载及负载的电压电流值变化，根据变化情况自动进行动态调整，使输出电流恒定，而且可以显示负载的工作状态。
文档编号G01R19/165GK201750605SQ201020504230
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者刘刚, 孙逢振, 王宇 申请人:四川省桑瑞光辉标识系统制造有限公司
专业数控铣床产品供应商
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