專利名稱：具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種具有多組獨(dú)立回路的照明系統(tǒng)，尤指一種具有多組獨(dú) 立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
照明(general lighting)對(duì)于人類活動(dòng)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要的影響，傳統(tǒng)的照明 有白熾燈(incandescent lamp)、曰光燈(fluorescent lamp)等形態(tài)。
自1879年愛迪生改良白熾燈以來，白織燈一直提供價(jià)廉而輕便的照明來 源。然而白熾燈有發(fā)光效率低、高耗電、壽命短、發(fā)熱及燈泡易破碎等缺點(diǎn)。 尤其在地球暖化日益嚴(yán)重的今天，白熾燈的缺點(diǎn)更為嚴(yán)重。日光燈為提供室內(nèi) 照明的主要工具，然而會(huì)有汞污染及高壓驅(qū)動(dòng)的輻射問題。
自1996年曰本的曰亞化公司提出在氮化鎵系列(GaN)藍(lán)光發(fā)光二極管 (LED)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出以藍(lán)光發(fā)光二極管激發(fā)釔鉬石榴石(YAG， yttrium aluminum garnet)熒光粉而產(chǎn)生黃色熒光，所產(chǎn)生的黃色熒光進(jìn)而與藍(lán)光混合 產(chǎn)生白光(藍(lán)光發(fā)光二極管配合YAG熒光粉)，從此開啟發(fā)光二極管邁入照明 巿場(chǎng)的序幕。
白光發(fā)光二極管比起傳統(tǒng)的白熾電燈泡與日光燈管來有許多的優(yōu)點(diǎn)，如體 積小、發(fā)熱量低、耗電量低、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快、環(huán)保、可平面封裝和易開 發(fā)成輕薄短小的產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。隨著發(fā)光二極管的亮度提升及成本下降，發(fā)光二 極管用途也隨之增加。由于發(fā)光二極管需要直流電壓驅(qū)動(dòng)，如果發(fā)光二極管要 應(yīng)用于巿電輸入(85Vac-264Vac)的用途中，則需要有相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。
圖1所示為相關(guān)技術(shù)(related art)的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路10，該驅(qū)動(dòng)電路10 主要包含一個(gè)高壓電路區(qū)塊20、 一個(gè)低壓電路區(qū)塊30及連接于高壓電路區(qū)塊
20及低壓電路區(qū)塊30之間的隔離式功率變壓器40。巿電輸入電壓(例如 85Vac-264Vac)經(jīng)輸入端20A進(jìn)入并分別由電磁干擾(EMI)濾波單元22、橋式 整流與濾波單元24、功率因子修正單元26處理；其中該功率因子修正單元26 由脈寬調(diào)制(PWM)單元28控制。功率因子修正單元26的輸出由隔離式功率 變壓器40降壓成所需電壓位準(zhǔn)(level)(例如24V),而隔離式功率變壓器40 的輸出由低壓電路區(qū)塊30處理。該低壓電路區(qū)塊30包含低壓整流單元32、感 應(yīng)(LC)濾波單元34及輸出單元36。該隔離式功率變壓器40內(nèi)建有直流交流 轉(zhuǎn)換器(DAC),以將功率因子修正單元26的輸出直流電壓轉(zhuǎn)換成輸入交流電 壓，并經(jīng)過一個(gè)變壓器電路以將該輸入交流電壓轉(zhuǎn)換成較低位準(zhǔn)的輸出交流電 壓。該輸出交流電壓由低壓電路區(qū)塊30處理以供應(yīng)發(fā)光二極管(圖中未示出， 連接于輸出單元36)直流電壓。
在該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路10中還包含連接于低壓整流單元32及LC濾波 單元34間的第一反饋路徑46A及連接于LC濾波單元34及輸出單元36間的第 二反饋路徑46B;該第一反饋路徑46A及第二反饋路徑46B分別連接至光電耦 合器44A及光電耦合器44B以提供反饋信號(hào)。再者，該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路 10中還包含輔助電源42以提供該P(yáng)WM單元28所需電壓。
然而在上述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路IO中，若在驅(qū)動(dòng)多組發(fā)光二極管的用途 時(shí)，會(huì)有彼此相互影響的問題。再者隨著環(huán)保及節(jié)能的議題逐漸受人重視，低 耗能的發(fā)光二極管照明已逐漸和太陽(yáng)能能源結(jié)合，以更進(jìn)一步降低巿電電壓需 求。再者，發(fā)光二極管照明設(shè)備如能根據(jù)環(huán)境光源及環(huán)境溫度做最佳化控制， 則能更進(jìn)一步提升發(fā)光二極管照明設(shè)備效能。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光 二極管照明系統(tǒng)，可減少多組發(fā)光二極管模塊彼此相互影響。
為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供一種具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照 明系統(tǒng)，包含與直流電源連接的輸入單元，及多數(shù)組電連接至該輸入單元的
光源模塊控制電路。每一組該光源模塊控制電路包含光源模塊控制器；兩個(gè)濾 波單元，電連接至該光源模塊控制器，且接收來自該輸入單元的直流電壓，且 分別電連接至兩組發(fā)光二極管燈串。該光源模塊控制器可經(jīng)由該濾波單元而分 別控制該發(fā)光二極管燈串電流。
再者，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)還包含外部信號(hào)接收及控制模塊，電連接
至該光源模塊控制器；太陽(yáng)能板，電連接到該外部信號(hào)接收及控制模塊，且可 輸出電壓信號(hào)至該外部信號(hào)接收及控制模塊，以告知該太陽(yáng)能板的電能存量； 光傳感器，電連接到該外部信號(hào)接收及控制模塊，并送出告知背景光信息的信 號(hào)；遠(yuǎn)程控制器，電連接到該外部信號(hào)接收及控制模塊，以遠(yuǎn)程控制該光源模 塊控制器。
本實(shí)用新型的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，減少了多組發(fā)光 二極管模塊彼此影響。同時(shí)，本實(shí)用新型的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照 明系統(tǒng)可整合太陽(yáng)能電池、光傳感器及遠(yuǎn)程控制器，更進(jìn)一步提升了發(fā)光二極 管照明設(shè)備的效能。


圖1所示為相關(guān)技術(shù)(related art)的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路示意圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)例的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)示意圖3為光源連接器與發(fā)光二極管燈串的連接示意圖4為外部信號(hào)接收及控制模塊內(nèi)部組件及與其它單元連接示意圖5為該外部信號(hào)接收及控制模塊處理來自太陽(yáng)能板信號(hào)的流程圖6為該外部信號(hào)接收及控制模塊處理來自光傳感器信號(hào)的流程圖7為該外部信號(hào)接收及控制模塊處理來自遠(yuǎn)程控制器信號(hào)的流程圖8為該光源模塊控制器對(duì)于溫度保護(hù)處理的流程圖。
附圖標(biāo)記說明
發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路10 高壓電路區(qū)塊20
輸入端20A 電磁干擾(EMI)濾波單元22
橋式整流與濾波單元24 PWM單元28 低壓整流單元32 輸出單元36 輔助電源42 第一反饋路徑46A 發(fā)光二極管照明系統(tǒng)100 輸入單元110
第一組光源模塊控制電路50A 第三組光源模塊控制電路5 0 C 外部信號(hào)接收及控制模塊120 光傳感器142 光源模塊控制器500 第一濾波單元510 光源連接器530 電壓/電流/溫度反饋單元550A 發(fā)光二極管燈串560A、 560B 溫度傳感器570 信號(hào)控制器122
功率因子修正單元26 低壓電路區(qū)塊30
LC濾波單元34
隔離式功率變壓器40
光電耦合器44A、 44B
第二反饋路徑46B
5V穩(wěn)壓電路112
第二組光源模塊控制電路50B
第四組光源模塊控制電路50D
太陽(yáng)能板140
遠(yuǎn)程控制器144
第二濾波單元520 過電壓保護(hù)回路540A、 540B 550B
夕卜部信號(hào)接收及控制模塊120 信號(hào)處理電路12具體實(shí)施方式
參見圖2，為根據(jù)本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)例的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)示意 圖，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)IOO包含與直流電源連接的24V輸入單元110、 5V 穩(wěn)壓電路112、外部信號(hào)接收及控制模塊120及多數(shù)組光源模塊控制電路，例 如第一組光源模塊控制電路50A、第二組光源模塊控制電路50B、第三組光源 模塊控制電路50C及第四組光源模塊控制電路50D。再者，該發(fā)光二極管照明 系統(tǒng)IOO還包含太陽(yáng)能板140、光傳感器142及遠(yuǎn)程控制器144。再參見圖2，
每一組光源模塊控制電路，例如第一組光源模塊控制電路50A包含光源模塊控 制器500、第一濾波單元510、第二濾波單元520、光源連接器530、過電壓保 護(hù)回路540A、過電壓保護(hù)回路540B及電壓/電流/溫度反饋單元550A、電壓/ 電流/溫度反饋單元550B。該光源連接器530連接兩組發(fā)光二極管燈串(容后 詳述),并將來自第一濾波單元510及第二濾波單元520的電源供應(yīng)給這些燈串。
第一濾波單元510及第二濾波單元520分別接收來自輸入單元110的24伏 直流電壓(該直流電壓可由如圖1所示的交流轉(zhuǎn)直流電路提供)，并受到該光源 模塊控制器500的控制，而將受控的直流電壓供應(yīng)至該光源連接器530，該第 一濾波單元510及第二濾波單元520分別具有被動(dòng)組件及主動(dòng)組件，該被動(dòng)組 件包含電感、電容及二極管；而該主動(dòng)組件為晶體管，以提供所需濾波處理及 受到光源模塊控制器500控制以改變直流位準(zhǔn)。更明確地說，該光源模塊控制 器500接到第一濾波單元510及第二濾波單元520的晶體管的閘極，以改變?cè)?晶體管等效電阻，以改變直流位準(zhǔn)。
參見圖3,為光源連接器530與發(fā)光二極管燈串560A及發(fā)光二極管燈串 560B的連接示意圖，其中光源連接器530可將來自第一濾波單元510及第二濾 波單元520的電壓供應(yīng)給發(fā)光二極管燈串550A及發(fā)光二極管燈串550B。再者， 在該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)100中設(shè)置溫度傳感器570,以檢測(cè)發(fā)光二極管燈串 560A及560B之間的溫度；該溫度傳感器560較佳可設(shè)于位于該發(fā)光二極管照 明系統(tǒng)100較為中間的光源模塊控制電路中(例如第二組光源模塊控制電路50B 或第三組光源模塊控制電路50C中)，因?yàn)槲挥谥虚g處的光源模塊控制電路溫 度較高。
參見圖4,為外部信號(hào)接收及控制模塊120內(nèi)部組件及與其它單元連接示 意圖，該外部信號(hào)接收及控制模塊120具有信號(hào)控制器122及信號(hào)處理電路 124。該外部信號(hào)接收及控制模塊120通過該信號(hào)處理電路124以連接至該太陽(yáng) 能板140、光傳感器142及遠(yuǎn)程控制器144。該信號(hào)控制器122處理由該信號(hào)處 理電路124接收且來自該太陽(yáng)能板140、光傳感器142及遠(yuǎn)程控制器144的信 號(hào)，并且與該光源模塊控制器500電連接。
參見圖5，為該外部信號(hào)接收及控制模塊120處理來自太陽(yáng)能板140信號(hào) 的流程圖。首先，執(zhí)行步驟S100，讀取電壓信號(hào)，即讀取來自太陽(yáng)能板140電 壓信號(hào)；執(zhí)行步驟S102，判斷電能存量，即該外部信號(hào)接收及控制模塊120判 斷太陽(yáng)能板140電能存量，并分別計(jì)算可用時(shí)間(S104)及計(jì)算對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電 流(S106)。隨后，執(zhí)行步驟S108,信號(hào)編碼處理，即該外部信號(hào)接收及控制 模塊120將上述的數(shù)據(jù)做信號(hào)編碼處理；并執(zhí)行步驟SllO,信號(hào)送出，即將編 碼信號(hào)送至該光源模塊控制器500，借此該該光源模塊控制器500可以依據(jù)太 陽(yáng)能板140電能存量，以知道電池可用時(shí)間，并依據(jù)太陽(yáng)能板140電能存量控 制驅(qū)動(dòng)電流。
參見圖6,為該外部信號(hào)接收及控制模塊120處理來自光傳感器142信號(hào) 的流程圖。首先，執(zhí)行步驟S200,信號(hào)處理，即該外部信號(hào)接收及控制模塊120 首先處理來自光傳感器142的背景光信息信號(hào)；接著，執(zhí)行步驟S202,計(jì)算背 景光強(qiáng)度；并執(zhí)行步驟S204，計(jì)算所需調(diào)整電流值；隨后，執(zhí)行步驟S206， 信號(hào)編碼處理，即該外部信號(hào)接收及控制模塊120將上述的數(shù)據(jù)做信號(hào)編碼處 理；并執(zhí)行步驟S208,信號(hào)送出，即將編碼信號(hào)送至該光源模塊控制器500; 借此該該光源模塊控制器500可以根據(jù)背景光強(qiáng)度控制驅(qū)動(dòng)電流。
參見圖7，為該外部信號(hào)接收及控制模塊120處理來自遠(yuǎn)程控制器144信 號(hào)的流程圖。首先，執(zhí)行步驟S300，信號(hào)接收，即該外部信號(hào)接收及控制模塊 120首先處理來自遠(yuǎn)程控制器144信號(hào)；接著，執(zhí)行步驟S302，信號(hào)編碼處理， 即將上述的數(shù)據(jù)做信號(hào)編碼處理；執(zhí)行步驟S304,判斷編碼數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)功能； 最后，執(zhí)行步驟S306，信號(hào)送出，即將編碼信號(hào)送至該光源模塊控制器500; 借此該光源模塊控制器500可以依據(jù)遠(yuǎn)程控制器144命令而控制驅(qū)動(dòng)電流。
參見圖8，為該光源模塊控制器500對(duì)于溫度保護(hù)處理的流程圖。首先， 執(zhí)行步驟S400，點(diǎn)亮燈具，即點(diǎn)亮發(fā)光二極管燈串；接著，執(zhí)行步驟S410, 溫度判斷，即該光源模塊控制器500首先讀取溫度傳感器560的溫度并進(jìn)行判 斷是否超出溫度設(shè)定界限；若是超出溫度設(shè)定界限，則執(zhí)行步驟S412,使用過
溫電流值，即判定該以過溫電流值驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈串；若未超出溫度 設(shè)定界限，則執(zhí)行步驟S414，使用最大電流值，即判定該以最大電流值驅(qū)動(dòng)對(duì)
應(yīng)的發(fā)光二極管燈串；接著，執(zhí)行步驟S416,設(shè)定電流值，即該光源模塊控制 器500個(gè)根據(jù)步驟S412及S414的結(jié)果設(shè)定電流值；接著，執(zhí)行步驟S418及 S420，讀取反饋值并判斷是否需要修正電流，即該光源模塊控制器500讀取由 過電壓保護(hù)回路540A、 540B及電壓/電流/溫度反饋單元550A、 550B傳來的反 饋信號(hào)(分別包含過電壓信號(hào)及電壓/電流/溫度信號(hào))，并判斷是否要修正電流； 若需要修正電流，則執(zhí)行步驟S422,修正電流；若不需要修正電流，則回至步 驟S410之前，繼續(xù)進(jìn)行溫度判斷。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)多數(shù)組發(fā)光二極管燈串，其特征在于，包含輸入單元，與直流電源連接；及多數(shù)組光源模塊控制電路，電連接至該輸入單元；其中每一組該光源模塊控制電路包含光源模塊控制器；兩個(gè)濾波單元，電連接至該光源模塊控制器，且接收來自該輸入單元的直流電壓，且該兩個(gè)濾波單元分別電連接至兩組發(fā)光二極管燈串；其中，該光源模塊控制器經(jīng)由該濾波單元而分別控制該發(fā)光二極管燈串電流。
2, 如權(quán)利要求l所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，所述每一組該光源模塊控制電路還包含至少一個(gè)過電壓保護(hù)回路，連接于該濾波單元及該光源模塊控制器之間， 以反饋過電壓信號(hào)至該光源模塊控制器。
3, 如權(quán)利要求l所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，所述每一組該光源模塊控制電路還包含至少一個(gè)電壓/電流/溫度反饋單元，連接于該發(fā)光二極管燈串及該光源模塊 控制器之間，以反饋電壓/電流/溫度信號(hào)至該光源模塊控制器。
4, 如權(quán)利要求3所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)還包含溫度傳感器，設(shè)于其中兩組發(fā)光二極管燈串之間，且電連接至對(duì)應(yīng)的光源 模塊控制電路，其中該光源模塊控制器接收來自溫度傳感器感測(cè)的溫度，并且與溫度界限 值比對(duì)，并決定是否需要修正供應(yīng)至該些發(fā)光二極管燈串電流。
5, 如權(quán)利要求4所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)還包含外部信號(hào)接收及控制模塊，電連接至該光源模塊控制器。
6. 如權(quán)利要求5所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)還包含太陽(yáng)能板，電連接到該外部信號(hào)接收及控制模塊，且輸出電壓信號(hào)至該外 部信號(hào)接收及控制模塊。
7. 如權(quán)利要求5所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)還包含光傳感器，電連接到該外部信號(hào)接收及控制模塊，并送出告知背景光信息 的信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求5所述的具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，其特征 在于，該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)還包含遠(yuǎn)程控制該光源模塊控制器的遠(yuǎn)程控制器，電連接到該外部信號(hào)接收及控 制模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種具有多組獨(dú)立回路的發(fā)光二極管照明系統(tǒng)，包含輸入單元以接收直流電壓，及多數(shù)組電連接至該輸入單元的光源模塊控制電路。每一組該光源模塊控制電路包含光源模塊控制器；兩個(gè)濾波單元，電連接至該光源模塊控制器，且接收來自該輸入單元的直流電壓，以分別驅(qū)動(dòng)兩組發(fā)光二極管燈串。該光源模塊控制器可經(jīng)由該濾波單元而分別控制該發(fā)光二極管燈串電流，借此控制發(fā)光二極管燈串亮度。由于該發(fā)光二極管照明系統(tǒng)可借由獨(dú)立回路控制發(fā)光二極管燈串，因此可以避免單一發(fā)光二極管燈串故障造成的整體影響。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK201184511SQ200820005100
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者林青賢, 王建龍, 陳智威 申請(qǐng)人:中盟光電股份有限公司