專利名稱：一種電力線載波通信led光源智能驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED發(fā)光二極管的驅(qū)動裝置，更具體地說，涉及一種能通過電力 線載波通信進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控和自動調(diào)控的智能LED光源驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
LED發(fā)光二極管自誕生之日起就在信號指示場合廣泛應(yīng)用，近幾年由于大功率 LED發(fā)光二極管技術(shù)的進(jìn)步，使LED發(fā)光二極管在燈光照明方面獲得推廣，LED光源與現(xiàn)有 的白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、鹵素?zé)艉透邏衡c燈相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)，包括使用壽命長(使用 壽命可達(dá)5萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上)；節(jié)能省電(相同照明效果比傳 統(tǒng)光源節(jié)能80%以上)；應(yīng)用簡單方便、堅固和環(huán)保(無輻射，廢棄物可回收，不含汞元素) 等。目前LED照明燈具已經(jīng)在公共照明、家庭照明和信息顯示市場上得到了快速的發(fā)展，從 長遠(yuǎn)角度來看，LED光源肯定將替代傳統(tǒng)光源而一統(tǒng)天下。 LED光源要替代現(xiàn)有的白熾燈或鹵素?zé)艄庠?，它必須有一個電子燈驅(qū)動裝置，這個 裝置是一種市電交流電源的轉(zhuǎn)換器，它必須完成把交流電壓源轉(zhuǎn)換成直流電流源的轉(zhuǎn)換工 作。 現(xiàn)在市面上已經(jīng)有各種類型的LED燈驅(qū)動器，但智能型的LED燈驅(qū)動器比較少見， 智能型的LED燈驅(qū)動器需要具備以下功能
1、穩(wěn)流控制； 與白熾燈或鹵素?zé)敉耆煌琇ED則需要一個電流源驅(qū)動器。采用市電輸入的LED
驅(qū)動器必須具備電流調(diào)節(jié)機(jī)制，通過自動控制環(huán)路使電流值穩(wěn)定在某一定值上。 2、自動保護(hù)； 由于LED燈的正向電流和反向電壓都不允許超過額定值，驅(qū)動器必須具備超流、 超壓自我保護(hù)機(jī)制，以防止沖擊燒毀和提前老化。
3、燈群管理； 因?yàn)閱我坏腖ED不能產(chǎn)生足夠的光通量，LED燈組都采用串聯(lián)和并聯(lián)多個LED到 驅(qū)動器，多路LED并行連接，電流將分配到各支路中，隨著溫度的升高，越來越多的電流將 流向具有更低正向電壓的支路上去，這些支路將變得更亮，而那些具有更高正向電壓的支 路將變得更暗，因此必須增加支路電流調(diào)節(jié)機(jī)制，以防止熱失控和電流或光的不相等。而串 行連接的LED鏈上一個LED燒斷或連接出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致斷路，整條鏈路上的所有LED都將 不發(fā)光。因此增加斷路檢測和恢復(fù)機(jī)制是必要的。
4、散熱管理 大功率LED照明產(chǎn)品往往工作在滿負(fù)荷輸出的70-90X的最佳工作區(qū)域，由于在 燈具狹小空間內(nèi)散熱不暢，隨著溫度的上升而使LED的光性能惡化，過熱會導(dǎo)致LED照明燈 具發(fā)生發(fā)光疲勞和早期失效。因此增加溫度檢測和過熱保護(hù)是必要的。
5、調(diào)光控制； 在很多應(yīng)用場合，對LED光源的調(diào)光是重要的功能需求之一，由于LED燈的調(diào)光性能優(yōu)越，在亮度減少時色度及發(fā)光效率變化很少，因此特別適合調(diào)光及圖文顯示方面的應(yīng) 用。為此，智能型的LED燈驅(qū)動器要具有調(diào)光功能。
6、點(diǎn)陣控制； 除了上述的對LED燈驅(qū)動器的智能化功能要求外，另一種新的市場需求正在形 成，由于LED燈能夠進(jìn)行任意組群，能組成各種大功率燈、裝飾燈、景觀燈、交通指示燈、廣 告牌和顯示屏，能進(jìn)行點(diǎn)陣控制、象素控制、亮度控制、顏色控制等，因此，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)對LED燈群進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及傳送圖文信息就成了新的市場需求。隨著LED燈具在城市 路燈、景觀燈、交通指示燈、廣告牌和顯示屏等方面的應(yīng)用的推廣，這種需求將日益迫切。
目前市場上尚未見到具有自動控制和遠(yuǎn)程信息傳輸功能的智能型驅(qū)動器，特別是 通過電力線載波通信進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的智能型的LED燈驅(qū)動器的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有自動控制和遠(yuǎn)程信息傳輸功能的電力線載波通 信LED光源智能驅(qū)動裝置。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其主 要包括一 電源轉(zhuǎn)換部件、一燈組控制驅(qū)動部件、一 mcu中心控制部件和一 電力線載波通信 部件組成。 該電源轉(zhuǎn)換部件通過電力線連接市交流電，其主要負(fù)責(zé)把市電交流電源轉(zhuǎn)換成直 流電源，給燈組驅(qū)動部件供電。 燈組控制驅(qū)動部件它主要由行控制器、溫度傳感器和列控制器組成。行控制器是 一組具有地址譯碼和鎖存功能的電子開關(guān)，行控制器通過第2串口連接mcu中心控制部件， 并接收來自mcu中心控制部件的地址和開關(guān)信息。列控制器通過第3串口與mcu中心控制 部件連接實(shí)現(xiàn)串口多機(jī)通信，并且列控制器通過串口 3從mcu中心控制部件下載地址和亮 度、顏色信息，并把支路電流信息回送到mcu中心控制部件。 mcu中心控制部件，它由一片多串口微處理器mcu加外圍電路組成。mcu中心控制 部件通過第1串口與電力線載波通信部件相連。mcu中心控制部件的第4串口與電源轉(zhuǎn)換 部件相連，以完成對電源轉(zhuǎn)換部件的設(shè)定和控制。另外mcu中心控制部件還有一個USB接 口部件，用以接收來自USB 口的控制文件，一個溫度傳感器接口，用以形成對燈具的散熱管理。 電力線載波通信部件，它由一個電力線載波通信模塊和一個電力線耦合模塊組
成。電力線載波通信模塊通過電力線耦合模塊和電力線相連。電力線載波通信部件其主要
負(fù)責(zé)與上端網(wǎng)絡(luò)的通信并通過第1串口與mcu中心控制部件相連。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明公開的電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動器，在結(jié)構(gòu) 上靈活多變、擴(kuò)展自如，可以驅(qū)動LED并、串燈群，點(diǎn)陣燈群，彩色燈群等；在功能上可以完 成開關(guān)控制、亮度控制，點(diǎn)陣控制，顏色控制、散熱管理、異常保護(hù)等；在信息管理上可以完 成對城市路燈、智能交通、家居燈飾、圖文廣告等方面的網(wǎng)絡(luò)化集中調(diào)控。


圖1為本電力線載波通信LED光源智能 動裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為電源轉(zhuǎn)換部件的結(jié)構(gòu)圖。 圖3為燈組控制驅(qū)動部件的行控制器結(jié)構(gòu)圖。 圖4為燈組控制驅(qū)動部件的列控制器結(jié)構(gòu)圖。 圖5為mcu中心控制部件結(jié)構(gòu)圖。 圖6為電力線載波通信部件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合圖1至圖6對本發(fā)明作進(jìn)一步描述 請參閱圖l，一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其主要包括一電源轉(zhuǎn)換 部件、一燈組控制驅(qū)動部件、一 mcu中心控制部件和一電力線載波通信部件組成。
該電源轉(zhuǎn)換部件通過電力線連接市交流電，其主要負(fù)責(zé)把市電交流電源轉(zhuǎn)換成直 流電源，給燈組驅(qū)動部件供電。 請參閱圖2，該電源轉(zhuǎn)換部件它是由一典型的開關(guān)電源電路、一可編程穩(wěn)壓輸出模 塊、一電源控制器組成的。電源控制器可以通過第4串口連接mcu中心控制部件，通過mcu 中心控制部件給可編程穩(wěn)壓輸出模塊設(shè)定參數(shù)去控制開關(guān)電源電路和多階梯取樣穩(wěn)壓環(huán) 路，使直流輸出電壓在10伏至48伏范圍內(nèi)調(diào)整，并能提供最大1安培的電流，從而適應(yīng)不 同LED燈組驅(qū)動之需要。 該燈組控制驅(qū)動部件它主要由行控制器、溫度傳感器和列控制器組成。
請參閱圖3，行控制器是一組具有地址譯碼和鎖存功能的電子開關(guān)，行控制器通過 第2串口連接mcu中心控制部件，并接收來自mcu中心控制部件的地址和開關(guān)信息。行控 制器它是一種由mcu控制的可控硅電子開關(guān)，行控制器單元有兩種工作方式，一種是低速 靜態(tài)方式，在這種方式下，所有行控制器單元的串口 DATA和CLK引腳都與中心控制部件第 2串口相連，根據(jù)多機(jī)通信協(xié)議決定自身的開關(guān)狀態(tài)；另一種是高速場掃描方式，在高速方 式下，所有行控制器單元的CLK引腳都與上一級單元的H_CLK引腳進(jìn)行級聯(lián)，場掃描脈沖沿 著級聯(lián)單元傳遞，其開關(guān)狀態(tài)由DATA引腳電平?jīng)Q定。 列控制器通過第3串口與mcu中心控制部件連接實(shí)現(xiàn)串口多機(jī)通信，并且列控制 器通過串口 3從mcu中心控制部件下載地址和亮度、顏色信息，并把支路電流信息回送到 mcu中心控制部件。 請參閱圖4，列控制器它是一種用專用芯片構(gòu)成的可編程P麗調(diào)光LED驅(qū)動電路，
列控制器單元也有兩種工作方式， 一種是低速靜態(tài)方式，在這種方式下，所有行控制器單元
的串口 DAT」n和CLK」n引腳都與中心控制部件第3串口相連，根據(jù)多機(jī)通信協(xié)議來鎖存
自身的工作狀態(tài)；另一種是高速行掃描方式，在高速方式下，所有列控制器單元的DAT」n
和CLK」n引腳都與上一級單元的DAT_out和CLK_out引腳進(jìn)行級聯(lián)，行掃描信號沿著級聯(lián)
單元傳遞，各列控制器單元根據(jù)廠家提供的比特數(shù)流協(xié)議來提取自身的工作信息。 由于燈組控制驅(qū)動部件的高速方式適用于顯示動態(tài)圖文信息，但會造成閃爍及亮
度降低，需要采取補(bǔ)償措施，所以在一般性應(yīng)用中可采用低速靜態(tài)方式。 請參閱圖5， mcu中心控制部件，它由一片多串口微處理器mcu加外圍電路組成。
mcu中心控制部件通過第1串口與電力線載波通信部件相連。mcu中心控制部件的第4串
口與電源轉(zhuǎn)換部件相連，以完成對電源轉(zhuǎn)換部件的設(shè)定和控制。另外mcu中心控制部件還有一個USB接口部件，用以接收來自USB 口的控制文件， 一個溫度傳感器接口 ，用以形成對 燈具的散熱管理。 由于一般mcu中心控制部件只有1至2個串口，因此要用專門的串口擴(kuò)展芯片對 傳統(tǒng)mcu中心控制部件進(jìn)行串口擴(kuò)展，其工作過程為，mcu的第1串口接收來自電力線載波 通信部件傳來的上位機(jī)光源控制文件，并存儲到非易失性的鐵電存儲器中，然后通過編碼 程序生成行、列比特流文件，通過第2、第3串口送到行控制器和列控制器，以實(shí)現(xiàn)LED光源 的控制。溫度傳感器傳送來自燈具的溫度信息，當(dāng)發(fā)生過熱時會起動自動保護(hù)程序，減低電 流或關(guān)閉LED光源。請參閱圖6，電力線載波通信部件，它由一個電力線載波通信模塊和一個電力線耦 合模塊組成。電力線載波通信模塊通過電力線耦合模塊和電力線相連。電力線載波通信部 件其主要負(fù)責(zé)與上端網(wǎng)絡(luò)的通信并通過第1串口與mcu中心控制部件相連。
通過本發(fā)明的LED智能驅(qū)動器能實(shí)現(xiàn)一系列控制功能，包括
開關(guān)功能通過行控制器單元可以實(shí)現(xiàn)對LED的開關(guān)功能；
調(diào)光功能通過列控制器單元可以實(shí)現(xiàn)對LED的調(diào)光功能； 彩色顯示功能通過列控制器單元的R、 G、 B通道可以實(shí)現(xiàn)對LED的彩色顯示功 能； 圖文顯示功能通過行控制器單元和列控制器單元組合可以實(shí)現(xiàn)對LED點(diǎn)陣的圖 文顯示功能； 自動調(diào)節(jié)保護(hù)功能通過mcu中心控制部件可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)流和過熱保護(hù)；
網(wǎng)絡(luò)通信功能通過電力線載波通信部件組成以太網(wǎng)，形成信息化集中管理功能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本 發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在 不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同 變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上 實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其特征在于其主要包括一電源轉(zhuǎn)換部件、一燈組控制驅(qū)動部件、一mcu中心控制部件和一電力線載波通信部件組成；該電源轉(zhuǎn)換部件通過電力線連接市交流電，其主要負(fù)責(zé)把市電交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，給燈組驅(qū)動部件供電；燈組控制驅(qū)動部件它主要由行控制器、溫度傳感器和列控制器組成，行控制器通過第2串口連接mcu中心控制部件，并接收來自mcu中心控制部件的地址和開關(guān)信息，列控制器通過第3串口與mcu中心控制部件連接實(shí)現(xiàn)串口多機(jī)通信，并且列控制器通過串口3從mcu中心控制部件下載地址和亮度、顏色信息，并把支路電流信息回送到mcu中心控制部件；mcu中心控制部件通過第1串口與電力線載波通信部件相連，mcu中心控制部件的第4串口與電源轉(zhuǎn)換部件相連，以完成對電源轉(zhuǎn)換部件的設(shè)定和控制；電力線載波通信部件，它由一個電力線載波通信模塊和一個電力線耦合模塊組成，電力線載波通信模塊通過電力線耦合模塊和電力線相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其特征在于 行控制器是一組具有地址譯碼和鎖存功能的電子開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其特征在于 mcu中心控制部件，它由 一片多串口微處理器mcu加外圍電路組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其特征在于 mcu中心控制部件還設(shè)有一個USB接口部件，用以接收來自USB 口的控制文件，一個溫度傳 感器接口 ，用以形成對燈具的散熱管理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其特征在于 電力線載波通信部件其主要負(fù)責(zé)與上端網(wǎng)絡(luò)的通信并通過第1串口與mcu中心控制部件相 連。
全文摘要
一種電力線載波通信LED光源智能驅(qū)動裝置，其主要包括一電源轉(zhuǎn)換部件、一燈組控制驅(qū)動部件、一mcu中心控制部件和一電力線載波通信部件組成。該電源轉(zhuǎn)換部件通過電力線連接市交流電，燈組控制驅(qū)動部件它主要由行控制器、溫度傳感器和列控制器組成。行控制器通過第2串口連接mcu中心控制部件，并接收來自mcu中心控制部件的地址和開關(guān)信息。列控制器通過第3串口與mcu中心控制部件連接實(shí)現(xiàn)串口多機(jī)通信。mcu中心控制部件通過第1串口與電力線載波通信部件相連。mcu中心控制部件的第4串口與電源轉(zhuǎn)換部件相連。電力線載波通信模塊通過電力線耦合模塊和電力線相連。
文檔編號G08C19/00GK101730341SQ200910190379
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者方致藍(lán) 申請人:深圳市藍(lán)可迪科技有限公司