[发明专利]一种全数字化LED照明光源驱动控制系统及技术方案

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明光源驱动控制技术领域，特别涉及一种大面积LED照明光源驱动控制技术。

背景技术

1、现有的LED照明光源驱动电路均有不足之处。 LED作为新一代固体光源，它的特点是必须工作在直流、低电压状态下，其工作时电流的稳定性及一致性直接决定了LED的使用寿命。同时LED又是点光源，照明面积小，要实现大面积照明，就需要将众多的LED组合在一起使用，而直流安全电压一般应在36V以下，这种情况下LED的组合，就只能采用串联、并联相结合的组合方式，根据电路中回路电流定律可知，串联电路中流过各器件的电流相等，并联电路中流过各器件的电流不相等，这就给LED工作时的电流控制带来了不小麻烦。低电压直流电源总体分为两种，一种是恒压源，另一种是恒流源。恒压源顾名思义，输出的电压不会随负载的变化而变化，是恒定不变的，其恒压的原理由欧姆定律可知，当负载变化时它以输出电流的变化来保持输出电压的恒定不变。如当负载变小时，它将以加大输出电流来保持电压的恒定。恒流源顾名思义，输出的电流不因负载变化而变化，是恒定不变的，其恒流的原理由欧姆定律可知，当负载变化时，它以输出电压的变化来保持输出电流的恒定不变。如当负载数量减少时其输出电流不会变小，它将以加大输出电压来保持电流的恒定（并联负载的情况下）。具体到LED照明光源电路中可分析出：如使用恒压源作为驱动电源，当LED因工作时间延长、温度升高，其内部电阻变小时（LED的物理特性决定的），其恒压源将加大输出电流以保持电压的恒定，这就会加大LED的光衰。经检测如果电流有5%的增加量，就会使LED的光衰增加10%，同时由于恒压源驱动的LED电路中需接入限流电阻，因此会产生大约25%的无用功，造成功率浪费。由此可见，恒压源是不适合直接作为LED驱动电源的。再分析恒流源：恒流源工作时总体电流是恒定的，这在很大程度上减少了LED的光衰，提高了使用寿命，同时由于LED的工作电流是恒定的，因此可取消电路中的限流电阻，这就降低了功耗，所以恒流源驱动电路比恒压源驱动电路更节能。但当需要照明面积较大的LED光源时，如前所说，LED的使用就只能采用串联、并联相结合的组合方式，由电路中回路电流定律可知，并联电路中各回路的电流是不相等的，因此，即使是使用恒流源作为驱动电源也只能做到总回路电流的恒定，而不能做到各分路LED电流的一致，一旦有某个分路因电流过大（LED的不一致性造成的）至使其回路中的个别LED开路，由前面对恒流源特性的分析可知，该分路的电流将叠加到其它分路中去，造成其它分路的电流均有增加，从而产生“雪崩”效应，导致整个系统的损坏。这一点恒压源驱动的LED光源反而不会出现，因为恒压源会根据负载的变化自适应地调整其输出电流。另外由于恒流源的功率不像恒压源的功率可以做的很大，这样在大面积的LED光源中，就需要很多的恒流源，这无疑会造成整个光源系统可靠性的下降。由此可见，恒压源不适合制作高品质的LED光源，而恒流源不适合制作大面积的LED光源。

2、本人于2012年7月申请的专利号为ZL 2012 2 0332463.4实用新型专利《一种全数字化LED照明系统》有两点不足之处。首先，因为所述多路独立恒流驱动器工作时不仅需要一个用来驱动所串接的LED发光模组的较高的电源电压，同时它自己还需要一个较低的工作电压。在原实用新型专利中是采用单片机控制板上的一个DC/DC转换模块，产生一个5V的低电压，通过专用传输线一级一级往后传，这就带来一个问题，当传输距离较长时（对大面积照明光源而言），就会出现由于路端损耗导致后面的所述多路独立恒流驱动器因工作电压不够而无法正常工作。其次，同上所述，每一级所述多路独立恒流驱动器所需的串行数字信号，也会因较长的传输距离出现衰减，当衰减到一定程度，后面的所述多路独立恒流驱动器就不能正常工作。

发明内容

为解决现有LED照明光源驱动电路中存在的问题以及原实用新型专利中存在的不足，本发明做了如下技术创新。