一种分段式控制LED灯串控制系统的制作方法

本发明涉及led灯串控制技术领域，具体为一种分段式控制led灯串控制系统。

背景技术：

led以其“绿色光源”的称号以及多种技术优势，已经逐步取代了之前的ccfl、日光灯等光源。通常情况下，多颗led由一定的串并(多个led灯串联后，各个串联支路并联)结构组成电气连接关系，并且由一路升压电路进行驱动，同时工作在恒流模式。在背光源包含2串以上led灯串时，由于采用一路升压电路进行驱动，同时led个体特性之间的差异，每串led在恒流驱动时，其电压降是有差异的。led灯串之间电压降差异越大，后级元器件的电压差异也就越大，部分通道的元器件会承受很高的电压，如不及时对led灯串之间电压进行分段控制，则造成工作功率过大，发热量大，严重时可烧坏后级元器件。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种分段式控制led灯串控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。所述分段式控制led灯串控制系统具有对led灯串间压差进行补偿，从而达到分段式控制的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分段式控制led灯串控制系统，包括电压采样电路、电压补偿电路以及pid控制器，所述电压采样电路输入端连接于led灯串，输出端通过电压变送器连接于a/d转换模块，该a/d转换模块连接于所述pid控制器；比较器两个输入端中的一个连接于电压变送器与a/d转换模块之间，另一个通过移相器连接于所述pid控制器，所述比较器的输出端与电压补偿电路的输入端连接，所述电压补偿电路的输出端与led灯串连接。

优选的，所述电压采样电路包括电压互感器pt、运放u1a以及运放u2a；所述电压互感器pt的正输入端连接有限流电阻r1，其输出端通过反并联的二极管(d1，d2)连接到运放u1a的输入端，该运放u1a的反相输入端与输出端之间连接有电容c2，所述电容c2两端并联有滑变电阻(r2，r3)，所述滑变电阻r2串接有电容c1，滑变电阻r3串接有电阻r4；所述运放u2a的反相输入端通过电阻(r6，r5)连接到运放u1a的输出端，其同相输入端连接有电阻(r7，r8)，电阻r8短接到输出端；电阻(r6，r5)两端通过电容(c3，c5)接地，同时与运放u2a输出端之间短接有电容c4。

优选的，所述电压补偿电路包括运放u3a；所述运放u3a的输入端连接有电阻(r13，r14)，电阻r13连接到串接电阻(r9，r10)之间，电阻r14连接到串接电阻(r11，r12)之间，串接电阻(r9，r10)与串接电阻(r11，r12)并联后一端接地；电阻r13与运放u3a反相输入端之间通过电阻r16接地，电阻r14与运放u3a同相输入端之间通过电阻r17连接到运放u3a的输出端；所述运放u3a的输入引脚通过电阻r15输入，输出引脚通过电阻r18输出。

优选的，所述pid控制器采用aduc848芯片。

优选的，还包括与所述pid控制器连接的eeprom、rs-232串口以及蓝牙模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：led灯串间的电压先由电压采样电路检测，并通过电压变送器将此信号进行按线性比例输出后，经a/d转换模块，送入pid控制器中将其转换成数字量；此数字量经数字滤波、误差校正、标度变换、线性拟合等处理，将电压值与被控制(led灯串间压差)实际值比较，根据其偏差值的大小，提供给控制算法进行运算，最后经移相器输出，经比较器确定led灯串间压差，由电压补偿电路对led灯串间压差进行补偿，从而达到分段控制目的。

附图说明

图1为本发明原理框图；

图2为本发明电压采样电路示意图；

图3为本发明电压补偿电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明提供一种技术方案：

一种分段式控制led灯串控制系统，包括电压采样电路、电压补偿电路以及pid控制器，所述电压采样电路输入端连接于led灯串，输出端通过电压变送器连接于a/d转换模块，该a/d转换模块连接于所述pid控制器；比较器两个输入端中的一个连接于电压变送器与a/d转换模块之间，另一个通过移相器连接于所述pid控制器，所述比较器的输出端与电压补偿电路的输入端连接，所述电压补偿电路的输出端与led灯串连接。

所述pid控制器采用aduc848芯片，基于pid控制算法，处理较复杂数据和控制功能的智能控制器，使其既可作为独立的单片机控制系统，又可与外接微机配合构成两级控制系统，具有控制精度高，具有较高的灵活性和可靠性。

所述电压采样电路包括电压互感器pt、运放u1a以及运放u2a；所述电压互感器pt的正输入端连接有限流电阻r1，其输出端通过反并联的二极管(d1，d2)连接到运放u1a的输入端，该运放u1a的反相输入端与输出端之间连接有电容c2，所述电容c2两端并联有滑变电阻(r2，r3)，所述滑变电阻r2串接有电容c1，滑变电阻r3串接有电阻r4；所述运放u2a的反相输入端通过电阻(r6，r5)连接到运放u1a的输出端，其同相输入端连接有电阻(r7，r8)，电阻r8短接到输出端；电阻(r6，r5)两端通过电容(c3，c5)接地，同时与运放u2a输出端之间短接有电容c4。

以电阻r5为前一部分信号采集和后一部分信号调理，在信号采集部分中，电压互感器pt采用的是电流型电压互感器，确保实际的额定电流，r1是限流电阻，调整r1的值，使额定输入电流输入恒定，满足使用条件，副边电路是电流/电压转换电路，电阻r4、滑变电阻r3为反馈作用，调节其的阻值即可得到所需要的电压输出，电容c1及可滑变电阻r2用来补偿相移，电容(c2，c3)用来去藕合滤波，两个反接的二极管(d1，d2)起保护运放作用，运放(u1a,u2a)用op07可达到较高的精确度和较好的稳定性，在信号调理部分中，运放u2a、电容(c4，c5)电阻(r6，r8)构成了低通滤波器，使采集来的电压值达到与a/d转换相匹配的电压值，然后进行a/d转换。

所述电压补偿电路包括运放u3a；所述运放u3a的输入端连接有电阻(r13，r14)，电阻r13连接到串接电阻(r9，r10)之间，电阻r14连接到串接电阻(r11，r12)之间，串接电阻(r9，r10)与串接电阻(r11，r12)并联后一端接地；电阻r13与运放u3a反相输入端之间通过电阻r16接地，电阻r14与运放u3a同相输入端之间通过电阻r17连接到运放u3a的输出端；所述运放u3a的输入引脚通过电阻r15输入，输出引脚通过电阻r18输出。

运放u3a采用lm348，输入端(2,3)，对应连接并联两路电阻：一路电阻(r9，r10)串接；另一路电阻(r11，r12)串接；通过输出引脚11将电压输出。

还包括与所述pid控制器连接的eeprom、rs-232串口以及蓝牙模块。

eeprom用于信号存储，rs-232串口用来外接pc机，蓝牙模块方与便通讯设备连接，便于用于短距离无线通讯控制。

各个led灯串间的电压先由电压采样电路检测，并通过电压变送器将此信号进行按线性比例输出后，经a/d转换模块，送入pid控制器中将其转换成数字量；此数字量经数字滤波、误差校正、标度变换、线性拟合等处理，将电压值与被控制(led灯串间压差)实际值比较，根据其偏差值的大小，提供给控制算法进行运算，最后经移相器输出，经比较器确定led灯串间压差，由电压补偿电路对led灯串间压差进行补偿，不会造成工作功率过大，保护后级元器件，从而达到系统分段控制目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。