一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统的制作方法

本发明涉及led景观照明控制技术领域，是一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统。

背景技术：

内置多彩灯饰的冰雪景观已经成为了冬日里北方的一大特色。通过在冰雕里面放置色彩缤纷的灯带，在夜幕下映射出绚烂的视觉效果。面对大范围的冰雪景观需求时，采用的方法是将多条灯带串联，然后埋入冰层，最后由处理器统一控制，根据dmx512编码器的控制效果，实现led灯带的调控控制。但是，当led灯带受温度变化和压力作用时，led灯带与灯带连接处容易短路，造成led驱动解码电路输出大电流和大电压，控制电路在大电流和大电压下工作，会造成与短路灯带相连的控制电路板、其它灯带烧毁，造成巨大的财产损失，并且由于电路掩埋在冰层之下，难以对故障点进行快速定位，对维修也带来了巨大的困难。

技术实现要素：

本发明为了解决冰雪景观照明led灯带断路和过压时，容易烧坏控制解码电路的问题，本发明提供了一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统，本发明提供了以下技术方案：

一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统，所述系统包括单片机、5v电源、指示灯、5v-12vdc-dc隔离电路、逻辑电路1、光耦合隔离模块1、12v直流驱动电路、高压驱动电路、整流桥电路、220v交流电、灯带、锁存器、逻辑电路2和光耦隔离模块2；

所述单片机接收dmx512输入控制信号，5v电源连接单片机，所述单片机连接指示灯和逻辑电路1，所述逻辑电路1连接光耦合隔离模块1，所述光耦合隔离模块1连接12v直流驱动电路，所述12v直流驱动电路连接高压驱动电路，所述高压驱动电路连接灯带，所述220v交流电连接整流桥电路，所述整流桥电路连接高压驱动电路；

所述高压驱动电路连接光耦隔离模块2，所述光耦隔离模块2连接逻辑电路2，所述逻辑电路2连接锁存器，所述锁存器连接逻辑电路1和单片机。

优选地，所述12v直流驱动电路由一对互补三极管s8050和s8550构成，所述高压驱动电路采用nmos共漏极电流驱动放大电路。

优选地，所述单片机采用stc15w4k56s4芯片，所述芯片根据dmx512编码器输入的控制信号，对控制信号进行解码，输出相应的pwm信号控制led灯光频率和辉度信息实现对灯带的智能照明控制。

优选地，所述锁存器为d触发器，采用tc7w74芯片，或非门的两个输入分别接入i_wor和v_wor，当系统正常工作时，i_wor和v_wor全为低电平，输出为高电平；当任一信号为高电平时，触发或非门产生低电平，使得d触发器时针沿由高跳至低，/q输出低电平，切断灯带电源。

优选地，所述逻辑电路1和逻辑电路2采用与非门模块，所述逻辑电路2的或非门模块的两个输入分别与过流检测输出和过压检测输出相连，当电路正常工作时，过流检测和过压检测输出为低电平，或非门输出为高电平；当过流检测和过压检测任一检测到输入超出阈值时，即输出高电平，或非门即刻输出低电压，使与非门模块失效，断开单片机与灯带的电路连接，起到保护作用。

优选地，所述光耦隔离模块1和光耦隔离模块2采用el357光耦隔离芯片，当系统正常工作时，pwm电压值为12v，由于电阻的分压作用，mos管关断，vin+与vin-无法构成回路，输出v_wor低电平，通过或非门后输出高电平，使灯带电路正常工作；否则pwm电压值超过阈值使mos管导通，vin-接地，此时vin+与vin-压差使光耦隔离芯片工作，输出v_wor为高电平，通过或非门后输出低电平，断开灯带电源。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用带过流和过压保护led高压驱动控制解码电路，当检测驱动端产生大电流和高压时，利用电流电压保护电路将照明灯带与控制电路分隔开，当功率达到阈值时立刻切断对相对应的照明设备的供电，实现对led控制解码电路的保护作用；并且在控制电路端添加红、黄、绿发光二极管指示灯，如果有灯带故障，相应的指示灯会熄灭，这样便能够快速、方便的定位故障点，为维修、更换灯带提供了极大的便利。

附图说明

图1为过流过压保护的高压灯带分控器解码系统结构图；

图2为过流过压检测原理图；

图3为过流检测的结构原理图；

图4为过压检测的结构原理图；

图5为或非门模块的结构原理图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

根据图1至图5所示，本发明提供一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统，具体为：

一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统，所述系统包括单片机、5v电源、指示灯、5v-12vdc-dc隔离电路、逻辑电路1、光耦合隔离模块1、12v直流驱动电路、高压驱动电路、整流桥电路、220v交流电、灯带、锁存器、逻辑电路2和光耦隔离模块2；

所述单片机接收dmx512输入控制信号，5v电源连接单片机，所述单片机连接指示灯和逻辑电路1，所述逻辑电路1连接光耦合隔离模块1，所述光耦合隔离模块1连接12v直流驱动电路，所述12v直流驱动电路连接高压驱动电路，所述高压驱动电路连接灯带，所述220v交流电连接整流桥电路，所述整流桥电路连接高压驱动电路；

所述高压驱动电路连接光耦隔离模块2，所述光耦隔离模块2连接逻辑电路2，所述逻辑电路2连接锁存器，所述锁存器连接逻辑电路1和单片机。

所述12v直流驱动电路由一对互补三极管s8050和s8550构成，输出的pwm信号的驱动电压和电流，为了减小输出压降，推挽电路采共发射极结构，两个三极管的发射结正向串联在电源间，同时在pnp和npn管基极分别串联一个共基极结构的npn和pnp管，解决推挽结构两管同时导通问题。

所述高压驱动电路采用nmos共漏极电流驱动放大电路，输出的pwm的小电流信号放大，直接驱动220v工作电压的led灯带。

5v-12vdc-dc隔离电路主要采用mornsunf0512s-1wr2隔离电源模块，实现5v和12v控制电压进行隔离，防止12v直流驱动电路损坏单片机控制电路。

所述单片机采用stc15w4k56s4芯片，所述芯片根据dmx512编码器输入的控制信号，对控制信号进行解码，输出相应的pwm信号控制led灯光频率和辉度信息实现对灯带的智能照明控制。单片机根据dmx512编码器输入的控制信号，输出相应的pwm信号控制灯光频率和灰度信息实现对灯带的智能照明控制，以及根据锁存器锁存的led灯带的工作状态，控制发光二极管指示led灯带的工作状态。

所述锁存器为d触发器，采用tc7w74芯片，或非门的两个输入分别接入i_wor和v_wor，当系统正常工作时，i_wor和v_wor全为低电平，输出为高电平；当任一信号为高电平时，触发或非门产生低电平，使得d触发器时针沿由高跳至低，/q输出低电平，切断灯带电源，起到保护作用。

所述逻辑电路1和逻辑电路2采用与非门模块，所述逻辑电路2的或非门模块的两个输入分别与过流检测输出和过压检测输出相连，当电路正常工作时，过流检测和过压检测输出为低电平，或非门输出为高电平；当过流检测和过压检测任一检测到输入超出阈值时，即输出高电平，或非门即刻输出低电压，使与非门模块失效，断开单片机与灯带的电路连接，起到保护作用。

逻辑电路1为与非门模块，其两个输入分别与单片机控制电路1发送的pwm信号及锁存器的输出端相连，其输出端经过光耦隔离芯片与一级驱动电路相连；工作原理是当锁存器输出为高电平时，输出端有效，实现了处理器模块1对灯光辉度的控制；当锁存器输出为低电平无效信号时，输出信号为高电平，由于灯带是共阳极接法，此时灯带熄灭。

所述光耦隔离模块1和光耦隔离模块2采用el357光耦隔离芯片，过压检测时，当系统正常工作时，pwm电压值为12v，由于电阻的分压作用，mos管关断，vin+与vin-无法构成回路，输出v_wor低电平，通过或非门后输出高电平，使灯带电路正常工作；否则pwm电压值超过阈值使mos管导通，vin-接地，此时vin+与vin-压差使光耦隔离芯片工作，输出v_wor为高电平，通过或非门后输出低电平，断开灯带电源。过流检测时，芯片的引脚vin-直接与二级驱动电路输出的220vpwm信号相接，引脚vin+通过电阻与220vpwm信号相接，使能端接地，输出控制端通过4.7k电阻上拉输出；电路工作前先调节变阻器的阻值大小来设置阈值，电路正常工作时，流经电阻的电流很小，vin+与vin-的压差也很小，输出i_wor为低电平，通过或非门后输出高电平，使灯带电路正常工作；否则vin+与vin-压差超过阈值，输出i_wor为高电平，通过或非门后输出低电平，断开灯带电源，保护其它电路。

保护电路时刻监测高压驱动电路输出的电压和电流，当两者都处于正常范围时，逻辑电路2和锁存器控制逻辑电路1正常工作，为灯带供电；否则，两者超出阈值时，控制逻辑电路和锁存器使逻辑电路2关闭，并将错误发送给单片机，起到保护电路和实时预警的功能。

以上所述仅是一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统的优选实施方式，一种过流过压保护的高压灯带分控器解码系统的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。