LED寿命机理模型的专家规则算法，以路灯区域管理计算机通过无线通 讯网络提供检测环境温度、气象条件（雨雪、风速）、区域环境亮度信息、LED阵列预测温度 为输入参数，LED阵列功率调节量为输出参数；由LED寿命机理模型确定LED长期安全工作 的温度上限，依据如下专家规则进行计算：
[0110] 其中各符号含义如下：环境温度：T;气象条件（雨雪、风速）：W
[0111] 区域环境亮度信息：LD;LED阵列预测温度I；ed;LED阵列功率调节量：PREe;环境温 度⑴；气象条件（W);区域环境亮度信息（LD) ;LED阵列预测温度IYed大高⑶、适中（M)、 低（L)，以及LED阵列功率调节量（PREe)的负大（NB)、负（N)、零⑵正（P)、正大（PL)根据 所设计产品实验结果确定。
[0112] 所述LED阵列温度预测模型是以1分钟为采样时间，采集LED阵列温度，采用时间 序列（ARMA)模型预测温度，考虑散热器、电源、环境因素具有一定时变性，采用最小二乘模 型参数在线估计算法在线辨识ARMA预测模型参数。
[0113] 综上所述，一种大功率LED路灯照明功率智能控制方法。采用本发明，能有效保护 LED路灯合理节能照明，避免在出现过热条件下工作影响灯珠寿命。
【主权项】
1. 一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于它包括LED电源控制器单元、LED电 源单元、LED路灯灯珠阵列单元、无线通讯模块和温度传感器；其中，所述LED电源控制器单 元与无线通讯模块呈双向连接，并通过无线通讯模块与路灯区域管理计算机之间呈双向连 接；所述LED电源控制器单元的输入端与温度传感器连接；其输出端连接LED电源单元的 输入端；所述LED路灯灯珠阵列单元的输入端连接LED电源单元的输出端。2. 根据权利要求1所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述无线通讯 模块是由无线网关、GPRS通讯模块和ZigBee通讯电路构成。3. 根据权利要求1所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述LED电 源控制器单元包括一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源系统，其特征在于它包括 LLC谐振变换器主电路单元、DSP控制电路单元及通讯电路单元；其中，由基于DSP的控制电 路控制LLC谐振变换器主电路输出幅值可调的电压，调节照明功率；所述LLC谐振变换器主 电路单元将电能由交流电变换为幅值可调的直流电信号；所述DSP控制电路单元通过通讯 电路单元接收路灯开关、环境亮度、气象条件信息，并根据收到的气象信息以及检测到的路 灯电源散热器表面温度进行亮度调节，将亮度信号发送给LED路灯。4. 根据权利要求3所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述LLC谐振 变换器主电路单元采用半桥式电路结构；所述半桥LLC谐振变换器是由开关电路、谐振电 路和输出电路构成；其连接为常规连接。5. 根据权利要求4所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述开关电路 由两只分别带体二极管VDl和和VD2及寄生电容Cl和C2的功率MOSFET开关管Sl和功率 MOSFET开关管S2构成；所述功率MOSFET开关管Sl和功率MOSFET开关管S2相互串联；其 输出端与谐振电路连接；所述谐振电路由谐振电容Cs、谐振电感Lr和励磁电感Lm组成；所 述谐振电容Cs同时也是隔直电容；所述励磁电感Lm的一端连接两个功率MOSFET开关管连 接的中点，一端连接谐振电容Cs ;所述谐振电容Cs的另一端与输出电路连接；所述励磁电 感Lm是变压器初次绕组的电感；所述谐振电容Cs参与谐振的同时，也起到隔直电容的作 用；所述输出电路由二极管〇 1、二极管02、滤波电容C。和负载电阻1组成；其中二极管Dl和 二极管D2构成整流电路，CO为滤波电容与负载电阻&并联。6. 根据权利要求3所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述DSP控制 电路单元是由DSP最小系统、散热器温度检测电路、RS232接口电路和隔离驱动电路组成； 所述DSP最小系统包括DSP芯片电路、电源模块电路、震荡电路、JTAG接口电路组成；所述 散热器温度检测电路采用TC77集成温度传感器芯片电路；所述电源模块电路式提供12V和 3. 3V的电源。7. 根据权利要求3所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述通讯电路 单元是GSM/GPRS通讯电路或ZigBee通讯电路；所述GSM/GPRS通讯电路是由天线和GSM/ GPRS通讯模块构成；所述天线采用鞭状天线，将接收到的LED路灯电源的控制信号发送给 GSM/GPRS通讯模块；所述GSM/GPRS通讯模块与DSP控制电路单元的RS232接口电路呈双向 连接；所述GSM/GPRS模块是法国Wavecom公司的带有AT指令功能的Q2406B芯片实现通讯 功能；所述ZigBee通讯电路是由天线和CC2530ZigBee协议芯片单元电路、RS232通讯电路 构成；所述天线采用鞭状天线，将接收到的LED路灯电源的控制信号发送给CC2530ZigBee 协议芯片单元电路；所述RS232通讯电路选用SP3232接口电路芯片。8. 根据权利要求6所述一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于所述DSP芯 片电路是由数字信号控制器Ul芯片TMS320F28027、U2接口芯片SP3232EEY的RS-232和 EEPROM双线串行U3芯片AT24C512N-10SI-2. 7构成；所述隔离驱动电路，是由隔离脉冲式 变压器、三极管、二极管、电阻、电容构成；所述三极管是由三极管NPNl和三极管NPN2组成， 分别由12V电源电压为其供电；所述隔离脉冲式变压器原边采用推挽式电路结构，副边是 两个对称的线圈；三极管NPNl与三极管NPN2成对称连接，轮流导通。9. 一种大功率LED路灯照明功率智能调节方法，其特征在于它是基于LED寿命机理模 型的专家规则算法的大功率LED路灯照明功率智能控制方法，包括LED阵列温度预测模单 元和LED寿命机理模型的专家规则单元，由以下步骤构成： ① 以路灯区域管理计算机通过无线通讯网络提供检测环境温度、气象条件、区域环境 亮度信息、LED阵列温度为专家规则算法模块输入，LED阵列功率调节量为输出； ② LED阵列温度预测模型采用基于ARMA的计算法及最小二乘模型参数在线估计算法； 根据定时采集的LED阵列温度预测下一时段LED阵列温度，将预测结果传递给LED寿命机 理模型的专家规则单元； ③ LED寿命机理模型的专家规则单元按照产品寿命，根据选用的LED光衰曲线，结合按 照阿伦尼斯加速寿命模型计算出LED安全工作温度，并以此为基准计算出LED的安全工作 温度范围，作为判定LED阵列预测温度处于哪个范围；当预测温度大于安全温度10度以上 时为高温，当预测温度低于安全温度10度以上时为低温，当预测温度位于安全温度上下10 度范围内时为适中温度； ④ LED寿命机理模型的专家规则单元在保证LED安全工作的前提下，若环境温度升高， 则下调照明功率，降低发热；若气象条件有利于散热，则为保证照明需求，可以适当提高照 明功率；在保证照明需求条件下，环境自然亮度高则可以减少照明功率，环境自然亮度低则 可以增加照明功率；由LED寿命机理模型确定LED长期安全工作的温度上限。10. 根据权利要求9所述一种大功率LED路灯照明功率智能调节方法，其特征在于所 述步骤①中的气象条件包括雨雪情况和风速信息；所述步骤②中LED阵列温度预测模型以 1分钟为米样时间。
【专利摘要】一种大功率LED路灯电源电路系统，其特征在于它包括LED电源控制器单元、LED电源单元、LED路灯灯珠阵列单元、无线通讯模块和温度传感器；其调节方法是基于LED寿命机理模型的专家规则算法的智能控制方法，包括LED阵列温度预测模单元和LED寿命机理模型的专家规则单元；其优越性在于：可以实现合理照明，节约电能，保证LED路灯安全工作，不因过热导致LED失效，较少寿命。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105163465
【申请号】CN201510657648
【发明人】岳有军, 石鹏, 赵连玉
【申请人】天津理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年10月12日