专利名称：可延长灯具寿命的控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED类长寿命灯具。
背景技术：
至今，作为照明的灯具，已经出现了白炽灯，荧光灯，钠灯，高压钠灯，卤素灯，无极灯，以及近年快速发展的LED及OLED等光源器件。传统的白炽灯，荧光灯，钠灯，卤素灯的光源寿命均在20000小时内，其相应的半导体功率驱动器寿命可以满足光源器件寿命要求。 而高压钠灯，无极灯的寿命可以达到3万 5万小时，它们使用的驱动器寿命接近光源器件的寿命。新近发展的LED、OLED照明高新技术，使光源器件的寿命达到10万小时之久。但是即使LED的寿命达到10万小时了，却没有号称10万小时的高可靠性灯具出现。目前市面上的LED灯具只能提供3年 5年的品质保护，为什么呢？因为与之匹配的LED驱动电路寿命达不到要求。目前市场上成熟的高品质LED驱动电路，大多提供3年质保，少数做到 5年质保；也就是说这些驱动电路的寿命大约在3万 5万小时之间。驱动电路的寿命决定了 LED灯具的寿命。这样一来，对于一个高可靠性长寿命的LED灯具，其光源器件寿命是 10万小时，而其配备的驱动器却只有5万小时的寿命，显然是大大降低了 LED的使用率，同样也无法满足10万小时寿命高可靠性灯具要求。而用户或制造厂若提前对这些灯具进行报废处理，就必然导致LED和灯具外壳等耐用资源的高度浪费。若用户或制造厂对这些灯具进行维修，也需要花费大量的人力和物力成本，尤其是对安装在户外高处及某些特定场所的灯具，其安装和拆卸的工作非常麻烦，更要花费高昂的维修费用，甚至于维修成本会超过灯具整体的成本。这些维护费用都造成灯具的节能环保效果大大降低。
发明内容
本发明旨在提供一种可延长灯具寿命的控制器，使得工作的驱动电路发生故障后，自动由备用驱动电路完成光源器件的照明供电，以避免因驱动电路的寿命远短于光源器件而导致整个灯具提前报废。本发明的技术方案是可延长灯具寿命的控制器，该灯具有光源器件及两个相同的驱动电路，其中一个是工作驱动电路、另一个是备用驱动电路，两个驱动电路的输出端口并联且连接光源器件；该控制器包含交直流变换电路、单片机、控制切换电路和驱动状态检测电路，该交直流变换电路将市电变换为低压直流电向该单片机和该控制切换电路供电， 该驱动状态检测电路提取该工作驱动电路的工作状态信息并提交给该单片机，该单片机根据该工作驱动电路的工作状态信息控制该控制切换电路择一地将该工作驱动电路的输入端口或该备用驱动电路的输入端口与市电连接。本发明的一种具体实施方案是所述的驱动状态检测电路具有交流输入端口、交流输出端口和检测信号输出端口，所述的控制切换电路具有交流输入端口、第一交流输出端口、第二交流输出端口和控制信号输入端口 ；所述驱动状态检测电路的交流输入端口与市电成电连接，所述驱动状态检测电路的交流输出端与所述控制切换电路的交流输入端口成电连接；所述驱动状态检测电路的检测信号输出端口与所述单片机的检测信号输入端口连接；所述控制切换电路的第一交流输出端口与所述工作驱动电路的输入端口成电连接、 第二交流输出端口与所述备用驱动电路的输入端口成电连接。用一路驱动状态检测电路检测当前处于工作状态的驱动电路的工作状态，结构简单，具有较好的技术经济性。本发明的另一种具体实施方案是所述的驱动状态检测电路有相同的两路，每一路具有独立的交流输入端口、交流输出端口和检测信号输出端口，所述的控制切换电路具有交流输入端口、第一交流输出端口、第二交流输出端口和控制信号输入端口 ；所述控制切换电路的交流输入端口与市电成电连接，所述控制切换电路的第一交流输出端口与第一路驱动状态检测电路的交流输入端口成电连接，所述控制切换电路的第二交流输出端口与第二路驱动状态检测电路的交流输入端口成电连接；所述控制切换电路控制信号输入端口与所述单片机的控制信号输出端口成电连接；第一路驱动状态检测电路的交流输出端口与所述工作驱动电路的输入端口成电连接，第二路驱动状态检测电路的交流输出端口与所述备用驱动电路的输入端口成电连接；第一路、第二路驱动状态检测电路的检测信号输出端口分别连接所述单片机的两个检测信号输入端口中对应的检测信号输入端口。用两路驱动状态检测电路分别在不同的情况下检测当前处于工作状态的驱动电路的工作状态，可以对调两个驱动电路的身份，应用更加灵活。本发明的一种实施例中所述的控制切换电路由电磁继电器和控制信号放大器组成；所述控制切换电路的交流输入端口的零线端与第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端成电连接；所述交直流变换电路向该控制信号放大器供电；该电磁继电器的二选一开关的输入端子为所述控制切换电路的交流输入端口的火线端，该电磁继电器的二选一开关的两个输出端子分别为所述控制切换电路第一交流输出端口的火线端及第二交流输出端口的火线端；该控制信号放大器将所述单片机的控制信号放大并激励该继电器的线圈，使该继电器的二选一开关择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。这种控制切换电路的结构，通过电磁继电器将交流强电与直流弱电控制信号分离，可靠性高， 寿命长。本发明的另一种实施例中所述的控制切换电路由固体继电器和控制信号放大器组成；所述控制切换电路的交流输入端口的零线端与第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端成电连接；所述交直流变换电路向该固体继电器和控制信号放大器供电；该固体继电器的二选一开关的输入端子为所述控制切换电路的交流输入端口的火线端，该固体继电器的二选一开关的两个输出端子分别为所述控制切换电路第一交流输出端口的火线端及第二交流输出端口的火线端；该控制信号放大器将所述单片机的控制信号放大并激励该固体继电器，使该固体继电器的二选一开关择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。这种控制切换电路的结构，通过固体继电器将交流强电与直流弱电控制分离，结构简单，易于装配，成本低。本发明的一种实施例中所述的驱动状态检测电路由电流互感器和电流/电压变换电路组成；该电流互感器的一次侧的两端分别为所述驱动状态检测电路的交流输入端及交流输出端；该电流互感器的二次侧与该电流/电压变换电路的输入端口成电连接；该电流/电压变换电路的输出端口为所述驱动状态检测电路的检测信号输出端口。这种驱动状态检测电路的结构，通过电流互感器将交流强电与弱电检测分离，可靠性高，寿命长；并经电流/电压变换电路提取模拟量的驱动状态信号，适当改变单片机内控制程序中判断驱动电路驱动状态的条件参数，就可以适应不同的驱动电路的工作电流范围，因此适用范围广， 使用灵活。本发明的又一种实施例中所述的驱动状态检测电路由检测电阻、光电耦合器和电流/电压变换电路组成；该检测电阻的两端分别为所述驱动状态检测电路的交流输入端及交流输出端；该检测电阻与该光电耦合器的发光二极管并联，该光电耦合器的光电接收管与该电流/电压变换电路的输入端口成电连接；该电流/电压变换电路的输出端口为所述驱动状态检测电路的检测信号输出端口。这种驱动状态检测电路的结构，通过光电耦合器将交流强电与弱电检测分离，可靠性高，寿命长；并经电流/电压变换电路提取开关量的驱动状态信号，抗干扰能力强；适当改变检测电阻的阻值，就可以适应不同的驱动电路的工作电流范围，适合工厂的批量生产。本发明可延长灯具寿命的控制器通过单片机及其配置的控制切换电路、驱动状态检测电路同时对2个相同的驱动电路进行故障判断及处理，当一个正常的驱动电路在工作状态，向光源器件提供照明的供电，另一个正常的驱动电路处于备用停止工作状态。一旦其中在工作的驱动电路发生故障，单片机立即通过控制切换电路从光源器件供电系统中将有故障的驱动电路切换到备用驱动电路，由备用驱动电路完成光源器件的照明供电。按照配备2个平均寿命为5万小时的驱动电路推算，可以使整个灯具的寿命基本达到LED等光源器件的10万小时寿命的水平。采用本发明的灯具使用寿命大大延长，符合绿色节能环保要求，并且使用过程中完全免维护，整体技术经济性大大提高。具体说来，本发明的优点在于1，不同的照明灯具，使用的照明功率不一样。本发明可延长灯具寿命的控制器可以对较大功率范围的驱动电路进行故障判别和控制，具有极高的灵活性。2，不同的照明灯具，使用的照明光源不一样，使用的驱动电路种类也不一样。如 LED和0LED，无极灯等，光源不同，驱动电路的原理也不同。本发明可延长灯具寿命的控制器不用考虑光源种类规格，只对驱动电路的工作状态进行判断及控制，具有最广泛的使用性。3，不同的照明灯具，如LED灯具，不同的厂家采用不同的LED规格和组合正列，对应驱动电路的输出参数各不相同，输出电压、输出电流各不一样。本发明可延长灯具寿命的控制器完全包含所有输出电压、输出电流的驱动电路。具有最大的方便性。4，照明灯具都要满足各项认证要求，驱动电路尤其是灯具认证中最重要的部件。 本发明可延长灯具寿命的控制器允许用户选择不同品牌的、通过认证的驱动电路，使用户可以按照最低的成本、最短的开发周期开发出高可靠性，长寿命免维护的灯具，满足不同的市场需求。5，采用本发明可延长灯具寿命的控制器的灯具，在整个灯具的有效寿命使用过程中完全免维护，一次性投入，终生免维护。相对其他灯具的短寿命、使用过程中投入高额维护成本，本发明的控制器可以使灯具达到前所未有的绿色节能环保要求，在当今重视节能环保的社会，无疑具有最大的技术经济性和优越性。
图1为采用本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案的长寿命灯具的电路方框结构示意图。图2为本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案一个实施例的电路结构示意图。图3为本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案第二个实施例的电路结构示意图。图4为采用本发明可延长灯具寿命的控制器第二实施方案的长寿命灯具的电路方框结构示意图。图5为本发明可延长灯具寿命的控制器第二实施方案一个实施例的电路结构示意图。图6为本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案另一个实施例的电路结构示意图。
具体实施例方式采用本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案的长寿命灯具的电路方框结构，如图1所示，该灯具有光源器件-LED灯组1及两个相同的驱动电路2、3，和一个控制器 4 ；两个驱动电路2、3中一个是工作驱动电路2、另一个是备用驱动电路3，两个驱动电路2、 3的输出端口并联且连接LED灯组1。控制器4由市电接头41、交直流变换电路(AC/DC电源)42、单片机43、控制切换电路44和两路相同的驱动状态检测电路45、46组成。交直流变换电路42将市电接头41提供的市电变换为低压直流电向单片机43和控制切换电路44供电。控制切换电路44的交流输入端口与市电接头41成电连接，控制切换电路44的第一交流输出端口与第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口成电连接，控制切换电路44的第二交流输出端口与第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口成电连接；控制切换电路44控制信号输入端口与单片机43的控制信号输出端口成电连接。第一路驱动状态检测电路45的交流输出端口与工作驱动电路2的输入端口成电连接。第二路驱动状态检测电路46的交流输出端口与备用驱动电路3的输入端口成电连接。平时，控制切换电路44的输入端口与第一交流输出端口成电连接，而不与第二交流输出端口连接；使工作驱动电路2经第一路驱动状态检测电路45处于通电状态，备用驱动电路3处于断电的后备状态。第一路、第二路驱动状态检测电路45、46的检测信号输出端口分别连接单片机的两个检测信号输入端口中对应的检测信号输入端口。驱动电路的正常工作时，提供给驱动电路的市电电流处于额定工作电流范围。驱动电路的故障情况一般由于部分半导体元件失效或生产焊接的虚焊所致，导致驱动电路功能性失效，造成无功率传送到负载端；甚至驱动电路内部元件发生短路，击穿等损坏，最终导致保险丝熔断；抑或是供电电网出现大的波动如雷击浪涌等导致内部的部分元件失效及保险丝熔断。这些所有故障都会导致该驱动电路的供电线路中无电流流过或流过的电流非常小(类似驱动电路空载情况)。第一路驱动状态检测电路45提取工作驱动电路2的工作状态信息并提交给单片机43，当工作驱动电路2的工作状态信息为正常工作时，单片机43控制控制切换电路44将工作驱动电路2的输入端口与市电连接；反之，当工作驱动电路2的工作状态信息为故障时，单片机43控制控制切换电路44将备用驱动电路3的输入端口与市电连接。由于使用了两路相同的驱动状态检测电路45、46，所以在单片机43的控制程序中可以将备用驱动电路3作为工作驱动电路，改而从第二路驱动状态检测电路46提取备用驱动电路3的工作状态信息，当备用驱动电路3的工作状态信息为正常工作时，单片机43控制控制切换电路44保持备用驱动电路3的输入端口与市电连接；反之，当备用驱动电路3 的工作状态信息为故障时，单片机43控制控制切换电路44将工作驱动电路2的输入端口与市电连接。一、实施例一本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案的一个实施例的电路方框结构，如图2中虚线内的内容所示，控制器4由市电接头41、交直流变换电路42、单片机43、控制切换电路44和两路相同的驱动状态检测电路45、46组成。 采用工频变压器T、全桥整流器W和滤波电容C组成常规的交直流变换电路42，将市电接头41提供的市电变换为低压直流电向单片机43和控制切换电路44供电。使用工频变压器T给控制器系统供电具有最高的可靠性。任何用半导体元件构成的供电电源电路包括开关电源，阻容降压电源等原理，由于半导体元件的数量多，在可靠性方面都要降低。控制切换电路44由电磁继电器RL和控制信号放大器441组成；交直流变换电路 42向控制信号放大器441供电、控制切换电路44的交流输入端口的零线端、第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端、第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口的零线端、第一路驱动状态检测电路45的交流输出端口的零线端、第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口的零线端、第二路驱动状态检测电路46的交流输出端口的零线端与市电接头41的零线成电连接；电磁继电器RL的二选一开关K的输入端子为控制切换电路 44的交流输入端口的火线端与市电接头41的火线成电连接。电磁继电器RL的二选一开关K的第一个输出端子为控制切换电路44第一交流输出端口的火线端与第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口的火线端成电连接；电磁继电器RL的二选一开关K的第二个输出端子为控制切换电路44第二交流输出端口的火线端与第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口的火线端成电连接。控制切换电路44控制信号输入端口与单片机43的控制信号输出端口成电连接。控制信号放大器441将单片机43的控制信号放大并激励继电器 RL的线圈，使继电器RL的二选一开关K择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。第一路驱动状态检测电路45由电流互感器CTl和电流/电压变换电路451组成； 电流互感器CTl的一次侧的两端分别为第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口的火线端及交流输出端口的火线端；电流互感器CTl的一次侧串接于继电器RL的二选一开关K 的第一个输出端子与工作驱动电路2交流电源输入端口的火线端之间。电流互感器CTl的二次侧与电流/电压变换电路451的输入端口成电连接；电流/电压变换电路451的输出端口为第一路驱动状态检测电路45的检测信号输出端口连接单片机43的第一个检测信号输入端口。电流/电压变换电路451可以采用两只串联在一起的电阻组成的分压电路，该分压电路的两个端点为电流/电压变换电路451的输入端口，该分压电路的中点和任一个端点为电流/电压变换电路451的输出端口。第二路驱动状态检测电路46由电流互感器CT2和电流/电压变换电路461组成；电流互感器CT2的一次侧的两端分别为第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口的火线端及交流输出端口的火线端；电流互感器CT2的一次侧串接于继电器RL的二选一开关K 的第二个输出端子与备用驱动电路3交流电源输入端口的火线端之间。电流互感器CT2的二次侧与电流/电压变换电路461的输入端口成电连接；电流/电压变换电路461的输出端口为第二路驱动状态检测电路46的检测信号输出端口连接单片机43的第二个检测信号输入端口。电流/电压变换电路461可以采用两只串联在一起的电阻组成的分压电路，该分压电路的两个端点为电流/电压变换电路461的输入端口，该分压电路的中点和任一个端点为电流/电压变换电路461的输出端口。平时，继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子成电连接。使工作驱动电路2处于通电状态，备用驱动电路3处于断电的后备状态。第一路驱动状态检测电路45的电流互感器CTl提取工作驱动电路2的工作状态信息并经电流/电压变换电路451 提交给单片机43，当工作驱动电路2的工作状态信息为正常工作时，电流互感器CTl的一次侧有电流流过。工作驱动电路2的交流市电工作电流即为流经电流互感器CTl 一次侧的电流，电流互感器CTl的二次侧感应的电流由电流/电压变换电路451转换成有效的输出电压，提供给单片机43的第一个检测信号输入端口，电流互感器CTl为线性度极高的互感器， 因此电流/电压变换电路451转换的电压信号线性正比于工作驱动电路2的交流市电工作电流。由此单片机43准确获取到当前的工作驱动电路2工作电流情况。如果工作驱动电路2正常工作，则单片机43判断该工作驱动电路2处于正常状态，并保持继电器RL当前工作状态，单片机43控制控制切换电路44保持继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子成电连接，工作驱动电路2的输入端口与市电连接。使工作驱动电路2处于持续工作状态。反之，当工作驱动电路2的工作状态信息为故障时，电流互感器CTl的一次侧没有电流流过。电流互感器CTl的二次侧没有感应的电流；电流/电压变换电路451的输出电压为零，单片机43从它的第一个检测信号输入端口得到工作驱动电路2的工作状态为故障的信息，单片机43控制控制切换电路44使继电器RL的二选一开关K的输入端子转而与第二个输出端子成电连接，使工作驱动电路2从系统中的工作状态位置退出；将备用驱动电路3的输入端口与市电连接，使备用驱动电路3投入到工作状态。二、实施例二本发明可延长灯具寿命的控制器第一实施方案的第二个实施例的电路方框结构， 如图3中虚线内的内容所示，控制器4由市电接头41、交直流变换电路42、单片机43、控制切换电路44和两路相同的驱动状态检测电路45、46组成。采用工频变压器T、全桥整流器W和滤波电容C组成常规的交直流变换电路42，将市电接头41提供的市电变换为低压直流电向单片机43、控制切换电路44和两路驱动状态检测电路45、46供电。控制切换电路44由电磁继电器RL和控制信号放大器441组成；交直流变换电路 42向控制信号放大器441供电、控制切换电路44的交流输入端口的零线端、第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端、第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口的零线端、第一路驱动状态检测电路45的交流输出端口的零线端、第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口的零线端、第二路驱动状态检测电路46的交流输出端口的零线端与市电接头41的零线成电连接；电磁继电器RL的二选一开关K的输入端子为控制切换电路 44的交流输入端口的火线端与市电接头41的火线成电连接。电磁继电器RL的二选一开关K的第一个输出端子为控制切换电路44第一交流输出端口的火线端与第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口的火线端成电连接；电磁继电器RL的二选一开关K的第二个输出端子为控制切换电路44第二交流输出端口的火线端与第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口的火线端成电连接。控制切换电路44控制信号输入端口与单片机43的控制信号输出端口成电连接。控制信号放大器441将单片机43的控制信号放大并激励继电器 RL的线圈，使继电器RL的二选一开关K择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。第一路驱动状态检测电路45由检测电阻R1、光电耦合器OPTl和电流/电压变换电路4501组成。检测电阻Rl的两端分别为第一路驱动状态检测电路45的交流输入端口的火线端及交流输出端口的火线端，检测电阻Rl串接于继电器RL的二选一开关K的第一个输出端子与工作驱动电路2交流电源输入端口的火线端之间。检测电阻Rl与光电耦合器 OPTl的发光二极管并联，光电耦合器OPTl的光电接收管与电流/电压变换电路4501的输入端口成电连接。电流/电压变换电路4501的输出端口为第一路驱动状态检测电路45的检测信号输出端口连接单片机43的第一个检测信号输入端口。电流/电压变换电路4501 可以采用两只串联在一起的电阻组成的分压电路，该分压电路的两个端点为电流/电压变换电路4501的输入端口，该分压电路的中点和任一个端点为电流/电压变换电路4501的输出端口。第二路驱动状态检测电路46由检测电阻R2、光电耦合器0PT2和电流/电压变换电路4601组成。检测电阻R2的两端分别为第二路驱动状态检测电路46的交流输入端口的火线端及交流输出端口的火线端，检测电阻R2串接于继电器RL的二选一开关K的第一个输出端子与工作驱动电路2交流电源输入端口的火线端之间。检测电阻R2与光电耦合器 0PT2的发光二极管并联，光电耦合器0PT2的光电接收管与电流/电压变换电路4601的输入端口成电连接。电流/电压变换电路4601的输出端口为第二路驱动状态检测电路46的检测信号输出端口连接单片机43的第二个检测信号输入端口。电流/电压变换电路4601 可以采用两只串联在一起的电阻组成的分压电路，该分压电路的两个端点为电流/电压变换电路4601的输入端口，该分压电路的中点和任一个端点为电流/电压变换电路4601的输出端口。平时，继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子成电连接。使工作驱动电路2处于通电状态，备用驱动电路3处于断电的后备状态。第一路驱动状态检测电路45的电阻Rl提取工作驱动电路2的工作状态信息并经光电耦合器OPTl和电流/电压变换电路451提交给单片机43，当工作驱动电路2的工作状态信息为正常工作时，有电流流过检测电阻R1。工作驱动电路2的交流市电工作电流即为流经检测电阻Rl的电流，检测电阻Rl上的电压降与光电耦合器OPTl的发光二极管工作电压相符合，光电耦合器OPTl的发光二极管发光，光电耦合器OPTl的光电接收管感应该光信号，有相应的电流流过，该电流由电流/电压变换电路451转换成有效的输出电压，提供给单片机43的第一个检测信号输入端口。由此单片机43准确获取到当前的工作驱动电路2工作电流情况。如果工作驱动电路2正常工作，则单片机43判断该工作驱动电路2处于正常状态，并保持继电器RL当前工作状态，单片机43控制控制切换电路44保持继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子成电连接，工作驱动电路2的输入端口与市电连接。使工作驱动电路2处于持续工作状态。反之，当工作驱动电路2的工作状态信息为故障时，没有电流流过检测电阻R1。光电耦合器OPTl的发光二极管不发光，光电耦合器OPTl的光电接收管没有感应光信号的电流；电流/电压变换电路4501的输出电压为零，单片机43从它的第一个检测信号输入端口得到工作驱动电路2的工作状态为故障的信息，单片机43控制控制切换电路44使继电器 RL的二选一开关K的输入端子转而与第二个输出端子成电连接，使工作驱动电路2从系统中的工作状态位置退出；将备用驱动电路3的输入端口与市电连接，使备用驱动电路3投入到工作状态。采用本发明可延长灯具寿命的控制器第二实施方案的长寿命灯具的电路方框结构，如图4所示，该灯具有光源器件-LED灯组1及两个相同的驱动电路2、3，和一个控制器 40 ；两个驱动电路2、3中一个是工作驱动电路2、另一个是备用驱动电路3，两个驱动电路 2、3的输出端口并联且连接LED灯组1。控制器40由市电接头410、交直流变换电路(AC/DC电源)420、单片机430、控制切换电路440和驱动状态检测电路450组成。交直流变换电路420将市电接头410提供的市电变换为低压直流电向单片机430和控制切换电路440供电。驱动状态检测电路450的交流输入端口与市电接头410成电连接，驱动状态检测电路450的交流输出端与控制切换电路440的交流输入端口成电连接。驱动状态检测电路450的检测信号输出端口与单片机 430的检测信号输入端口连接。控制切换电路440的第一交流输出端口与工作驱动电路2 的输入端口成电连接、第二交流输出端口与备用驱动电路3的输入端口成电连接。平时，控制切换电路440的输入端口与第一交流输出端口连接，而不与第二交流输出端口连接；使工作驱动电路2经驱动状态检测电路450处于通电状态，备用驱动电路3 处于断电的后备状态。驱动状态检测电路450提取工作驱动电路2的工作状态信息并提交给单片机430，当工作驱动电路2的工作状态信息为正常工作时，单片机430控制控制切换电路440将工作驱动电路2的输入端口与驱动状态检测电路450输出的市电连接；反之，当工作驱动电路2的工作状态信息为故障时，单片机43控制控制切换电路44将备用驱动电路3的输入端口与驱动状态检测电路450输出的市电连接。相对于第一个实施方案，本实施方案仅使用了一个驱动状态检测电路450配合单片机430就可以完成对两个驱动电路2、3的工作控制和故障判断。具有更好的技术经济性。三、实施例三本发明可延长灯具寿命的控制器第二实施方案的一个实施例的电路方框结构，如图5中虚线内的内容所示，本实施例针对100W以内功率的LED灯组1应用中，对实施例一进行简化，控制器40由市电接头410、交直流变换电路420、单片机430、控制切换电路440 和驱动状态检测电路450组成。采用工频变压器T、全桥整流器W和滤波电容C组成常规的交直流变换电路420， 将市电接头410提供的市电变换为低压直流电向单片机430和控制切换电路440供电。驱动状态检测电路450由电流互感器CTlO和电流/电压变换电路4510组成；驱动状态检测电路450的交流输入端口的零线端、驱动状态检测电路450的交流输出端口的零线端与市电接头410的零线成电连接。电流互感器CTlO的一次侧的两端分别为驱动状态检测电路450的交流输入端口的火线端及交流输出端口的火线端；电流互感器CTlO的一次侧串接于市电接头410的火线端与控制切换电路440输入端口的火线端之间。电流互感器CTlO的二次侧与电流/电压变换电路4510的输入端口成电连接；电流/电压变换电路 4510的输出端口为驱动状态检测电路450的检测信号输出端口连接单片机430的检测信号输入端口。电流/电压变换电路4510可以采用两只串联在一起的电阻组成的分压电路，该分压电路的两个端点为电流/电压变换电路4510的输入端口，该分压电路的中点和任一个端点为电流/电压变换电路4510的输出端口。控制切换电路440由电磁继电器RL和控制信号放大器4410组成；交直流变换电路420向控制信号放大器4410供电。控制切换电路440的交流输入端口的零线端、第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端、驱动状态检测电路450的交流输入端口的零线端与驱动状态检测电路450的交流输出端口的零线端成电连接；电磁继电器RL的二选一开关K的输入端子为控制切换电路440的交流输入端口的火线端与驱动状态检测电路450中电流互感器CTlO的一次侧的交流输出端成电连接。电磁继电器RL的二选一开关 K的第一个输出端子为控制切换电路440第一交流输出端口的火线端与工作驱动电路2的交流输入端口的火线端成电连接；电磁继电器RL的二选一开关K的第二个输出端子为控制切换电路440第二交流输出端口的火线端与备用驱动电路3的交流输入端口的火线端成电连接。控制切换电路440控制信号输入端口与单片机430的控制信号输出端口成电连接。 控制信号放大器4410将单片机430的控制信号放大并激励继电器RL的线圈，使继电器RL 的二选一开关K择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。平时，控制切换电路440中继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子连接，而不与第二个输出端子连接。使工作驱动电路2经驱动状态检测电路450处于通电状态，备用驱动电路3处于断电的后备状态。驱动状态检测电路450的电流互感器CTlO 提取工作驱动电路2的工作状态信息并经电流/电压变换电路4510提交给单片机430，当工作驱动电路2的工作状态信息为正常工作时，电流互感器CTlO的一次侧有电流流过。工作驱动电路2的交流市电工作电流即为流经电流互感器CTlO —次侧的电流，电流互感器 CTlO的二次侧感应的电流由电流/电压变换电路4510转换成有效的输出电压，提供给单片机430的检测信号输入端口，由此单片机430准确获取到当前的工作驱动电路2工作电流情况。如果工作驱动电路2正常工作，则单片机430保持控制切换电路440的继电器RL当前工作状态，即单片机430控制控制切换电路440保持继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子成电连接，工作驱动电路2的输入端口经驱动状态检测电路450与市电连接，使工作驱动电路2处于持续工作状态。反之，当工作驱动电路2的工作状态信息为故障时，驱动状态检测电路450的电流互感器CTlO的一次侧没有电流流过。电流互感器CTlO的二次侧没有感应的电流；电流/ 电压变换电路4510的输出电压为零，单片机430从它的检测信号输入端口得到工作驱动电路2的工作状态为故障的信息，单片机430控制控制切换电路440使继电器RL的二选一开关K的输入端子转而与第二个输出端子成电连接，使工作驱动电路2从系统中的工作状态位置退出；将备用驱动电路3的输入端口经驱动状态检测电路450与市电连接，使备用驱动电路3投入到工作状态。四、实施例四
本发明可延长灯具寿命的控制器第二实施方案的第二个实施例的电路方框结构， 如图6中虚线内的内容所示，本实施例针对100W以内功率的LED灯组1应用中，对实施例二进行简化。控制器40由市电接头410、交直流变换电路420、单片机430、控制切换电路 440和驱动状态检测电路450组成。采用工频变压器T、全桥整流器W和滤波电容C组成常规的交直流变换电路420， 将市电接头410提供的市电变换为低压直流电向单片机430、控制切换电路440和驱动状态检测电路450供电。驱动状态检测电路450由检测电阻R10、光电耦合器0PT10和电流/电压变换电路45010组成；交直流变换电路420向电流/电压变换电路45010供电。检测电阻RlO的两端分别为驱动状态检测电路450的交流输入端及交流输出端，检测电阻RlO串接于市电接头410的火线端与控制切换电路440输入端口的火线端之间。检测电阻RlO与光电耦合器0PT10的发光二极管并联，光电耦合器0PT10的光电接收管与电流/电压变换电路45010 的输入端口成电连接。电流/电压变换电路45010的输出端口为驱动状态检测电路450的检测信号输出端口连接单片机403的检测信号输入端口。电流/电压变换电路45010可以采用两只串联在一起的电阻组成的分压电路，该分压电路的两个端点为电流/电压变换电路45010的输入端口，该分压电路的中点和任一个端点为电流/电压变换电路45010的输出端口。控制切换电路440由电磁继电器RL和控制信号放大器4410组成；交直流变换电路420向控制信号放大器4410供电。控制切换电路440的交流输入端口的零线端、第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端、驱动状态检测电路450的交流输入端口的零线端、驱动状态检测电路450的交流输出端口的零线端与市电接头410的零线成电连接。电磁继电器RL的二选一开关K的输入端子为控制切换电路440的交流输入端口的火线端与驱动状态检测电路450中电流互感器CTlO的一次侧的交流输出端成电连接。电磁继电器RL的二选一开关K的第一个输出端子为控制切换电路440第一交流输出端口的火线端与工作驱动电路2的交流输入端口的火线端成电连接；电磁继电器RL的二选一开关 K的第二个输出端子为控制切换电路440第二交流输出端口的火线端与备用驱动电路3的交流输入端口的火线端成电连接。控制切换电路440控制信号输入端口与单片机430的控制信号输出端口成电连接。控制信号放大器4410将单片机430的控制信号放大并激励继电器RL的线圈，使继电器RL的二选一开关K择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。平时，控制切换电路440中继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子连接，而不与第二个输出端子连接。使工作驱动电路2经驱动状态检测电路450处于通电状态，备用驱动电路3处于断电的后备状态。驱动状态检测电路450的电阻RlO提取工作驱动电路2的工作状态信息并经光电耦合器0PT10和电流/电压变换电路45010提交给单片机430，当工作驱动电路2的工作状态信息为正常工作时，有电流流过检测电阻R10。工作驱动电路2的交流市电工作电流即为流经检测电阻RlO的电流，检测电阻RlO上的电压降与光电耦合器0PT10的发光二极管工作电压相符合，光电耦合器0PT10的发光二极管发光，光电耦合器0PT10的光电接收管感应该光信号，有相应的电流流过，该电流由电流/电压变换电路45010转换成有效的输出电压，提供给单片机430的检测信号输入端口。由此
13单片机430准确获取到当前的工作驱动电路2工作电流情况。如果工作驱动电路2正常工作，则单片机430保持控制切换电路440的继电器RL当前工作状态，单片机430控制控制切换电路440保持继电器RL的二选一开关K的输入端子与第一个输出端子连接，而不与第二个输出端子连接，工作驱动电路2的输入端口经驱动状态检测电路450与市电连接，使工作驱动电路2处于持续工作状态。反之，当工作驱动电路2的工作状态信息为故障时，没有电流流过检测电阻R10。 光电耦合器OPTio的发光二极管不发光，光电耦合器0PT10的光电接收管没有感应光信号的电流；电流/电压变换电路45010的输出电压为零，单片机430从它的检测信号输入端口得到工作驱动电路2的工作状态为故障的信息，单片机430控制控制切换电路440使继电器RL的二选一开关K的输入端子转而与第二个输出端子成电连接，而不与第一个输出端子连接，使工作驱动电路2从系统中的工作状态位置退出；将备用驱动电路3的输入端口经驱动状态检测电路450与市电连接，使备用驱动电路3投入到工作状态。由于现实的交流切换技术中可用固体继电器替代电磁继电器。上述的各个实施例中的控制切换电路也可由固体继电器和控制信号放大器组成。控制切换电路的交流输入端口的零线端与第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端成电连接。由交直流变换电路向固体继电器和控制信号放大器供电。该固体继电器的二选一开关的输入端子为控制切换电路的交流输入端口的火线端，该固体继电器的二选一开关的两个输出端子分别为控制切换电路第一交流输出端口的火线端及第二交流输出端口的火线端。该控制信号放大器将单片机的控制信号放大并激励该固体继电器，使该固体继电器的二选一开关择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。
权利要求
1.可延长灯具寿命的控制器，其特征在于该灯具有光源器件及两个相同的驱动电路，其中一个是工作驱动电路、另一个是备用驱动电路，两个驱动电路的输出端口并联且连接光源器件；该控制器包含交直流变换电路、单片机、控制切换电路和驱动状态检测电路， 该交直流变换电路将市电变换为低压直流电向该单片机和该控制切换电路供电，该驱动状态检测电路提取该工作驱动电路的工作状态信息并提交给该单片机，该单片机根据该工作驱动电路的工作状态信息控制该控制切换电路择一地将该工作驱动电路的输入端口或该备用驱动电路的输入端口与市电连接。
2.根据权利要求1所述的可延长灯具寿命的控制器，其特征在于所述的驱动状态检测电路具有交流输入端口、交流输出端口和检测信号输出端口，所述的控制切换电路具有交流输入端口、第一交流输出端口、第二交流输出端口和控制信号输入端口 ；所述驱动状态检测电路的交流输入端口与市电成电连接，所述驱动状态检测电路的交流输出端与所述控制切换电路的交流输入端口成电连接；所述驱动状态检测电路的检测信号输出端口与所述单片机的检测信号输入端口连接；所述控制切换电路的第一交流输出端口与所述工作驱动电路的输入端口成电连接、第二交流输出端口与所述备用驱动电路的输入端口成电连接。
3.根据权利要求1所述的可延长灯具寿命的控制器，其特征在于所述的驱动状态检测电路有相同的两路，每一路具有独立的交流输入端口、交流输出端口和检测信号输出端口，所述的控制切换电路具有交流输入端口、第一交流输出端口、第二交流输出端口和控制信号输入端口 ；所述控制切换电路的交流输入端口与市电成电连接，所述控制切换电路的第一交流输出端口与第一路驱动状态检测电路的交流输入端口成电连接，所述控制切换电路的第二交流输出端口与第二路驱动状态检测电路的交流输入端口成电连接；所述控制切换电路控制信号输入端口与所述单片机的控制信号输出端口成电连接；第一路驱动状态检测电路的交流输出端口与所述工作驱动电路的输入端口成电连接，第二路驱动状态检测电路的交流输出端口与所述备用驱动电路的输入端口成电连接；第一路、第二路驱动状态检测电路的检测信号输出端口分别连接所述单片机的两个检测信号输入端口中对应的检测信号输入端口。
4.根据权利要求2或3所述的可延长灯具寿命的控制器，其特征在于所述的控制切换电路由电磁继电器和控制信号放大器组成；所述控制切换电路的交流输入端口的零线端与第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端成电连接；所述交直流变换电路向该控制信号放大器供电；该电磁继电器的二选一开关的输入端子为所述控制切换电路的交流输入端口的火线端，该电磁继电器的二选一开关的两个输出端子分别为所述控制切换电路第一交流输出端口的火线端及第二交流输出端口的火线端；该控制信号放大器将所述单片机的控制信号放大并激励该继电器的线圈，使该继电器的二选一开关择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。
5.根据权利要求2或3所述的可延长灯具寿命的控制器，其特征在于所述的控制切换电路由固体继电器和控制信号放大器组成；所述控制切换电路的交流输入端口的零线端与第一交流输出端口的零线端、第二交流输出端口的零线端成电连接；所述交直流变换电路向该固体继电器和控制信号放大器供电；该固体继电器的二选一开关的输入端子为所述控制切换电路的交流输入端口的火线端，该固体继电器的二选一开关的两个输出端子分别为所述控制切换电路第一交流输出端口的火线端及第二交流输出端口的火线端；该控制信号放大器将所述单片机的控制信号放大并激励该固体继电器，使该固体继电器的二选一开关择一地将输入端子与两个输出端子之一成电连接。
6.根据权利要求2或3所述的可延长灯具寿命的控制器，其特征在于所述的驱动状态检测电路由电流互感器和电流/电压变换电路组成；该电流互感器的一次侧的两端分别为所述驱动状态检测电路的交流输入端及交流输出端；该电流互感器的二次侧与该电流/ 电压变换电路的输入端口成电连接；该电流/电压变换电路的输出端口为所述驱动状态检测电路的检测信号输出端口。
7.根据权利要求2或3所述的可延长灯具寿命的控制器，其特征在于所述的驱动状态检测电路由检测电阻、光电耦合器和电流/电压变换电路组成；该检测电阻的两端分别为所述驱动状态检测电路的交流输入端及交流输出端；该检测电阻与该光电耦合器的发光二极管并联，该光电耦合器的光电接收管与该电流/电压变换电路的输入端口成电连接； 该电流/电压变换电路的输出端口为所述驱动状态检测电路的检测信号输出端口。
全文摘要
本发明可延长灯具寿命的控制器，涉及一种LED类长寿命灯具。该灯具有光源器件及相同的工作驱动电路和备用驱动电路，两个驱动电路的输出端口并联且连接光源器件；该控制器包含交直流变换电路、单片机、控制切换电路和驱动状态检测电路，该交直流变换电路将市电变换为低压直流电向该单片机和该控制切换电路供电，该驱动状态检测电路提取该工作驱动电路的工作状态信息并提交给该单片机，该单片机根据该工作驱动电路的工作状态信息控制该控制切换电路择一地将该工作驱动电路的输入端口或该备用驱动电路的输入端口与市电连接。本发明可避免因驱动电路的寿命远短于光源器件而导致整个灯具提前报废。
文档编号H05B37/04GK102548160SQ201110439668
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者黄华清 申请人:厦门兴恒隆照明科技有限公司