专利名称：一种控制led光输出量恒定的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED光控技术领域，特别涉及一种控制LED光输出量恒定的电路。
背景技术：
目前，发光二极管(LED，Light Emitting Diode)灯以不含有毒物质、环保、寿命长、光电效率高等优势，在照明领域得到了越来越广泛的应用通常，LED灯需要由一个驱动电路提供直流电来驱动。参见图1，该图为现有技术中LED灯的工作原理图。驱动电路100将电能从220V交流电(AC220V)转换为低压直流电，并供给LED灯200。虽然LED灯200的驱动电流是恒定的，但由于LED灯200的芯片和荧光粉的老化作用，LED灯200的光输出量会随着时间而下降，即LED灯200的光输出量会逐渐衰减。参见图2，该图为现有技术中LED灯的驱动控制电路原理图。电流互感器300用于检测驱动电路100的输出电流，将检测的输出电流与电流基准值相比较，比较后的电流差值经过控制器400产生控制信号，进一步控制驱动电路100， 从而保证为LED灯200提供稳定的驱动电流。在实际应用中，为了使被照射的区域在LED灯的整个使用寿命中都能满足照度的要求，也就是为了在LED灯的光输出量从100%衰减到70%的整个过程中，被照射的区域都能够满足照度的要求，需要使驱动电路留有一定的余量，以为LED灯提供更多的驱动电流。 通常情况下，需要使驱动电路留有20-30 %的余量，这势必造成一定的资源浪费。另外，如前所述，如果LED灯的光输出量从100%衰减到70%，即认为LED灯的寿命终止。在LED灯使用寿命终止时，LED灯的光输出量仅仅小于初始值的70%，而驱动电路和LED灯本身并没有损坏，往往还能够继续工作。此时更换LED灯势必会浪费资源。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种控制LED光输出量恒定的电路，能够使 LED灯保持恒定的光输出量，延长LED灯的使用寿命，节能资源。本实用新型提供一种控制LED光输出量恒定的电路，包括光反馈环、控制器、驱动电路、主输出LED灯、基准LED光源和光电传感器；所述光电传感器，用于测量所述基准LED光源的光输出量，并将光输出量转换为电信号输送给光反馈环；所述基准LED光源设置在封闭空间内；所述光反馈环，将光电传感器输送来的电信号与基准光输出量的电信号进行比较，产生输出信号给控制器；所述控制器，用于根据光反馈环的输出信号产生控制信号，输出给驱动电路；所述驱动电路，用于在所述控制信号的控制下，将供电电源转换为驱动电流供给所述基准LED光源和主输出LED灯，以使光电传感器输送来的电信号与基准光输出量的电信号相等；所述基准LED光源和主输出LED灯的光衰速率相同或成比例。[0014] 优选地，所述光电传感器设置在所述封闭空间内。优选地，所述主输出LED灯和所述基准LED光源串联连接；所述基准LED光源为至少一个LED灯。优选地，所述光反馈环包括第一运算放大器和第一补偿网络；所述第一运算放大器的正相输入端连接基准光输出量的电信号，反相输入端连接光电传感器输送来的电信号；所述第一运算放大器的反相输入端和输出端之间连接所述第一补偿网络；所述第一运算放大器的输出端连接所述控制器的输入端。优选地，所述控制器包括电流环和脉冲控制电路；所述电流环包括第一电阻、第二电阻、第二运算放大器和第二补偿网络；所述光反馈环的输出端通过第一电阻连接第二运算放大器的正相输入端，第二运算放大器的正相输入端通过第二电阻接地；第二运算放大器的反相输入端和输出端之间连接第二补偿网络；第二运算放大器的反相输入端连接驱动电路的输出电流的采样信号；第二运算放大器的输出端通过脉冲控制电路连接驱动电路。优选地，所述光反馈环、控制器和驱动电路封装在一起。优选地，所述光电传感器为光敏二极管或光敏三极管。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型提供的控制LED光输出量恒定的电路，采集与主输出LED灯的光衰速率相同或成比例的基准LED光源的光输出量，将采集的光输出量变为电信号，与基准光输出量的电信号比较，进而来控制驱动电路的输出电流，调整基准LED光源的光输出量，以使采集的光输出量的电信号与基准光输出量的电信号相等。由于驱动电路同时为主输出LED 灯和基准LED光源供电，因此，调节基准LED光源的光输出量的同时，也间接调整了主输出 LED灯的光输出量。由于本实用新型将基准LED光源设置在封闭空间内，因此不受外界环境的影响，采集的光输出量比较精准。由于本实用新型可以保证主输出LED灯的光输出量在整个使用寿命中是恒定的，不需要额外为光衰减而预留出余量，因此，避免了资源的浪费。
图1是现有技术中LED灯的工作原理图；图2是现有技术中LED灯的驱动控制电路原理图；图3是本实用新型提供的控制LED光输量恒定的电路实施例一结构图；图4是本实用新型提供的控制LED光输量恒定的电路实施例二结构图；图5是本实用新型提供的控制LED光输量恒定的电路实施例三结构图；图6是本实用新型提供的控制LED光输出量恒定的电路实施例四结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。本实用新型所涉及的“光输出量”是指，光通量、或是照度、或亮度等。[0039]参见图3，该图为本实用新型提供的控制LED光输量恒定的电路实施例一结构图。本实施例提供的控制LED光输出量恒定的电路，包括光反馈环301、控制器302、 驱动电路303、主输出LED灯304、基准LED光源305和光电传感器306 ； 所述光电传感器306，用于测量所述基准LED光源305的光输出量，并将光输出量转换为电信号输送给光反馈环301 ；所述基准LED光源305设置在封闭空间内；基准LED光源305设置在封闭空间内主要是为了防止外界环境的干扰和影响，该封闭空间内的亮度只与基准LED光源305的亮度相关。基准LED光源305设置在封闭空间内，该封闭空间内的亮度只与基准LED光源的亮度相关，不受外部环境亮度的影响，例如，日光的照射或其他灯光的照射等。同时，该基准 LED光源与主输出LED灯的光衰速率相同或成比例。所述光反馈环301，将光电传感器306输送来的电信号与基准光输出量的电信号进行比较，产生输出信号给控制器302 ；所述控制器302，用于根据光反馈环301的输出信号产生控制信号，输出给驱动电路 303 ；所述驱动电路303，用于在所述控制信号的控制下，将供电电源307转换为驱动电流供给所述基准LED光源和主输出LED灯，所述基准LED光源305和主输出LED灯304，以使光电传感器306输送来的电信号与基准光输出量的电信号相等；所述基准LED光源305 和主输出LED灯304的光衰速率相同或成比例。当所述基准LED光源305和主输出LED灯304的光衰速率成比例时，需要光反馈环301进行等比例的转换，将测量的基准LED光源305的光衰转换为主输出LED灯304的光哀。这里所述的光衰速率相同，是指基准LED光源和主输出LED灯在相同的时间内的光衰相同。这里所述的光衰速率成比例，是指基准LED光源和主输出LED灯在相同的时间内的光衰成比例。所述的光衰，是指LED灯或光源在某一时间段内减少的光输出量与初始时刻的光输出量的比值，通常用某一时间段内减少的光通量与初始时刻的光通量的比值来计算。下面介绍光反馈环的工作原理当光电传感器306输出的电信号等于基准光输出量的电信号时，光反馈环301的输入差值为零，则光反馈环301的输出信号不影响控制器302的工作状态，不会改变驱动电路303的输出电流大小，基准LED光源305和主输出LED灯304的光输出量均不改变。当光电传感器306输出的电信号小于基准光输出量的电信号时，说明基准LED光源305的光输出量减小，而由于基准LED光源305的光输出量的衰减速度与主输出LED灯 304的光输出量的衰减速度相同，因此，说明主输出LED灯304的光输出量也减小，则光反馈环301的输出信号作用于控制器302，控制器302输出控制信号控制驱动电路303的输出电流增加，保证基准LED光源305和主输出LED灯304的光输出量恒定。当光电传感器306输出的电信号大于基准光输出量的电信号时，说明基准LED光源305的光输出量增大，而由于基准LED光源305的光输出量的衰减速度与主输出LED灯 304的光衰速率相同或成比例，因此，说明主输出LED灯304的光输出量也增大，则光反馈环 301的输出信号作用于控制器302，控制器302输出控制信号控制驱动电路303的输出电流减小，保证基准LED光源305和主输出LED灯304的光输出量恒定。 本实用新型提供的控制LED光输出量恒定的电路，采集与主输出LED灯的光衰速率相同或成比例的基准LED光源的光输出量，将采集的光输出量变为电信号，与基准光输出量的电信号比较，进而来控制驱动电路的输出电流，调整基准LED光源的光输出量，以使采集的光输出量的电信号与基准光输出量的电信号相等。由于驱动电路同时为主输出LED 灯和基准LED光源供电，因此，调节基准LED光源的光输出量的同时，也间接调整了主输出 LED灯的光输出量。由于本实用新型将基准LED光源设置在封闭空间内，因此不受外界环境的影响，采集的光输出量比较精准。由于本实用新型可以保证主输出LED灯的光输出量在整个使用寿命中是恒定的，不需要额外为光衰减而预留出余量，因此，避免了资源的浪费。另外，采用基准LED光源反馈的闭环控制可以保证在主输出LED灯的使用初期使用较小的驱动电流来驱动，这样可以降低LED灯的结温和电流应力，从而延长LED灯的寿命。同时，当LED灯的光衰大于30%时，驱动电路可以继续增大驱动电流，从而保证LED灯的光输出量的稳定性，可以继续使用。参见图4，该图为本实用新型提供的控制LED光输量恒定的电路实施例二结构图。本实施例提供的电路，将基准LED光源305和光电传感器306设置在同一个封闭空间M内。本实施例提供的光反馈环301包括第一运算放大器ICl和第一补偿网络301a ；所述第一运算放大器ICl的正相输入端连接基准光输出量的电信号Vr，反相输入端连接光电传感器306输送来的电信号；所述第一运算放大器ICl的反相输入端和输出端之间连接所述第一补偿网络 301a ；所述第一运算放大器ICl的输出端连接所述控制器302的输入端。本实施例中，驱动电路303同时为主输出LED灯304和基准LED光源305供电。需要说明的是，光电传感器306和基准LED光源305可以一起设置在封闭空间M 中。封闭空间M可以包括两个输入线(正输入线Al和负输入线A2)和一个输出线B，其中基准LED光源305的正极连接封闭空间M的正输入线Al，负极连接封闭空间M的负输入线 A2，光电传感器306的输出端连接封闭空间M的输出线。当主输出LED灯304和基准LED光源305的光输出量未发生衰减时，光反馈环301 的反相输入端的表征基准LED光源305的光输出量的电信号，与正相输入端的基准光输出量的电信号Vr相等，通过闭环控制，使主输出LED灯304和基准LED光源305发出稳定的、 大小与Vr所设定相等的光输出量。当基准LED光源305的光输出量发生衰减时，光反馈环301的反相输入端的表征基准LED光源305的光输出量的电信号低于基准光输出量的电信号Vr，光反馈环301的输出信号变低，通过闭环控制，控制器302控制驱动电路303的输出电流，使主输出LED灯304 和基准LED光源305发出大小与Vr所设定相等的光输出量。本实施例中，驱动电路303、控制器302和光反馈环301可以封装在一起，组成驱动器。驱动器的一个输入端连接供电电源307，一个输入端连接封闭空间的输出端B。驱动器的输出端连接主输出LED灯304和封闭空间M。另外，驱动器也可以分散安装在灯具空间内，与主输出LED灯304和封闭空间M —起组成灯具。 参见图5，该图为本实用新型提供的控制LED光输量恒定的电路实施例三结构图。本实施例提供的电路中的主输出LED灯304和基准LED光源305串联连接；由驱动电路303为该串联支路提供电流。本实施例中的基准LED光源305为至少一个LED灯。例如，可以为一个LED灯，也可以为多个串联的LED灯。参见图6，该图为本实用新型提供的控制LED光输出量恒定的电路实施例四结构图。本实施例提供的电路中的控制器302可以包括电流环302a和脉冲控制电路 302b ；所述电流环302a包括第一电阻R1、第二电阻R2、第二运算放大器IC2和第二补偿网络302aa;所述光反馈环301的输出端通过第一电阻Rl连接第二运算放大器IC2的正相输入端，第二运算放大器IC2的正相输入端通过第二电阻R2接地；第二运算放大器IC2的反相输入端和输出端之间连接第二补偿网络302aa ；第二运算放大器IC2的反相输入端连接驱动电路303的输出电流的采样信号；第二运算放大器IC2的输出端通过脉冲控制电路302b连接驱动电路303。其中，光反馈环301的输出端通过第一电阻R1，与电流环302a的预设基准电压 Vr2叠加后，作为电流环302a的基准信号。电流环302a中第二运算放大器IC2的反相输入端连接驱动电路303输出电流的采样信号，输出端控制脉冲控制电路302b，通过脉冲控制电路302b控制驱动电路303，使其输出电流接受电流环302a和光反馈环301的控制。光电传感器306将采集的基准LED光源305的光输出量转换为电信号，在光反馈环内，与基准光输出量的电信号进行比较，光反馈环301输出控制信号到控制器302中电流环302a的输入端如果光电传感器306输出的电信号等于基准光输出量的电信号，光反馈环301的输出信号不变，则输入到电流环302a正相输入端的基准信号也不变(该基准信号由Vr2和光反馈环的输出信号通过Rl和R2叠加而成)，并与驱动电路的输出电流采样信号比较，电流环302a进行闭环调节，通过脉冲控制电路302b使驱动电路303的输出电流保持不变；如果光电传感器306的输出电信号小于基准光输出量的电信号，光反馈环301的输出信号升高，则输入到电流环302a正相输入端的基准信号也升高，并与驱动电路的输出电流采样信号比较，电流环302a进行闭环调节，通过脉冲控制电路302b使驱动电路303的输出电流升高；如果光电传感器306的输出电信号大于基准光输出量的电信号，光反馈环301的输出信号减小，则输入到电流环302a正相输入端的基准信号减小，并与驱动电路的输出电流采样信号比较，电流环302a进行闭环调节，通过脉冲控制电路302b使驱动电路303的输出电流降低。以上实施例提供的电路中的光电传感器可以为光敏二极管或光敏三极管。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此 ，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
权利要求1.一种控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，包括光反馈环、控制器、驱动电路、主输出LED灯、基准LED光源和光电传感器；所述光电传感器，用于测量所述基准LED光源的光输出量，并将光输出量转换为电信号输送给光反馈环；所述基准LED光源设置在封闭空间内；所述光反馈环，将光电传感器输送来的电信号与基准光输出量的电信号进行比较，产生输出信号给控制器；所述控制器，用于根据光反馈环的输出信号产生控制信号，输出给驱动电路； 所述驱动电路，用于在所述控制信号的控制下，将供电电源转换为驱动电流供给所述基准LED光源和主输出LED灯，以使光电传感器输送来的电信号与基准光输出量的电信号相等；所述基准LED光源和主输出LED灯的光衰速率相同或成比例。
2.根据权利要求1所述的控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，所述光电传感器设置在所述封闭空间内。
3.根据权利要求1所述的控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，所述主输出LED 灯和所述基准LED光源串联连接；所述基准LED光源为至少一个LED灯。
4.根据权利要求1所述的控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，所述光反馈环包括第一运算放大器和第一补偿网络；所述第一运算放大器的正相输入端连接基准光输出量的电信号，反相输入端连接光电传感器输送来的电信号；所述第一运算放大器的反相输入端和输出端之间连接所述第一补偿网络； 所述第一运算放大器的输出端连接所述控制器的输入端。
5.根据权利要求1所述的控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，所述控制器包括电流环和脉冲控制电路；所述电流环包括第一电阻、第二电阻、第二运算放大器和第二补偿网络； 所述光反馈环的输出端通过第一电阻连接第二运算放大器的正相输入端，第二运算放大器的正相输入端通过第二电阻接地；第二运算放大器的反相输入端和输出端之间连接第二补偿网络； 第二运算放大器的反相输入端连接驱动电路的输出电流的采样信号； 第二运算放大器的输出端通过脉冲控制电路连接驱动电路。
6.根据权利要求1所述的控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，所述光反馈环、 控制器和驱动电路封装在一起。
7.根据权利要求1-6任一项所述的控制LED光输出量恒定的电路，其特征在于，所述光电传感器为光敏二极管或光敏三极管。
专利摘要本实用新型提供的控制LED光输出量恒定的电路，采集与主输出LED灯的光衰速率相同或成比例的基准LED光源的光输出量，将采集的光输出量变为电信号，与基准光输出量的电信号比较，进而来控制驱动电路的输出电流，调整基准LED光源的光输出量，以使采集的光输出量的电信号与基准光输出量的电信号相等。由于驱动电路同时为主输出LED灯和基准LED光源供电，因此，调节基准LED光源的光输出量的同时，也间接调整了主输出LED灯的光输出量。将基准LED光源设置在封闭空间内，不受外界环境的影响，采集的光输出量比较精准。本实用新型可以保证主输出LED灯的光输出量在整个使用寿命中是恒定的，不需要额外为光衰减而预留出余量。
文档编号H05B37/02GK201995187SQ20112008944
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者华桂潮, 葛良安 申请人:英飞特电子(杭州)有限公司