专利名称：发光二极管的寿命延长及节能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发光二极管阵列的控制装置，特别涉及一种可延长发光二极管阵列使用寿命及节省耗能的控制装置。
背景技术：
发光二极管(LED)的发光原理，是由电子与电洞复合后，产生具有照明效果的光。 发光二极管的优点早已周知，并必然成为照明工具的明日之星。然而，发光二极管在迈向照明应用上，仍是有很多的阻碍及技术问题需要克服，例如使用寿命及散热的问题。在具有更高电光转换效率的发光二极管为了提高发光二极管的亮度，经常以提升二极管功率来得到更高的输出亮度。然而，这使得发光二极管本身即使使用了散热片等方式，仍旧无法有效地解决因为散热不及，导致累积过高的热而让使用寿命缩短的问题。另外，前述的问题限制了发光二极管的应用，例如目前的发光二极管并不宜应用于路灯。因为作为路灯应用的光源，必须是能够提供高亮度及长时间的使用，而现阶段的发光二极管在于取得高亮度、高稳定度、高使用寿命上，经常无法取得适当的平衡。
实用新型内容为了解决前述的发光二极管常因为为了取得高亮度的光输出，导致需要输入过高的功率而产生散热问题，进而导致使用寿命缩短及使用范畴限制的问题，本实用新型是利用多发光二极管灯串交互轮替休息以及自动调节发光二极管的输出亮度，改善发光二极管无法适用于如路灯等需要长时间照明的应用领域中，解决散热不佳且使用寿命过短的问题，达到节能、节省成本及延长发光二极管使用寿命的目的。配合前述的技术问题以及发明目的，本实用新型提供一种发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其包含多个电压反馈控制电路，其分别输出不同的定电压；一灯串模块，该灯串模块包含一灯串单元以及多个定电流电路，该灯串单元连接于各电压反馈控制电路的输出；各定电流电路连接于该灯串单元，每一定电流电路分别连接一对应的电压反馈控制电路；一总监控模块，其连接各电压反馈控制电路及各定电流电路。上述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其中，包含多个灯串模块，每一灯串模块分别与各电压反馈控制电路及总监控模块连接。上述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其中，该总监控模块进一步连接一感应光亮度或温度的感应模块。上述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其中，该灯串单元包含多个串接的发光二极管，每一发光二极管并联一旁路电路，每一旁路电路与该总监控模块电性连接。上述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其中，该灯串模块包含一灯串控制芯片，其连接于该总监控模块以及各定电流电路间。[0014]上述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其中，每一灯串模块包含一灯串控制芯片，其连接于该总监控模块以及各定电流电路间；该旁路电路包含并联于该发光二极管的一硅控整流器以及一脉冲变压器，该脉冲变压器与该灯串控制芯片电连接；每一灯串模块包含一比较电路，该比较电路是连接于该灯串控制芯片与定电流电路间。上述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其中，该总监控模块连接一脉冲宽度调变控制电路，该脉冲宽度调变控制电路连接一交流直流转换模块。本实用新型利用多发光二极管灯串交互轮替休息以及自动调节发光二极管的输出亮度，改善发光二极管无法适用于如路灯等需要长时间照明的应用领域中，解决散热不佳且使用寿命过短的问题，达到节能、节省成本及延长发光二极管使用寿命的目的。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为本实用新型一较佳实施例的电路方框图；图2为本实用新型一较佳实施例的详细电路图；图3为本实用新型一较佳实施例的发光二极管毁损判断电路线路图。
具体实施方式
以下配合附图及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达到预定的所采取的技术手段。请参考图1，为本实用新型发光二极管的寿命延长及节能控制装置的较佳实施例， 其包含一总监控模块10、一输入电压控制模块20、一交流直流转换模块30、一个以上的灯串模块40以及一光感应模块50。请参考图2，该总监控模块10可为一微处理器或一可程控芯片(如PLD、CPLD, FPGA...等)，其可配合周边电路，执行一发光二极管的寿命延长及节能控制方法，如图3所示。本较佳实施例的该总监控模块10可如图2中所标示，采用编号为PIC16F716的控制芯片。该输入电压控制模块20包含多个电压反馈控制电路22以及一脉冲宽度调变控制电路M，每一电压反馈控制电路22分别连接该总监控模块10的输出端，并接受该总监控模块10的控制指令以输出一定电压输出给任一个灯串模块40，而各个电压反馈控制电路22 可分别输出不同的定电压，本较佳实施例包含三个可输出三种不同定电压输出的电压反馈控制电路22。该电压反馈控制电路22可为各种型态的定电压电路，如图2所示，本较佳实施例的各电压反馈控制电路22是利用一并联稳压器(编号TL431)、一晶体管以及多个电阻所组成的定电压电路；以图2中包含晶体管Q4的电压反馈控制电路22为例，该晶体管Q4的基极(base)连接该总监控模块10的一输出端，而该晶体管Q4的集电极(collector)则连接包含一并联稳压器(TL431, programmable shunt regulator)及三个电阻 R15，R16，R17 的
4定电压电路。当该晶体管Q4受总监控模块10的控制而开启后，包含该晶体管Q4的电压反馈控制电路22则输出特定电压给予各灯串模块40。该脉冲宽度调变控制电路24是直接或间接连接于该总监控模块10及该交流直流转换模块30间，其接受该总监控模块10的控制而配合交流直流转换模块30将一外部的交流电源 转换成一直流电压，该直流电压是提供给予各电压反馈控制电路22及各灯串模块 40 ；所谓间接连接是指该脉冲宽度调变控制电路24可通过各个电压反馈控制电路22与该总监控模块10电性连接。每一灯串模块40包含一定电流控制电路42以及一串接该定电流控制电路42的一灯串单元44 ；该定电流控制电路42包含一灯串控制芯片422以及多个分别连接于该灯串控制芯片422的输出端的定电流电路424。本较佳实施例包含三个定电流电路424，以其中一个定电流电路424为例说明，每一定电流电路424包含两个晶体管Q9、Q10及两个电阻 R23、Re3,每一定电流电路424可输出一定电流，每一定电流电路424与一个电压反馈控制电路22所输出的定电压对应，提供同一组灯串单元44特定的电压及电流，当该灯串控制芯片422受到该总监控模块10的控制，选择其中的一个定电流电路424而改变输出至该灯串单元44的电流时，该电压反馈控制电路22也随其改变输出电压，使输出到该灯串单元44 的电压电流能够匹配，不会因为压降与电流不匹配而导致能源损耗电路中的其它零件，造成能源浪费及缩短电路使用寿命等问题。该灯串单元44包含多个串联的发光二极管LED，每一发光二极管并联一硅控整流器SCR以及一脉冲变压器(Pulse Transformer)，该硅控整流器SCR及该脉冲变压器则作为对应的该发光二极管的旁路路径。举例而言，发光二极管LED1、硅控整流器SCRl及脉冲变压器Tl并联，当该发光二极管LEDl毁损时，该脉冲变压器Tl接受该灯串控制芯片422的控制，而触动导通该硅控整流器SCRl以产生旁路，使电流流经该硅控整流器SCR1。因此， 即使该灯串单元44中相互串联的任一发光二极管毁损，仍能通过与该硅控整流器及该脉冲变压器产生旁路而让整串的该灯串单元44持续正常工作。其中，该灯串控制芯片422判断于该灯串单元44内的LED是否毁损的方式，可以利用判断每一定电流电路424是否导通或具有压降，例如沿用前述的范例并配合参考图3，可在每一定电流电路424的电阻Rel Re3与晶体管Q6、Q8、Q10基极的节点位置，连接一比较电路428后，再连接至对应的灯串控制芯片422，当灯串单元44其中一个发光二极管故障时，该灯串控制芯片422可通过该比较电路428的比较结果(可利用含有比较器的电路，比较前述电阻Rel Re3的压降与接地的电压关系)判断该灯串单元44内有故障而无法让电阻Rel或Re2或Re3具有正常的压降， 此时，该灯串控制芯片422则通过逐一驱动每一发光二极管所对应的该脉冲变压器而使并联的硅控整流器SCR导通，当所导通的硅控整流器SCR是与毁损的发光二极管并联时，对应的电阻Rel或Re2或Re3则存有压降，如此对应的比较电路428则可以产生不同的输出，使对应的该灯串控制芯片422得以判断毁损的发光二极管，并持续导通毁损的发光二极管并联的该硅控整流器SCR，如此，即可让有部分毁损发光二极管的灯串单元44继续工作，达到避免浪费的技术效果。该光感应模块50连接该总监控模块10的输入端，其可为包含一光敏电阻或一光耦合元件(Photo Couple)，以感应外部的环境光，并将感应结果传送至该总监控模块10，使该总监控模块10得依据该光感应模块50的感应结果，适当的调节输出至该灯串模块40的功率。举例而言，该总监控模块10可以在该光感应模块50感应外部环境光的亮度变高时， 减少输出至该灯串模块40的功率，使该灯串模块40自动调节光输出，达到节能的功效。 当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，包含多个电压反馈控制电路，其分别输出不同的定电压；一灯串模块，该灯串模块包含一灯串单元以及多个定电流电路，该灯串单元连接于各电压反馈控制电路的输出；各定电流电路连接于该灯串单元，每一定电流电路分别连接一对应的电压反馈控制电路；一总监控模块，其连接各电压反馈控制电路及各定电流电路。
2.根据权利要求1所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，包含多个灯串模块，每一灯串模块分别与各电压反馈控制电路及总监控模块连接。
3.根据权利要求2所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，该总监控模块进一步连接一感应光亮度或温度的感应模块。
4.根据权利要求1、2或3所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，该灯串单元包含多个串接的发光二极管，每一发光二极管并联一旁路电路，每一旁路电路与该总监控模块电性连接。
5.根据权利要求1、2或3所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，该灯串模块包含一灯串控制芯片，其连接于该总监控模块以及各定电流电路间。
6.根据权利要求4所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，每一灯串模块包含一灯串控制芯片，其连接于该总监控模块以及各定电流电路间；该旁路电路包含并联于该发光二极管的一硅控整流器以及一脉冲变压器，该脉冲变压器与该灯串控制芯片电连接；每一灯串模块包含一比较电路，该比较电路是连接于该灯串控制芯片与定电流电路间。
7.根据权利要求4所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，该总监控模块连接一脉冲宽度调变控制电路，该脉冲宽度调变控制电路连接一交流直流转换模块。
8.根据权利要求5所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，该总监控模块连接一脉冲宽度调变控制电路，该脉冲宽度调变控制电路连接一交流直流转换模块。
9.根据权利要求6所述发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其特征在于，该总监控模块连接一脉冲宽度调变控制电路，该脉冲宽度调变控制电路连接一交流直流转换模块。
专利摘要本实用新型是涉及一种发光二极管的寿命延长及节能控制装置，其包含多个电压反馈控制电路、一灯串模块以及一总监控模块，各电压反馈控制电路输出不同的定电压；该灯串模块包含一灯串单元以及多个定电流电路，该灯串单元连接于各电压反馈控制电路的输出，各定电流电路连接于该灯串单元，每一定电流电路与一个电压反馈控制电路对应，使各组的定电流电路与电压反馈控制电路输出不同的功率给该灯串单元；该总监控模块选择控制其中一相对应的电压反馈控制电路及定电流电路，输出一设定定电压定电流源给该灯串单元。
文档编号H05B37/02GK202068629SQ20112017641
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者陈宣泰 申请人:陈宣泰