一种带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源和照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源和照明系统，所述导光膜平面光源包括恒流源、并联在恒流源输出端的第一LED组、第二LED组、分别与LED组相对应的第一导光板和第二导光板、故障诊断模块，导光板相互平行设置，所述第一LED组或第二LED组包括一个LED或多个串联的LED；所述故障诊断模块包括分别串联在第一LED组和第二LED组的采样电阻、并联在一采样电阻两端的电压表、电压比较器和报警器。所述照明系统将报警器输出的信号进行逻辑“与”运算，输出预警信号。本实用新型采用冗余LED组，保证了平面光源的均匀性，通过对单个LED组的故障操作状态的监测，并通过串联电路“与”逻辑诊断方法，对照明系统的整体监测，及时维修，延长使用寿命。
【专利说明】 一种带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源和照明系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子照明【技术领域】，具体涉及一种带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源和包括该导光膜平面光源的照明系统。
【背景技术】
[0002]LED灯被广泛应用，基本以点阵式和导光板两种形式。无论哪种形式都是通过多个LED灯的平面拼接来实现平面光源亮度的均匀分布。当单个LED故障或衰减时会出现暗斑、暗块甚至是黑影区。目前，一般的控制电路为了便于LED分压都是通过恒流源控制一个多LED串联电路，当有LED衰减时，恒流源自动增大功率以保证LED保持设计照度，但单个LED故障熄灭产生开路后，整组串联电路上的LED将失效。
[0003]现有的LED平面光源，一般都不带有自我诊断功能，如何实现平面光源亮度均匀分布，并且在LED老化到出现故障服务中断之前，进行预防性维修，能确保平面光源有效使用，延长整体部件寿命。
实用新型内容
[0004]为了克服上述LED平面光源发光不均匀、在LED老化出现故障前不能及时诊断维修的技术缺陷，本实用新型提供一种发光均匀、并且能自我诊断LED故障的带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源和包括该导光膜平面光源的照明系统。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的:
[0006]本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，包括恒流源、并联在恒流源输出端的第一 LED组、第二 LED组、分别与第一 LED组和第二 LED组相对应的第一导光板和第二导光板、以及故障诊断模块，所述第一导光板与第二导光板相互平行设置，所述第一LED组或第二 LED组包括一个LED或多个串联的LED ；
[0007]所述故障诊断模块包括分别串联在第一 LED组和第二 LED组的采样电阻、与其中一个采样电阻并联的电压表和电压比较器、以及报警器；
[0008]所述电压比较器用于将采样电阻的电压与预设基准电压比较，并将结果输出至报警器；
[0009]所述报警器根据电压比较器输出的结果，输出相应的报警信号。
[0010]进一步地，还包括运算放大电路模块，所述运算放大电路模块分别与所述电压表和电压比较器连接，所述运算放大电路模块放大的倍数为30?60倍，优选50倍，再输出至电压比较器。
[0011]进一步地，所述报警信号为\或0，V表采样电压与基准电压基本相等，O代表采样电压与基准电压相异；所述采样电压放大50倍后与基准电压的误差范围为正负基准电压的10%?40%，放大后的采样电压在该误差范围内，视为基本相等。
[0012]进一步地，所述恒流源包括并联设置的第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，其发射极通过第二电阻与电源正极连接，其集电极通过第一电容与电源正极连接；
[0013]所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，其集电极与第一二极管的负极连接，其发射极通过第三电阻与LED组的正极连接，所述第一二极管的正极通过第一电阻与电源的正极连接，所述第一三极管的集电极与第二三极管的基极的连接点通过稳压二极管与LED组的正极连接，所述稳压二极管的正极与LED组连接，其负极与第一三极管的集电极连接，所述LED组的负极与地线连接。
[0014]一种带有自诊断的照明系统，包括若干所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源、用于连接导光膜平面光源的三极管和预警系统，所述导光膜平面光源的报警器输出报警信号至第一三极管的基极、第一三极管的集电极输入一电压信号、其发射极与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极连接导光膜平面光源的报警信号，其发射极连接第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极连接导光膜平面光源，其发射极连接预警系统，所述预警系统输出报警信号。将导光膜平面光源中报警器输出的报警信号进行逻辑“与”运算，输出预警信号至预警系统，所述预警系统输出预警信号。
[0015]进一步地，所述预警信号为Vcc或0，Vcc代表照明系统的所有LED正常，O代表照明系统的LED组存在异常。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0017]1、本实用新型通过两层导光板冗余导光，在一组LED出现故障后，另外一层LED能自适应增加强度，确保了发光的均匀性。
[0018]2、通过故障诊断模块对单个LED组的故障操作状态的监测，并通过串联电路“与”逻辑诊断方法，实现对照明系统的整体监测，在LED组出现损伤但未出现故障中断服务时诊断出其操作状态，使维护人员能够及时开展预防性维护，增强照明系统的实际连接无故障服务水平，延长整体照明系统的服务寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，其中:
[0020]图1是本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源的原理示意图；
[0021]图2是本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源的恒流源原理示意图；
[0022]图3是本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源的故障诊断模块原理示意图；
[0023]图4是本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源的照明系统的诊断原理示意图。
[0024]图中:1_恒流源，2-第一 LED组，3-第二 LED组，4-第一导光板，5-第二导光板，6-光线，7-故障诊断模块，71-采样电阻，72-运算放大器电路模块，73-电压比较器，74-报警器，8-预警系统。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]如图1?图3所示，本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，包括恒流源1、并联在恒流源输出端的第一 LED组2、第二 LED组3、分别与第一 LED组2和第二LED组3相对应的第一导光板4和第二导光板5、故障诊断模块7，所述第一导光板4与第二导光板5相互平行设置，第一 LED组2或第二 LED组3包括一个LED或多个串联的LED ;所述故障诊断模块7包括分别串联在所述第一 LED组2和第二 LED组3的采样电阻71、与所述第二 LED组3串联的采样电阻71并联的电压表、与电压表相连接的运算放大器电路模块72和预设基准电压的电压比较器73、以及报警器74 ;所述电压比较器73用于将采样电阻71的采样电压与基准电压比较，并将结果输出至报警器74;所述报警器74根据电压比较器输出的结果，输出相应的报警信号，\或0，V:表不米样电压与基准电压基本相等，O表不采样电压与基准电压不相等，即有LED存在故障，采样电压经运算放大器放大电路模块72放大30?60倍，优选50倍，米样电压放大后与基准电压的误差在正负基准电压的10%?40%内，视为基本相等。所述电压表也可以并联在第一 LED组串联的采样电阻两端。
[0027]所述恒流源I包括并联设置的第一三极管Ql和第二三极管Q2，所述第一三极管Ql的基极与所述第二三极管Q2的集电极连接，其发射极通过第二电阻R2与电源正极连接，其集电极通过第一电容Cl与电源正极连接；
[0028]所述第二三极管Q2的基极与所述第一三极管Ql的集电极连接，其集电极与第一二极管的负极连接，其发射极通过第三电阻R3与LED组的正极连接，所述第一二极管的正极通过第一电阻Rl与电源的正极连接，所述第一三极管Ql的集电极与第二三极管Q2的基极的连接点通过稳压二极管D2与LED组的正极连接，所述稳压二极管D2的正极与LED组连接，其负极与第一三极管Ql的集电极连接，所述LED组的负极与地线连接。
[0029]本实用新型所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源的工作原理:
[0030]由于在恒流源I控制下的并联第一 LED组和第二 LED组，当第一 LED组开路故障，第二 LED组去路电流增大，采样电阻两端的电压将增大；当第一 LED组击穿短路后，第二LED组的去路电流减小，采样电阻两端的电压将减小；当第二 LED组开路故障，采样电阻两端的电压为O ;当第二 LED组击穿短路后，采样电阻两端的电压将增大。根据该电路故障的逻辑关系，就能通过检测采样电阻两端的电压变化，对LED组的故障状态进行诊断和预警。并将采样电阻两端的电压通过运算放大器电路模块放大，然后与电压比较器的基准电压进行比较，当采样电压与基准电压不相同时，报警器输出0，表示LED组存在故障，当采样电阻两端的电压与基准电压基本相同时，报警器输出Vt，表示LED组正常工作。
[0031]一种带有自诊断的照明系统，包括若干带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源、用于连接导光膜平面光源的三极管和预警系统8，所述导光膜平面光源的报警器输出报警信号至第一三极管的基极、第一三极管的集电极输入一电压信号Vcc、其发射极与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极连接导光膜平面光源的报警信号，其发射极连接第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极连接导光膜平面光源，其发射极连接预警系统，所述预警系统输出报警信号。本实施例为三组带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，也可以是两组、四组、五组等多组带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，通过三极管串联，将故障诊断模块7输出的报警信号进行逻辑“与”运算，形成照明系统的故障诊断输出信号，通过预警系统8输出，判别照明系统内是否存在LED组故障，预警系统8输出Vcc，表示照明系统内的所有LED组正常工作，预警系统8输出0，表示照明系统内存在LED组故障。
[0032]本实施例所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源和带自诊断的照明系统的其它结构参见现有技术。
[0033]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，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，其特征在于:包括恒流源、并联在恒流源输出端的第一 LED组、第二 LED组、分别与第一 LED组和第二 LED组相对应的第一导光板和第二导光板、以及故障诊断模块，所述第一导光板与第二导光板相互平行设置，所述第一LED组或第二 LED组包括一个LED或多个串联的LED ； 所述故障诊断模块包括分别串联在第一 LED组和第二 LED组的采样电阻、与其中一个采样电阻并联的电压表和电压比较器、以及报警器； 所述电压比较器用于将采样电阻的电压与预设基准电压比较，并将结果输出至报警器; 所述报警器根据电压比较器输出的结果，输出相应的报警信号。
2.根据权利要求1所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，其特征在于:还包括运算放大电路模块，所述运算放大电路模块分别与所述电压表和电压比较器连接，所述运算放大电路模块放大的倍数为30?60倍。
3.根据权利要求2所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，其特征在于:所述运算放大电路模块放大的倍数优选为50倍。
4.根据权利要求3所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，其特征在于:所述报警信号为\或0，VtR表采样电压与基准电压基本相等，O代表采样电压与基准电压相异；所述采样电压放大50倍后与基准电压的误差范围为正负基准电压的10%?40%，放大后的采样电压在该误差范围内，视为基本相等。
5.根据权利要求4所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源，其特征在于:所述恒流源包括并联设置的第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，其发射极通过第二电阻与电源正极连接，其集电极通过第一电容与电源正极连接； 所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，其集电极与第一二极管的负极连接，其发射极通过第三电阻与LED组的正极连接，所述第一二极管的正极通过第一电阻与电源的正极连接，所述第一三极管的集电极与第二三极管的基极的连接点通过稳压二极管与LED组的正极连接，所述稳压二极管的正极与LED组连接，其负极与第一三极管的集电极连接，所述LED组的负极与地线连接。
6.一种照明系统，其特征在于:包括若干如权利要求1至5任一项所述带自诊断的自适应冗余导光膜平面光源、用于连接导光膜平面光源的三极管和预警系统，所述导光膜平面光源的报警器输出报警信号至第一三极管的基极、第一三极管的集电极输入一电压信号、其发射极与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极连接导光膜平面光源的报警信号，其发射极连接第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极连接导光膜平面光源，其发射极连接预警系统，所述预警系统输出报警信号。
7.根据权利要求6所述照明系统，其特征在于:所述电压信号为Vcc，所述预警信号为Vcc或0，Vcc代表照明系统的所有LED正常，O代表照明系统的LED组存在异常。
【文档编号】F21Y101/02GK204254334SQ201420770939
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】苏钊颐 申请人:广州市地下铁道总公司