Led控制装置及具有led控制装置的led照明设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种LED控制装置及具有LED控制装置的LED照明设备，该LED控制装置接收来自一供电电路的电压源，包括：温度检测电路，连接该供电电路；风扇控制电路，连接该温度检测电路及散热风扇的扇叶感测电路；以及同步控制电路，连接该扇叶感测电路及LED灯的驱动电路，控制该驱动电路的启动及关闭。当供电电源开启时，LED控制装置同步检测是否有异常情况发生，若有LED灯温度过高、散热风扇本身损坏、或散热风扇的扇叶被异物卡住等异常情况发生，LED控制装置会主动关闭LED灯。由此，将可在温度高低及风扇运转的控制条件下达到同步对LED灯驱动电源的供给与否的控制目的，确保该LED照明设备在点亮时的照明质量与其安全性。
【专利说明】LED控制装置及具有LED控制装置的LED照明设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED控制装置，以及一种具有LED控制装置的LED照明设备。
【背景技术】
[0002]近年来,发光二极管(Light Emitting D1des, LED)已逐渐受到重视。相较于传统白热灯泡，LED灯具兼备了高照明度、省电、使用寿命长、耐久性高以及反应速度快等优点，故在照明市场上的需求量逐年增加。
[0003]然而，在高亮度的照明需求下所伴随而来的高使用温度，不但使得对温度变化十分敏感的LED灯具的发光效率降低，并且同时加速了 LED灯具的老化、大为缩短LED灯具的使用寿命。因此，除了被动地加大散热板的体积外，亦需要搭配一散热风扇来主动地帮助LED灯具进行散热，以达到冷却LED灯具的目的。
[0004]不过，即使搭配有一散热风扇，仍有可能因为长时间、不间断地使用，而导致散热赶不上升温的速度，造成该LED灯的温度过高，或者是该散热风扇本身损毁、扇叶被异物卡住，而使该散热风扇无法顺利地进行散热等异常状况发生，导致高温光衰与寿命不足的问题再度复发，甚至可能因为温度失控而造成燃爆、引发火灾等憾事发生，严重影响到LED灯具的照明质量与安全性。
实用新型内容
[0005]为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种LED控制装置以及一种具有LED控制装置的LED照明设备。当供电电源开启时，本实用新型的LED控制装置会同步检测是否有异常情况发生，若有例如一 LED灯的温度过高、散热风扇本身损坏、或是散热风扇的扇叶被异物卡住等异常情况发生，该LED控制装置会主动地关断该LED灯，借此确保该LED照明设备在点亮时的照明质量与其安全性。
[0006]为达上述目的及其他目的，本实用新型提供一种LED控制装置，监控散热风扇的运转状况及控制LED灯的LED驱动电路，该LED控制装置接收来自一供电电路的电压源。该LED控制装置包括:温度检测电路、风扇控制电路及同步控制电路，该温度检测电路连接至该供电电路，以检测该LED灯的温度，并根据该温度输出相对应的第一指示电信号；该风扇控制电路连接该温度检测电路及该散热风扇的扇叶感测电路，接收来自该温度检测电路的第一指示电信号以控制该散热风扇的启动及关闭；以及该同步控制电路连接该扇叶感测电路及该LED灯的LED驱动电路，并接收该扇叶感测电路根据该散热风扇的转速所对应输出的第二指示电信号，该同步控制电路以根据该第二指示电信号控制该LED驱动电路的启动及关闭。
[0007]于本实用新型一实施例中，当该温度检测电路所检测该LED灯的温度高于一额定温度时输出属于该第一指示电信号的第一关闭电信号，该风扇控制电路于接收该第一关闭电信号后关闭该散热风扇的运转，该扇叶感测电路响应该散热风扇的停止运转输出属于该第二指示电信号的第二关闭电信号，该同步控制电路于接收该第二关闭电信号后控制该LED驱动电路为关闭。
[0008]于本实用新型一实施例中，当该温度检测电路所检测该LED灯的温度低于一启动温度时输出属于该第一指不电信号的第一启动电信号，该风扇控制电路于接收该第一启动电信号后启动或维持该散热风扇的运转，并通过该扇叶感测电路感测该散热风扇的扇叶的转速，当该转速高于一额定转速时该扇叶感测电路输出属于该第二指示电信号的第二启动电信号，该同步控制电路于接收该第二启动电信号后控制该LED驱动电路为开启。
[0009]于本实用新型一实施例中，当该转速低于该额定转速时该扇叶感测电路输出属于该第二指示电信号的第二警告电信号，并关闭该散热风扇的运转，该同步控制电路于接收该第二警告电信号后控制该LED驱动电路使该LED灯发出警告。
[0010]于本实用新型一实施例中，其中该温度检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、热敏电阻及比较器，该第一电阻与该第二电阻串联而形成第一电阻串，该第三电阻与该热敏电阻串联而形成第二电阻串，该比较器的反相输入端连接至该第一电阻与该第二电阻之间，该比较器的正相输入端连接至该第三电阻与该热敏电阻之间，该第一电阻串、该第二电阻串与该比较器并联，其中该第一电阻、该第二电阻及该第三电阻配置来设定该额定温度及该启动温度。
[0011]于本实用新型一实施例中，该同步控制电路于接收该第二警告电信号后系控制该LED驱动电路使该LED灯间歇点亮。
[0012]于本实用新型一实施例中，该LED控制装置还包括稳压电路，设置在该供电电路与该温度检测电路之间，以提供一稳定电压至该温度检测电路。
[0013]为达上述目的及其他目的，本实用新型亦提供一种具有LED控制装置的LED照明设备，包括供电电路、LED灯、散热风扇及如上所述的LED控制装置，该供电电路连接至该LED灯、该散热风扇及该LED控制装置，其中，该LED控制装置设置于该散热风扇中。
[0014]于本实用新型一实施例中，该散热风扇具有一破孔以露出该LED控制装置上的该温度检测电路，该破孔面向该LED灯。
[0015]借此，本实用新型的LED控制装置以及一种具有LED控制装置的LED照明设备通过风扇控制电路来作为主控，使LED灯的驱动与否取决于风扇控制电路是否正常运作，而风扇的运转与否又受制于LED灯的温度，因此，借由这些具有控制顺序的电路配置，将可在温度高低及风扇运转的控制条件下达到同步对LED灯驱动电源的供给与否的控制目的，进而可随时监控一 LED灯的温度，在该LED灯温度过高时即可将该LED灯关闭，避免该LED照明设备过热毁坏的事情发生，以此维持该LED照明设备的使用寿命，同时，亦可判断是否有一散热风扇本身损坏、或是该散热风扇的扇叶被异物卡住等异常情况发生，借此确保本实用新型的LED照明设备在点亮时的照明质量与其安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1A为本实用新型的第一实施例中的LED控制装置应用于LED照明设备的方块图。
[0017]图1B为本实用新型的第二实施例中的LED控制装置应用于LED照明设备的方块图。
[0018]图2为本实用新型的第三实施例中的LED控制装置应用于LED照明设备的方块图。
[0019]图3为本实用新型一实施例中的散热风扇组的内部电路图。
[0020]图4为本实用新型一实施例中的LED照明设备的分解图。
[0021]图5为本实用新型一实施例中的LED照明设备的示意图。
[0022]主要部件附图标记:
[0023]1000LED 照明设备
[0024]100供电电路
[0025]110电源
[0026]120变压器
[0027]200LED 灯
[0028]210LED 芯片
[0029]220LED驱动电路
[0030]300散热风扇
[0031]300’散热风扇组
[0032]310扇叶感测电路
[0033]320扇叶
[0034]400LED控制装置
[0035]410温度检测电路
[0036]411温度感测组件
[0037]420风扇控制电路
[0038]430同步控制电路
[0039]450稳压电路
[0040]SIN输入端
[0041]SI第一输出端
[0042]S2第二输出端
[0043]S3第三输出端
[0044]S4第四输出端
[0045]OUT输出端子
[0046]Cl第一指不电信号
[0047]Cll第一关闭电信号
[0048]C12第一启动电信号
[0049]C2第二指示电信号
[0050]C21第二关闭电信号
[0051]C22第二启动电信号
[0052]C23第二警告电信号
[0053]V1第一电压
[0054]V2第二电压
[0055]V3第三电压
[0056]V4第四电压
[0057]Vc稳定电压
[0058]L线圈
[0059]Dl二极管
[0060]ZDl齐纳二极管
[0061]Ql?Q3 晶体管
[0062]Rl ?RlO 电阻
[0063]RTl热敏电阻
【具体实施方式】
[0064]为充分了解本实用新型的目的、特征及技术效果，兹由下述具体实施例，并结合附图，对本实用新型做详细说明，说明如下:
[0065]请参照图1A，其为本实用新型的第一实施例中的LED控制装置400应用于LED照明设备1000的方块图。如图所示，该LED照明设备1000包括供电电路100、LED灯200、散热风扇300及该LED控制装置400。其中，该LED灯200具有LED芯片210及LED驱动电路220，该散热风扇300具有扇叶感测电路310及扇叶320，其中，举例来说，该散热风扇300可为无刷直流(BLDC)风扇。
[0066]该供电电路100包括电源110及变压器120，该电源110可为外部交流电源或是内部电池，该变压器120具有输入端SIN、第一输出端S1、第二输出端S2及第三输出端S3。使用该LED照明设备1000时，可将该变压器120的输入端SIN电性连接至该电源110，以将从电源110输入的电力分别转换成适用于该LED灯200的第一电压V1、适用于该散热风扇300的第二电压V2以及适用于该LED控制装置400的第三电压V3，提供该第一电压V1至该LED灯200以使该LED灯200的LED芯片210发光；提供该第二电压V2至该散热风扇300以使该散热风扇300的扇叶320转动，利用旋风产生热对流来帮助该LED灯200散热，以延长该LED灯200的使用寿命；提供该第三电压V3至该LED控制装置400以使该LED控制装置400动作，进而管控该LED灯200及该散热风扇300的启动及关闭。亦即，该供电电路100可分别供电给该LED灯200、该散热风扇300及该LED控制装置400，以供应其动作所需的电源。
[0067]该LED灯200及该散热风扇300借由该LED控制装置400相连接以使该LED灯200可响应该散热风扇300的状态来通过该LED控制装置400被控制，其中该LED控制装置400包括温度检测电路410、风扇控制电路420及同步控制电路430。
[0068]该温度检测电路410连接至该供电电路100以接收来自该供电电路100的第三电压V3而操作，且该温度检测电路410通过其内的温度感测组件411来检测该LED灯200的LED芯片210的温度,并根据该温度输出相对应的第一指不电信号Cl。
[0069]该风扇控制电路420连接至该温度检测电路410及该散热风扇300的扇叶感测电路310之间，接收来自该温度检测电路410的第一指示电信号Cl来控制该散热风扇300的启动及关闭，当该扇叶感测电路310启动时，该扇叶感测电路310通过该扇叶感测电路310感测该散热风扇300的扇叶320的转速，并根据该转速来输出相对应的第二指示电信号C2至该同步控制电路430。
[0070]该同步控制电路430连接该扇叶感测电路310及该LED灯200的LED驱动电路220，以接收来自该风扇控制电路420的第二指示电信号C2，来控制该LED驱动电路220的启动及关闭，借此使该LED灯200的LED芯片210保持启动及关闭。
[0071]举例来说，当该温度检测电路410所检测该LED芯片210的温度高于额定温度(例如50°C )时，该温度检测电路410输出第一关闭电信号Cll至该风扇控制电路420以关闭该散热风扇300，该扇叶感测电路310输出第二关闭电信号C21，再利用该同步控制电路430于接收该第二关闭电信号C21后关闭该LED灯200 ;接着，当该温度检测电路410所检测该LED芯片210的温度低于启动温度时，该温度检测电路410输出第一启动电信号C12至该风扇控制电路420以启动该散热风扇300，并通过该扇叶感测电路310感测该散热风扇300的扇叶320的转速，当该转速高于一额定转速时输出第二启动电信号C22，再利用该同步控制电路430于接收该第二启动电信号C22后使该LED灯200开启，其中，当该LED灯200本即为开启状态时即为保持开启(亦即该LED灯200正常开启下本实用新型的LED控制装置仍在背景不断地执行监控作业)。另一方面，举例来说，当该额定转速订为零转时，即为该散热风扇300高于零转而呈现有运转时即输出该第二启动电信号C22。
[0072]亦即，若该LED灯的LED芯片的温度过高时，则可借由该LED控制装置关闭该散热风扇及该LED灯；若该LED灯的LED芯片的温度下降至启动温度(安全温度)时，则可借由该LED控制装置使该散热风扇及该LED灯再次启动或保持启动状态。
[0073]值得一提的是，当该温度检测电路所检测该LED芯片210的温度低于该启动温度时输出第一启动电信号C12至该风扇控制电路420以启动该散热风扇300，并通过该扇叶感测电路310感测该散热风扇300的扇叶320的转速，当该转速低于该额定转速时输出第二警告电信号C23至该同步控制电路430，再利用该同步控制电路430于接收该第二警告电信号C23后使该LED灯200发出警告，例如以使该LED灯频闪或是关闭的方式发出警告。因此，本实用新型的LED控制装置可通过风扇控制电路来作为主控，使LED灯的驱动与否取决于风扇控制电路是否正常运作，而风扇的运转与否又受制于LED灯的温度，因此，借由这些具有控制顺序的电路配置，将可在温度高低及风扇运转的控制条件下达到同步对LED灯驱动电源的供给与否的多重控制，确保本实用新型的LED照明设备在点亮时的照明质量与其安全性。以本段落的例子来说，当该散热风扇300的扇叶320损坏或被异物卡住等异常情况时，由于该散热风扇300的扇叶320的转速会降低甚至无法运转，即可借由该LED控制装置使该LED灯的驱动电源切断或以间歇供应的方式使该LED灯频闪(由于频闪时间短，除了不会继续造成温度过高外更可提示使用者)；反之，当该散热风扇300的扇叶320的异常情况被排除时，则可借由该LED控制装置使该LED灯重新启动。
[0074]借此，本实用新型的LED控制装置，可随时监控该LED灯的温度，避免该LED照明设备过热毁坏的事情发生，以此维持该LED照明设备的使用寿命。同时，判断是否有风扇本身损坏、或是扇叶被异物卡住等异常情况发生，借此确保该LED灯具在点亮时的照明质量与其安全性。
[0075]请参照图1B，其为本实用新型的第二实施例的LED照明设备1000的方块图。如图所示，该LED控制装置400可还包括稳压电路450，设置于该供电电路100的变压器120与该温度检测电路410之间，供应至该温度检测电路410的第二电压V2可通过该稳压电路450将其电压值拉低到波纹谷值以下，进而转换成可供该温度检测电路410使用的稳定电压V。，以防止因该电源110不稳定而造成的干扰(该干扰会使得温度检测电路410的基准电压飘移而造成温度监控的不正确)，而使该温度检测电路410可更准确地完成上述的温度判定。
[0076]请参照图2，其为本实用新型的第三实施例的LED照明设备1000的方块图。该LED控制装置400被整合在该散热风扇300而形成散热风扇组300’，该散热风扇组300’的LED控制装置400接收来自该供电电路100的变压器120的第四输出端S4所输出的第四电压V4,以使该LED控制装置400动作，进而驱使该散热风扇300的扇叶320转动。
[0077]接着，请参照图3，其为本实用新型一实施例中的散热风扇组300’的内部电路图。如图所示，该稳压电路450借由一齐纳二极管ZDl把晶体管Q3的基极电压VB控制在一稳定值，再利用晶体管Q3自身的压降特性而将输入至该温度检测电路410的第二电压V4电压值转换成可供该温度检测电路410使用的稳定电压\，以减少不必要的涟波干扰。
[0078]于此实施例中，该温度检测电路410包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、热敏电阻RT (即上述温度感测组件411)及比较器，该第一电阻Rl与该第二电阻R2串联而形成第一电阻串，该第三电阻R3与该热敏电阻RT串联而形成第二电阻串，该比较器的反相输入端连接至该第一电阻Rl与该第二电阻R2之间，该比较器的正相输入端连接至该第三电阻R3与该热敏电阻R4之间，该第一电阻串、该第二电阻串与该比较器并联。由于该热敏电阻RT在温度越高时的阻值越小，可通过该热敏电阻RT在该LED灯的实时温度不同时的电阻变化来调整进入该比较器的正反输入端两端的分压，进而做出温度判定，当该温度检测电路410检测该温度超过该额定温度时，该温度检测电路410输出该第一关闭电信号Cl I至该风扇控制电路420，以关闭该散热风扇300 ;当该温度检测电路410检测该温度低于启动温度时，该温度检测电路140输出第一启动电信号C12至该风扇控制电路420，以启动该散热风扇300。其中，可借由调整该第一电阻R1、该第二电阻R2及该第三电阻R3而将该热敏电阻RT控制在较佳线性区(即电阻值与温度成较佳线性关系，当温度变化时，电阻值的改变会呈现稳定的变化幅度)。除了选择较佳的线性区外，由于热敏电阻RT并非瞬间实时反应环境温度，因此需待实际环境温度降低至低于该额定温度时才能在电阻值上作对应的反应，而电阻Rl?3的搭配可选择热敏电阻RT相对于环境温度的作用曲线的区间(电阻值随温度的变化幅度)，故可通过电阻Rl?3的搭配来选择热敏电阻RT的作用区进而就能决定出该启动温度低于该额定温度的程度，举例来说，在热敏电阻RT的线性区中选择变化较缓的区间时，该启动温度就会较远离该额定温度(相差较大)；反之，当在热敏电阻RT的线性区中选择变化较陡的区间时，该启动温度就会较接近该额定温度(相差较少)。另一方面，该额定温度由于是经过实际环境温度搭配电阻Rl?3的设定，故当环境温度到达该额定温度时可立即使该温度检测电路410动作(一样是通过电阻Rl?3的搭配所选择的作用区间来达成)。
[0079]于此实施例中，该风扇控制电路420连接至该温度检测电路410及该扇叶感测电路310，可借此检知该散热风扇300的扇叶320的转速，并根据该扇叶320的转速来输出相对应的第二指示电信号C2至该同步控制电路430。其中，该扇叶感测电路310包含霍尔1C，用以感测该扇叶的磁场以对线圈L作相对应的磁场切换。
[0080]于此实施例中，该同步控制电路430连接该风扇控制电路420，接收来自该风扇控制电路420的第二指示电信号C2，且该同步控制电路430通过输出端子OUT连接该LED灯的LED驱动电路220，来控制该LED驱动电路220的启动及关闭，借此控制第一电压V1所致的电流是否输入至LED芯片210，以点亮及关闭该LED芯片210。此外，该同步控制电路430亦可控制该LED驱动电路220的启动及关闭间的时间差，利用长时间的关闭或间歇性的频闪来指示出不同的异常情况，以方便使用者进行侦错。
[0081]再者，请同时参照图4及图5，图4为本实用新型一实施例中的LED照明设备的分解图。图5为本实用新型一实施例中的LED照明设备的示意图。如图所示，该LED照明设备1000可为一灯具，该灯具由灯罩510、LED灯200、主散热器520、散热风扇300、隔板530、驱动模块540、外壳550及灯头560依序组合而成。一个以上的LED芯片210被设置于该LED灯200上，且本实用新型的一种LED控制装置400设置于该散热风扇300中。其中，该散热风扇300采用破孔的方式，提供一孔洞(图未示，位于散热风扇300另一侧)让该LED控制装置400上的温度检测电路410的温度感测组件411的热敏电阻RT靠近该LED灯200 (该主散热器520会将该LED灯200的热引至该主散热器520本体上)。当一外部电源110通过该灯头560供电至该灯具的驱动模块540时，该驱动模块540会通过设置于其中的变压器120驱动该LED灯200、该散热风扇300以及设置于该散热风扇300的LED控制装置400。
[0082]借此，本实用新型的LED照明设备借由这些具有控制顺序的电路配置，以风扇控制电路作为主控，可在温度高低及风扇运转的控制条件下达到同步对LED灯驱动电源的供给与否的控制目的，进而可随时监控其LED灯的温度，在该LED灯温度过高时将该LED灯关闭，避免该LED照明设备过热毁坏的事情发生，以此维持该LED照明设备的使用寿命。同时，判断是否有散热风扇本身损坏、或是扇叶被异物卡住等异常情况发生，借此确保本实用新型的LED照明设备在点亮时的照明质量与其安全性。
[0083]本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本实用新型的范畴内。因此，本实用新型的保护范围当以权利要求书所限定的内容为准。
【权利要求】
1.一种LED控制装置，其特征在于，接收来自一供电电路的电压源，所述控制装置包括: 温度检测电路，连接该供电电路，以检测LED灯的温度，并根据该温度输出相对应的第一指不电信号； 风扇控制电路，连接该温度检测电路及散热风扇的扇叶感测电路，接收来自该温度检测电路的第一指示电信号以控制该散热风扇的启动及关闭；以及 同步控制电路，连接该扇叶感测电路及该LED灯的LED驱动电路，并接收该扇叶感测电路根据该散热风扇的转速所对应输出的第二指示电信号，该同步控制电路根据该第二指示电信号控制该LED驱动电路的启动及关闭。
2.如权利要求1所述的LED控制装置，其特征在于，当该温度检测电路所检测该LED灯的温度高于一额定温度时输出属于该第一指不电信号的第一关闭电信号，该风扇控制电路于接收该第一关闭电信号后关闭该散热风扇的运转，该扇叶感测电路响应该散热风扇的停止运转输出属于该第二指示电信号的第二关闭电信号，该同步控制电路于接收该第二关闭电信号后控制该LED驱动电路为关闭。
3.如权利要求2所述的LED控制装置，其特征在于，当该温度检测电路所检测该LED灯的温度低于一启动温度时输出属于该第一指不电信号的第一启动电信号，该风扇控制电路于接收该第一启动电信号后启动或维持该散热风扇的运转，并通过该扇叶感测电路感测该散热风扇的扇叶的转速，当该转速高于一额定转速时该扇叶感测电路输出属于该第二指示电信号的第二启动电信号，该同步控制电路于接收该第二启动电信号后控制该LED驱动电路为开启。
4.如权利要求3所述的LED控制装置，其特征在于，当该转速低于该额定转速时该扇叶感测电路输出属于该第二指示电信号的第二警告电信号，并关闭该散热风扇的运转，该同步控制电路于接收该第二警告电信号后控制该LED驱动电路使该LED灯发出警告。
5.如权利要求3所述的LED控制装置，其特征在于，该温度检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、热敏电阻及比较器，该第一电阻与该第二电阻串联而形成第一电阻串，该第三电阻与该热敏电阻串联而形成第二电阻串，该比较器的反相输入端连接至该第一电阻与该第二电阻之间，该比较器的正相输入端连接至该第三电阻与该热敏电阻之间，该第一电阻串、该第二电阻串与该比较器并联，其中该第一电阻、该第二电阻及该第三电阻配置来设定该额定温度及该启动温度。
6.如权利要求4所述的LED控制装置，其特征在于，该同步控制电路于接收该第二警告电信号后控制该LED驱动电路使该LED灯间歇点亮。
7.如权利要求1至6中任一项所述的LED控制装置，其特征在于，还包括稳压电路，设置在该供电电路与该温度检测电路之间，以提供一稳定电压至该温度检测电路。
8.—种LED照明设备，其特征在于，包括供电电路、LED灯、散热风扇及如权利要求1至5中任一项所述的LED控制装置，该供电电路连接至该LED灯、该散热风扇及该LED控制装置，其中，该LED控制装置设置于该散热风扇中。
9.如权利要求8所述的LED照明设备，其特征在于，该散热风扇具有一破孔以露出该LED控制装置上的该温度检测电路，该破孔面向该LED灯。
【文档编号】F04D27/00GK203978891SQ201420435858
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】范纲龙 申请人:冠昱铨科技股份有限公司