一種帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源和照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源和照明系統(tǒng)，所述導(dǎo)光膜平面光源包括恒流源、并聯(lián)在恒流源輸出端的第一LED組、第二LED組、分別與LED組相對應(yīng)的第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板、故障診斷模塊，導(dǎo)光板相互平行設(shè)置，所述第一LED組或第二LED組包括一個LED或多個串聯(lián)的LED；所述故障診斷模塊包括分別串聯(lián)在第一LED組和第二LED組的采樣電阻、并聯(lián)在一采樣電阻兩端的電壓表、電壓比較器和報警器。所述照明系統(tǒng)將報警器輸出的信號進行邏輯“與”運算，輸出預(yù)警信號。本實用新型采用冗余LED組，保證了平面光源的均勻性，通過對單個LED組的故障操作狀態(tài)的監(jiān)測，并通過串聯(lián)電路“與”邏輯診斷方法，對照明系統(tǒng)的整體監(jiān)測，及時維修，延長使用壽命。
【專利說明】 一種帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源和照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電子照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源和包括該導(dǎo)光膜平面光源的照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]LED燈被廣泛應(yīng)用，基本以點陣式和導(dǎo)光板兩種形式。無論哪種形式都是通過多個LED燈的平面拼接來實現(xiàn)平面光源亮度的均勻分布。當(dāng)單個LED故障或衰減時會出現(xiàn)暗斑、暗塊甚至是黑影區(qū)。目前，一般的控制電路為了便于LED分壓都是通過恒流源控制一個多LED串聯(lián)電路，當(dāng)有LED衰減時，恒流源自動增大功率以保證LED保持設(shè)計照度，但單個LED故障熄滅產(chǎn)生開路后，整組串聯(lián)電路上的LED將失效。
[0003]現(xiàn)有的LED平面光源，一般都不帶有自我診斷功能，如何實現(xiàn)平面光源亮度均勻分布，并且在LED老化到出現(xiàn)故障服務(wù)中斷之前，進行預(yù)防性維修，能確保平面光源有效使用，延長整體部件壽命。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服上述LED平面光源發(fā)光不均勻、在LED老化出現(xiàn)故障前不能及時診斷維修的技術(shù)缺陷，本實用新型提供一種發(fā)光均勻、并且能自我診斷LED故障的帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源和包括該導(dǎo)光膜平面光源的照明系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型按以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，包括恒流源、并聯(lián)在恒流源輸出端的第一 LED組、第二 LED組、分別與第一 LED組和第二 LED組相對應(yīng)的第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板、以及故障診斷模塊，所述第一導(dǎo)光板與第二導(dǎo)光板相互平行設(shè)置，所述第一LED組或第二 LED組包括一個LED或多個串聯(lián)的LED ；
[0007]所述故障診斷模塊包括分別串聯(lián)在第一 LED組和第二 LED組的采樣電阻、與其中一個采樣電阻并聯(lián)的電壓表和電壓比較器、以及報警器；
[0008]所述電壓比較器用于將采樣電阻的電壓與預(yù)設(shè)基準電壓比較，并將結(jié)果輸出至報警器；
[0009]所述報警器根據(jù)電壓比較器輸出的結(jié)果，輸出相應(yīng)的報警信號。
[0010]進一步地，還包括運算放大電路模塊，所述運算放大電路模塊分別與所述電壓表和電壓比較器連接，所述運算放大電路模塊放大的倍數(shù)為30?60倍，優(yōu)選50倍，再輸出至電壓比較器。
[0011]進一步地，所述報警信號為\或0，V表采樣電壓與基準電壓基本相等，O代表采樣電壓與基準電壓相異；所述采樣電壓放大50倍后與基準電壓的誤差范圍為正負基準電壓的10%?40%，放大后的采樣電壓在該誤差范圍內(nèi)，視為基本相等。
[0012]進一步地，所述恒流源包括并聯(lián)設(shè)置的第一三極管和第二三極管，所述第一三極管的基極與所述第二三極管的集電極連接，其發(fā)射極通過第二電阻與電源正極連接，其集電極通過第一電容與電源正極連接；
[0013]所述第二三極管的基極與所述第一三極管的集電極連接，其集電極與第一二極管的負極連接，其發(fā)射極通過第三電阻與LED組的正極連接，所述第一二極管的正極通過第一電阻與電源的正極連接，所述第一三極管的集電極與第二三極管的基極的連接點通過穩(wěn)壓二極管與LED組的正極連接，所述穩(wěn)壓二極管的正極與LED組連接，其負極與第一三極管的集電極連接，所述LED組的負極與地線連接。
[0014]一種帶有自診斷的照明系統(tǒng)，包括若干所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源、用于連接導(dǎo)光膜平面光源的三極管和預(yù)警系統(tǒng)，所述導(dǎo)光膜平面光源的報警器輸出報警信號至第一三極管的基極、第一三極管的集電極輸入一電壓信號、其發(fā)射極與第二三極管的集電極連接，所述第二三極管的基極連接導(dǎo)光膜平面光源的報警信號，其發(fā)射極連接第三三極管的集電極；所述第三三極管的基極連接導(dǎo)光膜平面光源，其發(fā)射極連接預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)輸出報警信號。將導(dǎo)光膜平面光源中報警器輸出的報警信號進行邏輯“與”運算，輸出預(yù)警信號至預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)輸出預(yù)警信號。
[0015]進一步地，所述預(yù)警信號為Vcc或0，Vcc代表照明系統(tǒng)的所有LED正常，O代表照明系統(tǒng)的LED組存在異常。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0017]1、本實用新型通過兩層導(dǎo)光板冗余導(dǎo)光，在一組LED出現(xiàn)故障后，另外一層LED能自適應(yīng)增加強度，確保了發(fā)光的均勻性。
[0018]2、通過故障診斷模塊對單個LED組的故障操作狀態(tài)的監(jiān)測，并通過串聯(lián)電路“與”邏輯診斷方法，實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的整體監(jiān)測，在LED組出現(xiàn)損傷但未出現(xiàn)故障中斷服務(wù)時診斷出其操作狀態(tài)，使維護人員能夠及時開展預(yù)防性維護，增強照明系統(tǒng)的實際連接無故障服務(wù)水平，延長整體照明系統(tǒng)的服務(wù)壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，其中:
[0020]圖1是本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源的原理示意圖；
[0021]圖2是本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源的恒流源原理示意圖；
[0022]圖3是本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源的故障診斷模塊原理示意圖；
[0023]圖4是本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源的照明系統(tǒng)的診斷原理示意圖。
[0024]圖中:1_恒流源，2-第一 LED組，3-第二 LED組，4-第一導(dǎo)光板，5-第二導(dǎo)光板，6-光線，7-故障診斷模塊，71-采樣電阻，72-運算放大器電路模塊，73-電壓比較器，74-報警器，8-預(yù)警系統(tǒng)。

【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]如圖1?圖3所示，本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，包括恒流源1、并聯(lián)在恒流源輸出端的第一 LED組2、第二 LED組3、分別與第一 LED組2和第二LED組3相對應(yīng)的第一導(dǎo)光板4和第二導(dǎo)光板5、故障診斷模塊7，所述第一導(dǎo)光板4與第二導(dǎo)光板5相互平行設(shè)置，第一 LED組2或第二 LED組3包括一個LED或多個串聯(lián)的LED ;所述故障診斷模塊7包括分別串聯(lián)在所述第一 LED組2和第二 LED組3的采樣電阻71、與所述第二 LED組3串聯(lián)的采樣電阻71并聯(lián)的電壓表、與電壓表相連接的運算放大器電路模塊72和預(yù)設(shè)基準電壓的電壓比較器73、以及報警器74 ;所述電壓比較器73用于將采樣電阻71的采樣電壓與基準電壓比較，并將結(jié)果輸出至報警器74;所述報警器74根據(jù)電壓比較器輸出的結(jié)果，輸出相應(yīng)的報警信號，\或0，V:表不米樣電壓與基準電壓基本相等，O表不采樣電壓與基準電壓不相等，即有LED存在故障，采樣電壓經(jīng)運算放大器放大電路模塊72放大30?60倍，優(yōu)選50倍，米樣電壓放大后與基準電壓的誤差在正負基準電壓的10%?40%內(nèi)，視為基本相等。所述電壓表也可以并聯(lián)在第一 LED組串聯(lián)的采樣電阻兩端。
[0027]所述恒流源I包括并聯(lián)設(shè)置的第一三極管Ql和第二三極管Q2，所述第一三極管Ql的基極與所述第二三極管Q2的集電極連接，其發(fā)射極通過第二電阻R2與電源正極連接，其集電極通過第一電容Cl與電源正極連接；
[0028]所述第二三極管Q2的基極與所述第一三極管Ql的集電極連接，其集電極與第一二極管的負極連接，其發(fā)射極通過第三電阻R3與LED組的正極連接，所述第一二極管的正極通過第一電阻Rl與電源的正極連接，所述第一三極管Ql的集電極與第二三極管Q2的基極的連接點通過穩(wěn)壓二極管D2與LED組的正極連接，所述穩(wěn)壓二極管D2的正極與LED組連接，其負極與第一三極管Ql的集電極連接，所述LED組的負極與地線連接。
[0029]本實用新型所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源的工作原理:
[0030]由于在恒流源I控制下的并聯(lián)第一 LED組和第二 LED組，當(dāng)?shù)谝?LED組開路故障，第二 LED組去路電流增大，采樣電阻兩端的電壓將增大；當(dāng)?shù)谝?LED組擊穿短路后，第二LED組的去路電流減小，采樣電阻兩端的電壓將減小；當(dāng)?shù)诙?LED組開路故障，采樣電阻兩端的電壓為O ;當(dāng)?shù)诙?LED組擊穿短路后，采樣電阻兩端的電壓將增大。根據(jù)該電路故障的邏輯關(guān)系，就能通過檢測采樣電阻兩端的電壓變化，對LED組的故障狀態(tài)進行診斷和預(yù)警。并將采樣電阻兩端的電壓通過運算放大器電路模塊放大，然后與電壓比較器的基準電壓進行比較，當(dāng)采樣電壓與基準電壓不相同時，報警器輸出0，表示LED組存在故障，當(dāng)采樣電阻兩端的電壓與基準電壓基本相同時，報警器輸出Vt，表示LED組正常工作。
[0031]一種帶有自診斷的照明系統(tǒng)，包括若干帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源、用于連接導(dǎo)光膜平面光源的三極管和預(yù)警系統(tǒng)8，所述導(dǎo)光膜平面光源的報警器輸出報警信號至第一三極管的基極、第一三極管的集電極輸入一電壓信號Vcc、其發(fā)射極與第二三極管的集電極連接，所述第二三極管的基極連接導(dǎo)光膜平面光源的報警信號，其發(fā)射極連接第三三極管的集電極；所述第三三極管的基極連接導(dǎo)光膜平面光源，其發(fā)射極連接預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)輸出報警信號。本實施例為三組帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，也可以是兩組、四組、五組等多組帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，通過三極管串聯(lián)，將故障診斷模塊7輸出的報警信號進行邏輯“與”運算，形成照明系統(tǒng)的故障診斷輸出信號，通過預(yù)警系統(tǒng)8輸出，判別照明系統(tǒng)內(nèi)是否存在LED組故障，預(yù)警系統(tǒng)8輸出Vcc，表示照明系統(tǒng)內(nèi)的所有LED組正常工作，預(yù)警系統(tǒng)8輸出0，表示照明系統(tǒng)內(nèi)存在LED組故障。
[0032]本實施例所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源和帶自診斷的照明系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)。
[0033]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，故凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，其特征在于:包括恒流源、并聯(lián)在恒流源輸出端的第一 LED組、第二 LED組、分別與第一 LED組和第二 LED組相對應(yīng)的第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板、以及故障診斷模塊，所述第一導(dǎo)光板與第二導(dǎo)光板相互平行設(shè)置，所述第一LED組或第二 LED組包括一個LED或多個串聯(lián)的LED ； 所述故障診斷模塊包括分別串聯(lián)在第一 LED組和第二 LED組的采樣電阻、與其中一個采樣電阻并聯(lián)的電壓表和電壓比較器、以及報警器； 所述電壓比較器用于將采樣電阻的電壓與預(yù)設(shè)基準電壓比較，并將結(jié)果輸出至報警器; 所述報警器根據(jù)電壓比較器輸出的結(jié)果，輸出相應(yīng)的報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，其特征在于:還包括運算放大電路模塊，所述運算放大電路模塊分別與所述電壓表和電壓比較器連接，所述運算放大電路模塊放大的倍數(shù)為30?60倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，其特征在于:所述運算放大電路模塊放大的倍數(shù)優(yōu)選為50倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，其特征在于:所述報警信號為\或0，VtR表采樣電壓與基準電壓基本相等，O代表采樣電壓與基準電壓相異；所述采樣電壓放大50倍后與基準電壓的誤差范圍為正負基準電壓的10%?40%，放大后的采樣電壓在該誤差范圍內(nèi)，視為基本相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源，其特征在于:所述恒流源包括并聯(lián)設(shè)置的第一三極管和第二三極管，所述第一三極管的基極與所述第二三極管的集電極連接，其發(fā)射極通過第二電阻與電源正極連接，其集電極通過第一電容與電源正極連接； 所述第二三極管的基極與所述第一三極管的集電極連接，其集電極與第一二極管的負極連接，其發(fā)射極通過第三電阻與LED組的正極連接，所述第一二極管的正極通過第一電阻與電源的正極連接，所述第一三極管的集電極與第二三極管的基極的連接點通過穩(wěn)壓二極管與LED組的正極連接，所述穩(wěn)壓二極管的正極與LED組連接，其負極與第一三極管的集電極連接，所述LED組的負極與地線連接。
6.一種照明系統(tǒng)，其特征在于:包括若干如權(quán)利要求1至5任一項所述帶自診斷的自適應(yīng)冗余導(dǎo)光膜平面光源、用于連接導(dǎo)光膜平面光源的三極管和預(yù)警系統(tǒng)，所述導(dǎo)光膜平面光源的報警器輸出報警信號至第一三極管的基極、第一三極管的集電極輸入一電壓信號、其發(fā)射極與第二三極管的集電極連接，所述第二三極管的基極連接導(dǎo)光膜平面光源的報警信號，其發(fā)射極連接第三三極管的集電極；所述第三三極管的基極連接導(dǎo)光膜平面光源，其發(fā)射極連接預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)輸出報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述照明系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓信號為Vcc，所述預(yù)警信號為Vcc或0，Vcc代表照明系統(tǒng)的所有LED正常，O代表照明系統(tǒng)的LED組存在異常。
【文檔編號】F21Y101/02GK204254334SQ201420770939
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】蘇釗頤 申請人:廣州市地下鐵道總公司