本申請涉及一種具備光強補償功能的led模塊控制裝置以及包括該裝置的照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

顯示器或者景觀照明燈等所使用的發(fā)光二極管(lightemittingdiode，led)作為一種包括uv(ultraviolet)led并且使電流通過半導(dǎo)體物質(zhì)從而發(fā)光的光半導(dǎo)體元件，是一種使用半導(dǎo)體的p-n接合結(jié)構(gòu)，在p型半導(dǎo)體部分施加“正電壓”而提取電子并形成正孔(hole)，在n型半導(dǎo)體部分施加“負(fù)極”而使電子注入時，這些電子擴散并在接合面處結(jié)合時發(fā)光的元件。

相比普通的燈等光源，這種led的節(jié)能效果突出，可以半永久地使用，所以被認(rèn)為是下一代的光源。使用led的應(yīng)用市場的產(chǎn)業(yè)全面擴散，從而正式進(jìn)入led時代。

led的控制通常分為電壓控制和電流控制，電壓控制時是向led模塊施加一定的電壓的方式，電流控制是向led模塊施加一定的電流的方式。

半導(dǎo)體在導(dǎo)體狀態(tài)通過電流時，因為內(nèi)部電阻而開始發(fā)熱。通過的電流越多，發(fā)熱就越多，但是，內(nèi)部電阻與發(fā)熱量成比例的減少。根據(jù)歐姆定律，如果電壓固定并且電阻變小的話，電流就會增加。電阻的減小和電流的增加會持續(xù)，直到達(dá)到熱平衡狀態(tài)為止。因此，電壓控制方式無法限制電流，所以無法阻止因發(fā)熱而造成的led元件的燒損。

相反，電流控制方式可以限制這種電流，從而最大限度地阻止因發(fā)熱而造成的損失。但是，電流控制方式有因led元件的發(fā)熱而不可避免地?fù)p失光強的問題。

相關(guān)技術(shù)例如：韓國公開專利第2007-0049735號(“發(fā)光二極管恒電流脈寬調(diào)制驅(qū)動電路”，公開日：2007年5月14日)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

【專利文獻(xiàn)1】韓國公開專利第2007-0049735號(“發(fā)光二極管恒電流脈寬調(diào)制驅(qū)動電路”，公開日：2007年5月14日)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問題

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種具備光強補償功能的led模塊控制裝置以及包括該裝置的照明系統(tǒng)，所述具備光強補償功能的led模塊控制裝置可以減少因發(fā)熱造成的led元件的光強損失，并且使led模塊照射出始終具有均勻亮度的光。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種led模塊控制裝置，所述led模塊控制裝置包括：光強測量傳感器，基于預(yù)定光強信號測量依賴于電流值的從led模塊照射出的光的光強；補償信號生成部，生成補償光強信號以補償所測量的光強和預(yù)定光強之間的誤差；和脈寬調(diào)制信號生成部，把依賴于所述補償光強信號的脈寬調(diào)制信號施加于led驅(qū)動器，以使led模塊照射出具有均勻亮度的光。

根據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供一種照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括：led模塊；ac/dc變流器，將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源；led驅(qū)動器，接收所轉(zhuǎn)換的直流電源的輸入以控制所述led模塊；和led模塊控制裝置，控制所述led驅(qū)動器，以使led模塊照射出具有均勻亮度的光。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，可以測量從led模塊照射出的光強，并且向led驅(qū)動器施加脈寬調(diào)制信號，以補償所測量的光強和預(yù)定光強之間的誤差，從而減少因發(fā)熱而造成的led元件的光強損失并使led模塊照射出具有均勻亮度的光。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的具備光強補償功能的led模塊控制裝置以及包括其的照明系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的具備光強補償功能的led模塊控制裝置的主要部的波形圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的光強測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的說明光強補償方法的流程圖。

具體實施方式

下面，參考附圖說明本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明的實施例可以變形為多種其它形態(tài)，本發(fā)明的范圍不僅限于以下所說明的實施例。為了明確的說明，可能會夸張附圖中的多個要素的形狀和尺寸等，附圖上用相同符號表示相同的要素。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的具備光強補償功能的led模塊控制裝置以及包括該控制裝置的照明系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。另外，圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的具備光強補償功能的led模塊控制裝置的主要部的波形圖。并且，圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的光強測量傳感器的電路圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

首先，如圖1所示，照明系統(tǒng)包括：把交流電源(ac)10轉(zhuǎn)換為直流電源的ac/dc變流器20；接收由ac/dc變流器20轉(zhuǎn)換的直流電源的輸入并且控制led模塊40的led驅(qū)動器30；和控制led驅(qū)動器30以使led模塊40照射出具有均勻亮度的光的led模塊控制裝置。上述led驅(qū)動器30以脈寬調(diào)制(pwm)的方式對led模塊40進(jìn)行電流控制，例如，可以是包括ac/dc變流器的裝置，led模塊40可以用包括多個串聯(lián)的led元件。

另外，led模塊控制裝置可包括：光強測量傳感器110；溫度測量傳感器120；主控制部200；操作面板130；轉(zhuǎn)換開關(guān)140。主控制部200可以包括：第一模塊210，包括脈寬調(diào)制信號生成部211和輸出感應(yīng)工作部212；第二模塊220，包括補償信號生成部221和溫度感應(yīng)工作部222；參考波發(fā)生部230；和基準(zhǔn)電壓發(fā)生部240。

以下詳細(xì)說明led模塊控制裝置的具體結(jié)構(gòu)。

首先，光強測量傳感器110可以測量led模塊40的光強(lightintensity)。由光強測量傳感器110測量的光強110a可以傳送至補償信號生成部221。

具體地，光強測量傳感器110的電路如圖3所示，如果光電二極管pd的陽極接地gnd，陰極可以由通過跨阻抗電阻(transimpedanceresistance)rt連接基準(zhǔn)電壓vcc的形態(tài)構(gòu)成。

如果光從外部源照射，就可以根據(jù)從基準(zhǔn)電壓vcc流向光電二極管pd的電流iin而生成轉(zhuǎn)換電壓v1，生成的轉(zhuǎn)換電壓v1通過放大器111放大后，由a/d轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

上述光強測量傳感器110的電路只不過是一示例，為了測量光強，還可以適用很多其它形態(tài)的電路，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。

然后，溫度測量傳感器120可以測量led模塊40的溫度。由溫度測量傳感器120測量的led模塊40的溫度可以傳送至溫度感應(yīng)工作部222。

具體地，如圖4所示，溫度測量傳感器120的電路包括與電源vled連接的固定電阻r1和與固定電阻r1串聯(lián)的電阻r2。此處，電源vled是led驅(qū)動器30的輸出電壓，電阻r1是led模塊40內(nèi)led元件的電阻?？紤]led元件具有隨溫度可變的特性，所以用可變電阻表示。電阻r2的電阻值隨著led模塊40的溫度變化而可變，根據(jù)可變電阻r2的電阻值的電壓v2可以由a/d轉(zhuǎn)換器121轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。上述溫度測量傳感器120的電路只不過是一示例，為了測量光強，還可以適用很多其它形態(tài)的電路，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。

主控制部200控制led驅(qū)動器30，以使led模塊40照射出具有均勻亮度的光。

具體地，補償信號生成部221可以生成補償光強信號221a，從而補償光強測量傳感器110測量的光強110a和光強信號生成部132所傳送的預(yù)定光強142a之間的誤差。補償光強信號221a可以傳送至脈寬調(diào)制信號生成部211。

此處，可以按照下列數(shù)學(xué)式1的方式生成補償光強信號221a。

【數(shù)學(xué)式1】

vfb_light＝vlight_la-vlight_st

其中，vfb_light是光強差，vlight_la是當(dāng)前測量的光強，vlight_st為前一操作中測量的光強。

【數(shù)學(xué)式2】

vfb_light＝vfb_current+vfb_light

其中，vfb_light是補償光強信號221a，vfb_current是光強信號生成部132發(fā)送的預(yù)定光強142a，vfb_light是從所述數(shù)學(xué)式1中算出的光強差。

因此，補償光強信號221a可以通過光強信號生成部132傳送的預(yù)定光強142a加上光強差vfb_light而得出。上述方式只不過是一示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然可以根據(jù)需要而進(jìn)行多種形態(tài)的變形。

另外，當(dāng)由溫度測量傳感器120測量的溫度120a等于或高于預(yù)定溫度時，溫度感應(yīng)工作部222可以向led驅(qū)動器30施加關(guān)閉信號222a。這是以溫度為基礎(chǔ)判斷l(xiāng)ed模塊40的狀態(tài)，并在led模塊40在過熱狀態(tài)時關(guān)閉led驅(qū)動器30的輸出，以此來保護(hù)led模塊40。例如，關(guān)閉信號222a可以是邏輯高h(yuǎn)或邏輯低l信號，但是并不一定限于此。

脈寬調(diào)制信號生成部211將根據(jù)補償光強信號221a的脈寬調(diào)制信號211施加于led驅(qū)動器30，以使led模塊40可以照射出具有均勻亮度的光。脈寬調(diào)制信號生成部211可以為一種比較器。

具體地，參考波發(fā)生部230可以產(chǎn)生具有預(yù)定頻率的參考波(如三角波、鋸齒波等)，并且，脈寬調(diào)制信號生成部211把參考波發(fā)生部230提供的參考波230a與補償光強信號221a比較，以生成脈寬調(diào)制信號211a，并向led驅(qū)動器30施加生成的脈寬調(diào)制信號211a。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的led模塊控制裝置的主部的波形圖。

具體地，如圖2所示，在led模塊40的控制裝置工作之前，在比較預(yù)定光強142a和參考波生成部230提供的參考波230后，再將脈寬調(diào)制信號a輸入至led驅(qū)動器30。

之后，當(dāng)led模塊40的控制裝置工作時，以光強測量傳感器110測量的光強110a為基礎(chǔ)，對補償預(yù)定光強142a的補償光強信號221a和參考波230a進(jìn)行比較，從而向led驅(qū)動器30輸入新的脈寬調(diào)制信號211a，因此，可以使led模塊40照射出具有均勻亮度的光。

另外，當(dāng)從led驅(qū)動器30傳送的輸出感應(yīng)信號小于基準(zhǔn)電壓發(fā)生部240提供的預(yù)定基準(zhǔn)電壓時，輸出感應(yīng)工作部212可以向led驅(qū)動器30施加關(guān)閉信號212a。這種輸出感應(yīng)工作部212可以由比較器構(gòu)成。例如，關(guān)閉信號212a可以是邏輯高h(yuǎn)或邏輯低l信號，但是并不一定限于此。

即，led驅(qū)動器30輸出的輸出電壓正常時，保持在一定電壓以上。但是，led驅(qū)動器30誤操作或者故障時，輸出電壓下降到一定電壓以下，此時向led驅(qū)動器30施加關(guān)閉信號，從而可以停止led驅(qū)動器30的工作。上述輸出感應(yīng)信號可以由led驅(qū)動器30本身提供，或者以直接感應(yīng)led驅(qū)動器30的輸出電壓的方式實現(xiàn)。

另外，操作面板130可以包括狀態(tài)顯示部131和光強信號生成部132。狀態(tài)顯示部131可以圖示led模塊控制裝置的各部分的狀態(tài)，例如測量光強110a、測量溫度120a、關(guān)閉信號212a、222a等。

并且，光強信號生成部132可以把通過led模塊40的控制裝置包括的編碼器卷(encodervolume,ev)接收的輸入信號轉(zhuǎn)換為光強信號，并提供至補償信號生成部221。或者光強信號生成部132可以從外部服務(wù)器接收光強信號的輸入，并提供至補償信號生成部221。另外，還包括轉(zhuǎn)換開關(guān)140，用于選擇編碼器卷ev或外部服務(wù)器其中之一。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以測量從led模塊照射的光強，并向led驅(qū)動器施加脈寬調(diào)制信號，以補償測量的光強和預(yù)定光強之間的誤差，從而可以減少因發(fā)熱造成的led元件的光強損失，并且使led模塊照射出具有均勻亮度的光。

另外，圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的說明光強補償方法的流程圖。

以下，參照圖1至圖5詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的光強補償方法。但是，為了簡化說明，省略了與圖1至圖4中已說明的內(nèi)容相重復(fù)的事項的說明。

首先，在s501光強測量傳感器110可以基于預(yù)定光強信號測量依賴電流值的從led模塊40照射出的光亮度(光強)。由光強測量傳感器110測量的光強110a可以傳送至補償信號生成部221。

隨后，在s502補償信號生成部221可以生成補償光強信號221a，用于補償由光強測量傳感器測量的光亮度(光強)110a和光強信號生成部132傳送的預(yù)定光亮度(光強)142a之間的誤差。補償光強信號221a可以傳送至脈寬調(diào)制信號生成部211。

最后，在s503脈寬調(diào)制信號生成部211把依賴于補償光強信號142a的脈寬調(diào)制信號211a施加于led驅(qū)動器30，以使led模塊40照射出具有均勻亮度的光。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例，可以測量從led模塊照射的光強，并向led驅(qū)動器施加脈寬調(diào)制信號，以補償測量的光強和預(yù)定光強之間的誤差，從而可以減少因發(fā)熱造成的led元件的光強損失，并且使led模塊照射出具有均勻亮度的光。

另外，說明本發(fā)明時的“～部”可以通過很多方式實現(xiàn)，例如：處理器、通過處理器執(zhí)行的程序命令、軟件模塊、微碼、計算機程序產(chǎn)品、邏輯電路、專用集成電路、固件等。

本發(fā)明不限于上述實施例和附圖。要根據(jù)權(quán)利要求書對本發(fā)明范圍進(jìn)行限定，并且對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)進(jìn)行的多種形態(tài)的替換、變形和變更都將是顯而易見的。

附圖標(biāo)記列表

10：交流電源20：ac/dc變流器

30：led驅(qū)動器40：led模塊

110：光強測量傳感器110a：測量的光強

120：溫度測量傳感器120a：測量的溫度

130：操作面板131：狀態(tài)顯示部

132：光強信號生成部200：主控制部

210：第一模塊211：脈寬調(diào)制信號生成部

212：輸出感應(yīng)工作部220：第二模塊

221：補償信號生成部222：溫度感應(yīng)工作部

230：參考波發(fā)生部240：基準(zhǔn)電壓發(fā)生部