專利名稱：發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)光二極管陣列的控制裝置，特別涉及一種可延長發(fā)光二極管陣列使用壽命及節(jié)省耗能的控制裝置。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光原理，是由電子與電洞復合后，產(chǎn)生具有照明效果的光。 發(fā)光二極管的優(yōu)點早已周知，并必然成為照明工具的明日之星。然而，發(fā)光二極管在邁向照明應用上，仍是有很多的阻礙及技術問題需要克服，例如使用壽命及散熱的問題。在具有更高電光轉換效率的發(fā)光二極管為了提高發(fā)光二極管的亮度，經(jīng)常以提升二極管功率來得到更高的輸出亮度。然而，這使得發(fā)光二極管本身即使使用了散熱片等方式，仍舊無法有效地解決因為散熱不及，導致累積過高的熱而讓使用壽命縮短的問題。另外，前述的問題限制了發(fā)光二極管的應用，例如目前的發(fā)光二極管并不宜應用于路燈。因為作為路燈應用的光源，必須是能夠提供高亮度及長時間的使用，而現(xiàn)階段的發(fā)光二極管在于取得高亮度、高穩(wěn)定度、高使用壽命上，經(jīng)常無法取得適當?shù)钠胶狻?br>
實用新型內容為了解決前述的發(fā)光二極管常因為為了取得高亮度的光輸出，導致需要輸入過高的功率而產(chǎn)生散熱問題，進而導致使用壽命縮短及使用范疇限制的問題，本實用新型是利用多發(fā)光二極管燈串交互輪替休息以及自動調節(jié)發(fā)光二極管的輸出亮度，改善發(fā)光二極管無法適用于如路燈等需要長時間照明的應用領域中，解決散熱不佳且使用壽命過短的問題，達到節(jié)能、節(jié)省成本及延長發(fā)光二極管使用壽命的目的。配合前述的技術問題以及發(fā)明目的，本實用新型提供一種發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其包含多個電壓反饋控制電路，其分別輸出不同的定電壓；一燈串模塊，該燈串模塊包含一燈串單元以及多個定電流電路，該燈串單元連接于各電壓反饋控制電路的輸出；各定電流電路連接于該燈串單元，每一定電流電路分別連接一對應的電壓反饋控制電路；一總監(jiān)控模塊，其連接各電壓反饋控制電路及各定電流電路。上述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其中，包含多個燈串模塊，每一燈串模塊分別與各電壓反饋控制電路及總監(jiān)控模塊連接。上述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其中，該總監(jiān)控模塊進一步連接一感應光亮度或溫度的感應模塊。上述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其中，該燈串單元包含多個串接的發(fā)光二極管，每一發(fā)光二極管并聯(lián)一旁路電路，每一旁路電路與該總監(jiān)控模塊電性連接。上述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其中，該燈串模塊包含一燈串控制芯片，其連接于該總監(jiān)控模塊以及各定電流電路間。[0014]上述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其中，每一燈串模塊包含一燈串控制芯片，其連接于該總監(jiān)控模塊以及各定電流電路間；該旁路電路包含并聯(lián)于該發(fā)光二極管的一硅控整流器以及一脈沖變壓器，該脈沖變壓器與該燈串控制芯片電連接；每一燈串模塊包含一比較電路，該比較電路是連接于該燈串控制芯片與定電流電路間。上述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其中，該總監(jiān)控模塊連接一脈沖寬度調變控制電路，該脈沖寬度調變控制電路連接一交流直流轉換模塊。本實用新型利用多發(fā)光二極管燈串交互輪替休息以及自動調節(jié)發(fā)光二極管的輸出亮度，改善發(fā)光二極管無法適用于如路燈等需要長時間照明的應用領域中，解決散熱不佳且使用壽命過短的問題，達到節(jié)能、節(jié)省成本及延長發(fā)光二極管使用壽命的目的。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

圖1為本實用新型一較佳實施例的電路方框圖；圖2為本實用新型一較佳實施例的詳細電路圖；圖3為本實用新型一較佳實施例的發(fā)光二極管毀損判斷電路線路圖。
具體實施方式
以下配合附圖及本實用新型的較佳實施例，進一步闡述本實用新型為達到預定的所采取的技術手段。請參考圖1，為本實用新型發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置的較佳實施例， 其包含一總監(jiān)控模塊10、一輸入電壓控制模塊20、一交流直流轉換模塊30、一個以上的燈串模塊40以及一光感應模塊50。請參考圖2，該總監(jiān)控模塊10可為一微處理器或一可程控芯片(如PLD、CPLD, FPGA...等)，其可配合周邊電路，執(zhí)行一發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制方法，如圖3所示。本較佳實施例的該總監(jiān)控模塊10可如圖2中所標示，采用編號為PIC16F716的控制芯片。該輸入電壓控制模塊20包含多個電壓反饋控制電路22以及一脈沖寬度調變控制電路M，每一電壓反饋控制電路22分別連接該總監(jiān)控模塊10的輸出端，并接受該總監(jiān)控模塊10的控制指令以輸出一定電壓輸出給任一個燈串模塊40，而各個電壓反饋控制電路22 可分別輸出不同的定電壓，本較佳實施例包含三個可輸出三種不同定電壓輸出的電壓反饋控制電路22。該電壓反饋控制電路22可為各種型態(tài)的定電壓電路，如圖2所示，本較佳實施例的各電壓反饋控制電路22是利用一并聯(lián)穩(wěn)壓器(編號TL431)、一晶體管以及多個電阻所組成的定電壓電路；以圖2中包含晶體管Q4的電壓反饋控制電路22為例，該晶體管Q4的基極(base)連接該總監(jiān)控模塊10的一輸出端，而該晶體管Q4的集電極(collector)則連接包含一并聯(lián)穩(wěn)壓器(TL431, programmable shunt regulator)及三個電阻 R15，R16，R17 的
4定電壓電路。當該晶體管Q4受總監(jiān)控模塊10的控制而開啟后，包含該晶體管Q4的電壓反饋控制電路22則輸出特定電壓給予各燈串模塊40。該脈沖寬度調變控制電路24是直接或間接連接于該總監(jiān)控模塊10及該交流直流轉換模塊30間，其接受該總監(jiān)控模塊10的控制而配合交流直流轉換模塊30將一外部的交流電源 轉換成一直流電壓，該直流電壓是提供給予各電壓反饋控制電路22及各燈串模塊 40 ；所謂間接連接是指該脈沖寬度調變控制電路24可通過各個電壓反饋控制電路22與該總監(jiān)控模塊10電性連接。每一燈串模塊40包含一定電流控制電路42以及一串接該定電流控制電路42的一燈串單元44 ；該定電流控制電路42包含一燈串控制芯片422以及多個分別連接于該燈串控制芯片422的輸出端的定電流電路424。本較佳實施例包含三個定電流電路424，以其中一個定電流電路424為例說明，每一定電流電路424包含兩個晶體管Q9、Q10及兩個電阻 R23、Re3,每一定電流電路424可輸出一定電流，每一定電流電路424與一個電壓反饋控制電路22所輸出的定電壓對應，提供同一組燈串單元44特定的電壓及電流，當該燈串控制芯片422受到該總監(jiān)控模塊10的控制，選擇其中的一個定電流電路424而改變輸出至該燈串單元44的電流時，該電壓反饋控制電路22也隨其改變輸出電壓，使輸出到該燈串單元44 的電壓電流能夠匹配，不會因為壓降與電流不匹配而導致能源損耗電路中的其它零件，造成能源浪費及縮短電路使用壽命等問題。該燈串單元44包含多個串聯(lián)的發(fā)光二極管LED，每一發(fā)光二極管并聯(lián)一硅控整流器SCR以及一脈沖變壓器(Pulse Transformer)，該硅控整流器SCR及該脈沖變壓器則作為對應的該發(fā)光二極管的旁路路徑。舉例而言，發(fā)光二極管LED1、硅控整流器SCRl及脈沖變壓器Tl并聯(lián)，當該發(fā)光二極管LEDl毀損時，該脈沖變壓器Tl接受該燈串控制芯片422的控制，而觸動導通該硅控整流器SCRl以產(chǎn)生旁路，使電流流經(jīng)該硅控整流器SCR1。因此， 即使該燈串單元44中相互串聯(lián)的任一發(fā)光二極管毀損，仍能通過與該硅控整流器及該脈沖變壓器產(chǎn)生旁路而讓整串的該燈串單元44持續(xù)正常工作。其中，該燈串控制芯片422判斷于該燈串單元44內的LED是否毀損的方式，可以利用判斷每一定電流電路424是否導通或具有壓降，例如沿用前述的范例并配合參考圖3，可在每一定電流電路424的電阻Rel Re3與晶體管Q6、Q8、Q10基極的節(jié)點位置，連接一比較電路428后，再連接至對應的燈串控制芯片422，當燈串單元44其中一個發(fā)光二極管故障時，該燈串控制芯片422可通過該比較電路428的比較結果(可利用含有比較器的電路，比較前述電阻Rel Re3的壓降與接地的電壓關系)判斷該燈串單元44內有故障而無法讓電阻Rel或Re2或Re3具有正常的壓降， 此時，該燈串控制芯片422則通過逐一驅動每一發(fā)光二極管所對應的該脈沖變壓器而使并聯(lián)的硅控整流器SCR導通，當所導通的硅控整流器SCR是與毀損的發(fā)光二極管并聯(lián)時，對應的電阻Rel或Re2或Re3則存有壓降，如此對應的比較電路428則可以產(chǎn)生不同的輸出，使對應的該燈串控制芯片422得以判斷毀損的發(fā)光二極管，并持續(xù)導通毀損的發(fā)光二極管并聯(lián)的該硅控整流器SCR，如此，即可讓有部分毀損發(fā)光二極管的燈串單元44繼續(xù)工作，達到避免浪費的技術效果。該光感應模塊50連接該總監(jiān)控模塊10的輸入端，其可為包含一光敏電阻或一光耦合元件(Photo Couple)，以感應外部的環(huán)境光，并將感應結果傳送至該總監(jiān)控模塊10，使該總監(jiān)控模塊10得依據(jù)該光感應模塊50的感應結果，適當?shù)恼{節(jié)輸出至該燈串模塊40的功率。舉例而言，該總監(jiān)控模塊10可以在該光感應模塊50感應外部環(huán)境光的亮度變高時， 減少輸出至該燈串模塊40的功率，使該燈串模塊40自動調節(jié)光輸出，達到節(jié)能的功效。 當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，包含多個電壓反饋控制電路，其分別輸出不同的定電壓；一燈串模塊，該燈串模塊包含一燈串單元以及多個定電流電路，該燈串單元連接于各電壓反饋控制電路的輸出；各定電流電路連接于該燈串單元，每一定電流電路分別連接一對應的電壓反饋控制電路；一總監(jiān)控模塊，其連接各電壓反饋控制電路及各定電流電路。
2.根據(jù)權利要求1所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，包含多個燈串模塊，每一燈串模塊分別與各電壓反饋控制電路及總監(jiān)控模塊連接。
3.根據(jù)權利要求2所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，該總監(jiān)控模塊進一步連接一感應光亮度或溫度的感應模塊。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，該燈串單元包含多個串接的發(fā)光二極管，每一發(fā)光二極管并聯(lián)一旁路電路，每一旁路電路與該總監(jiān)控模塊電性連接。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，該燈串模塊包含一燈串控制芯片，其連接于該總監(jiān)控模塊以及各定電流電路間。
6.根據(jù)權利要求4所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，每一燈串模塊包含一燈串控制芯片，其連接于該總監(jiān)控模塊以及各定電流電路間；該旁路電路包含并聯(lián)于該發(fā)光二極管的一硅控整流器以及一脈沖變壓器，該脈沖變壓器與該燈串控制芯片電連接；每一燈串模塊包含一比較電路，該比較電路是連接于該燈串控制芯片與定電流電路間。
7.根據(jù)權利要求4所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，該總監(jiān)控模塊連接一脈沖寬度調變控制電路，該脈沖寬度調變控制電路連接一交流直流轉換模塊。
8.根據(jù)權利要求5所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，該總監(jiān)控模塊連接一脈沖寬度調變控制電路，該脈沖寬度調變控制電路連接一交流直流轉換模塊。
9.根據(jù)權利要求6所述發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其特征在于，該總監(jiān)控模塊連接一脈沖寬度調變控制電路，該脈沖寬度調變控制電路連接一交流直流轉換模塊。
專利摘要本實用新型是涉及一種發(fā)光二極管的壽命延長及節(jié)能控制裝置，其包含多個電壓反饋控制電路、一燈串模塊以及一總監(jiān)控模塊，各電壓反饋控制電路輸出不同的定電壓；該燈串模塊包含一燈串單元以及多個定電流電路，該燈串單元連接于各電壓反饋控制電路的輸出，各定電流電路連接于該燈串單元，每一定電流電路與一個電壓反饋控制電路對應，使各組的定電流電路與電壓反饋控制電路輸出不同的功率給該燈串單元；該總監(jiān)控模塊選擇控制其中一相對應的電壓反饋控制電路及定電流電路，輸出一設定定電壓定電流源給該燈串單元。
文檔編號H05B37/02GK202068629SQ20112017641
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權日2011年5月24日
發(fā)明者陳宣泰 申請人:陳宣泰