一种多并联LED灯串安全控制系统

技术领域

本发明涉及LED控制领域，更具体地说，涉及一种多并联LED灯串安全控制系统。

背景技术

多并联LED灯串包括多组LED灯串，每组LED灯串包括多个串联连接的LED灯珠。LED驱动电路在驱动多并联LED灯串时，将多并联LED灯串作为整体进行驱动，即提供工作电流，并不能单独控制某个LED灯串的工作电流。基于这种驱动模式，如果某一LED灯串出现故障，例如开路、短路等，在LED驱动电流输出总电流不变的情况下，会导致其他路LED灯串电流增大，可能导致过流损坏LED灯串。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种多并联LED灯串安全控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多并联LED灯串安全控制系统，包括LED驱动电路、至少两组LED灯串、至少两个第一电压检测电路、分压电路和处理器，每个所述LED灯串对应一个所述第一电压检测电路，所述LED灯串包括至少两个串联连接的LED灯珠；

所述LED驱动电路用于驱动所述LED灯串，所述LED驱动电路的输入端连接供电电源VIN；所述LED驱动电路的第一端连接每组所述LED灯串的第一端，每组所述LED灯串的第二端连接对应所述第一电压检测电路的第一端，每个所述第一电压检测电路的第二端连接所述LED驱动电路的第二端，每个所述第一电压检测电路的第三端连接所述处理器；所述LED驱动电路的第二端通过所述分压电路连接第一接地点；所述处理器连接所述LED驱动电路；所述分压电路连接所述处理器；

所述处理器获取所述分压电路两端的电压；所述处理器获取每个所述第一电压检测电路的第一检测电压，若某一所述第一检测电压为所述分压电路两端的电压，则说明该第一电压检测电路对应的LED灯串出现开路故障；所述处理器控制所述LED驱动电路减小输出电流。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述第一电压检测电路包括第一电阻R1和第二电阻R2；

所述第一电阻R1的第一端连接所述第二电阻R2的第一端，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的连接点为所述第一电压检测电路的第一端，所述第一电阻R1的第二端为所述第一电压检测电路的第二端，所述第二电阻R2的第二端为所述第一电压检测电路的第三端。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述第一电压检测电路还包括第一电容C1，所述第二电阻R2的第二端通过所述第一电容C1连接第一接地点。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述分压电路包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4并联连接，并联后的第一端连接所述LED驱动电路的第二端，并联后的第二端连接第一接地点。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述分压电路还包括二极管D1，所述二极管D1的正极连接所述LED驱动电路的第二端，所述二极管D1的负极连接第一接地点。

进一步，本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统还包括第二电压检测电路，所述第二电压检测电路的第一端连接每个所述LED灯串的第一端，所述第二电压检测电路的第二端连接所述处理器；

所述处理器获取所述第二电压检测电路的第二检测电压，若所述第二检测电压不在预设电压范围内，则说明所述LED灯串出现短路故障；所述处理器控制所述LED驱动电路停止驱动所述LED灯串。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述第二电压检测电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；

所述第五电阻R5的第一端为所述第二电压检测电路的第一端，所述第五电阻R5的第二端分别连接所述第六电阻R6的第一端和所述第七电阻R7的第一端，所述第六电阻R6的第二端连接第一接地点，所述第七电阻R7的第二端为所述第二电压检测电路的第二端。

进一步，本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统还包括第二电容C2，所述第二电容C2的两端分别连接所述第六电阻R6的第二端和所述第七电阻R7的第二端。

进一步，本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统还包括第三电压检测电路，所述第三电压检测电路的第一端连接所述供电电源VIN，所述第三电压检测电路的第二端连接所述处理器，所述第三电压检测电路的第三端连接第一接地点；

所述处理器获取所述第三电压检测电路的第三检测电压，若所述第三检测电压大于第一预设电压，则所述供电电源VIN出现过压故障，所述处理器执行过压保护策略；若所述第三检测电压小于第二预设电压，则所述供电电源VIN出现欠压故障，则处理器执行欠压保护策略；其中所述第一预设电压大于所述第二预设电压。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述第三电压检测电路包括第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10；

所述第八电阻R8的第一端为所述第三电压检测电路的第一端，所述第八电阻R8的第二端分别连接所述第九电阻R9的第一端和所述第十电阻R10的第一端，所述第九电阻R9的第二端为所述第三电压检测电路的第二端，所述第十电阻R10的第二端为所述第三电压检测电路的第三端。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述第三电压检测电路还包括第三电容C3，所述电容C3两端分别连接所述第九电阻R9的第二端和所述第十电阻R10的第二端。

进一步，本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统还包括开关电路，所述开关电路的第一端连接所述处理器，所述开关电路的第二端连接第一接地点，所述开关电路的第三端连接第二接地点；

所述处理器控制所述开关电路导通时，所述第一接地点和所述第二接地点接通；所述处理器控制所述开关电路断开时，所述第一接地点和所述第二接地点断开。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述开关电路包括MOS管Q1、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13；

所述MOS管Q1的栅极通过所述第十一电阻R11连接所述处理器，所述MOS管Q1的栅极通过所述第十二电阻R12连接所述MOS管Q1的源极，所述MOS管Q1的源极通过所述第十三电阻R13连接第二接地点；所述MOS管Q1的漏极连接第一接地点。

进一步，本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统还包括第十四电阻R14和第四电容C4，所述LED驱动电路包括驱动芯片U1；

所述第十四电阻R14的第一端连接所述驱动芯片U1的反馈输入引脚FB，所述第十四电阻R14的第二端连接所述处理器，所述第十四电阻R14的第二端通过所述第四电容C4连接第一接地点。

进一步，在本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统中，所述LED驱动电路包括驱动芯片U1和可调电阻，所述驱动芯片U1的电流取样引脚CS通过所述可调电阻连接第一接地点；通过调节所述可调电阻的电阻值调节所述LED驱动电路的输出电流值。

进一步，本发明所述的多并联LED灯串安全控制系统还包括与所述处理器连接、用于反馈故障信息的反馈电路。

实施本发明的一种多并联LED灯串安全控制系统，具有以下有益效果：本发明能够检测出LED灯串的开路故障，从而及时调整驱动电流，避免对LED灯串造成损害，实现多并联LED灯串安全运行。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的第一电压检测电路30的电路图；

图3是本发明实施例提供的分压电路40的电路图；

图4是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图5是本发明实施例提供的第二电压检测电路60的电路图；

图6是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图7是本发明实施例提供的第三电压检测电路70的电路图；

图8是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图9是本发明实施例提供的开关电路80的电路图；

图10是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图11是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图12是本发明实施例提供的可调电阻90的电路图；

图13是本发明实施例提供的多并联LED灯串安全控制系统的示意图；

图14是本发明实施例提供的LED驱动电路10的电路图；

图15是本发明实施例提供的LED驱动电路10的电路图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

在一优选实施例中，参考图1，本实施例的多并联LED灯串安全控制系统包括LED驱动电路10、至少两组LED灯串20、至少两个第一电压检测电路30、分压电路40和处理器50，每个LED灯串20对应一个第一电压检测电路30，LED灯串20包括至少两个串联连接的LED灯珠。

LED驱动电路10用于驱动LED灯串20，LED驱动电路10的输入端连接供电电源VIN。LED驱动电路10的第一端连接每组LED灯串20的第一端，每组LED灯串20的第二端连接对应第一电压检测电路30的第一端，每个第一电压检测电路30的第二端连接LED驱动电路10的第二端，每个第一电压检测电路30的第三端连接处理器50。LED驱动电路10的第二端通过分压电路40连接第一接地点，图中用GND1表示，处理器50连接LED驱动电路10。分压电路40连接处理器50；本实施例安全控制系统的工作原理为：处理器50获取分压电路40两端的电压。LED驱动电路10将供电电源VIN转化为驱动信号，驱动各组LED灯串20工作。第一电压检测电路30采集对应LED灯串20的电流分压，即第一检测电压，并将第一检测电压发送至处理器50。处理器50获取每个第一电压检测电路30的第一检测电压后，判断第一检测电压是否等于分压电路40两端的电压。若某一第一检测电压为分压电路40两端的电压，则说明该第一电压检测电路30对应的LED灯串20出现开路故障，处理器50通过第一电压检测电路30直接检测到分压电路40两端的电压。LED灯串20出现开路故障后，处理器50控制LED驱动电路10减小输出电流，避免其他未出现开路故障的LED灯串20出现过流现象，不会损坏LED灯串20。

本实施例能够检测出LED灯串的开路故障，从而及时调整驱动电流，避免对LED灯串造成损害，实现多并联LED灯串安全运行。

在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，参考图2，第一电压检测电路30包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的第一端连接第二电阻R2的第一端，第一电阻R1和第二电阻R2的连接点为第一电压检测电路30的第一端，第一电阻R1的第二端为第一电压检测电路30的第二端，第二电阻R2的第二端为第一电压检测电路30的第三端。作为选择，第一电压检测电路30还包括第一电容C1，第二电阻R2的第二端通过第一电容C1连接第一接地点。

在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，参考图3，分压电路40包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3和第四电阻R4并联连接，并联后的第一端连接LED驱动电路10的第二端，并联后的第二端连接第一接地点。作为选择，分压电路40还包括二极管D1，二极管D1的正极连接LED驱动电路10的第二端，二极管D1的负极连接第一接地点。

参考图4，一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统还包括第二电压检测电路60，第二电压检测电路60的第一端连接每个LED灯串20的第一端，第二电压检测电路60的第二端连接处理器50。

该安全控制系统的工作原理为：正常工作情况下，LED灯串20中每个LED灯珠会有一定压降，若某一个或多个LED灯珠出现短路故障，则压降随之改变，从而导致第二电压检测电路60的第二检测电压发生变化。处理器50获取第二电压检测电路60的第二检测电压后，判断第二检测电压是否在预设电压范围内。若第二检测电压在预设电压范围内，则说明LED灯串20工作正常，没有出现短路故障；若第二检测电压不在预设电压范围内，则说明LED灯串20出现短路故障，处理器50控制LED驱动电路10停止驱动LED灯串20。

本实施例能够检测LED灯串20是否出现短路故障，在出现短路故障时能够及时控制LED驱动电路10停止工作，避免LED灯珠损坏。

在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，参考图5，第二电压检测电路60包括第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，第五电阻R5的第一端为第二电压检测电路60的第一端，第五电阻R5的第二端分别连接第六电阻R6的第一端和第七电阻R7的第一端，第六电阻R6的第二端连接第一接地点，第七电阻R7的第二端为第二电压检测电路60的第二端。作为选择，一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统还包括第二电容C2，第二电容C2的两端分别连接第六电阻R6的第二端和第七电阻R7的第二端。

参考图6，一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统还包括第三电压检测电路70，第三电压检测电路70的第一端连接供电电源VIN，第三电压检测电路70的第二端连接处理器50，第三电压检测电路70的第三端连接第一接地点。

该安全控制系统的工作原理为：处理器50获取第三电压检测电路70的第三检测电压，若第三检测电压大于第一预设电压，则供电电源VIN出现过压故障，处理器50执行过压保护策略。若第三检测电压小于第二预设电压，则供电电源VIN出现欠压故障，则处理器50执行欠压保护策略。其中第一预设电压大于第二预设电压。

本实施例能够监测供电电源VIN是否在安全范围内，避免因电源电压波动造成电路损坏。

在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，参考图7，第三电压检测电路70包括第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，第八电阻R8的第一端为第三电压检测电路70的第一端，第八电阻R8的第二端分别连接第九电阻R9的第一端和第十电阻R10的第一端，第九电阻R9的第二端为第三电压检测电路70的第二端，第十电阻R10的第二端为第三电压检测电路70的第三端。作为选择，第三电压检测电路70还包括第三电容C3，电容C3两端分别连接第九电阻R9的第二端和第十电阻R10的第二端。

一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统还包括开关电路80，参考图8，开关电路80的第一端连接处理器50，开关电路80的第二端连接第一接地点，开关电路80的第三端连接第二接地点，图中用GND2表示，第一接地点和第二接地点为单点接地点。处理器50控制开关电路80导通时，第一接地点和第二接地点接通。处理器50控制开关电路80断开时，第一接地点和第二接地点断开。当开关电路80断开后，整个LED灯串安全控制系统关掉电源，待机功耗降低到零，可最大程度节约电能。

在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，参考图9，开关电路80包括MOS管Q1、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13，MOS管Q1的栅极通过第十一电阻R11连接处理器50，MOS管Q1的栅极通过第十二电阻R12连接MOS管Q1的源极，MOS管Q1的源极通过第十三电阻R13连接第二接地点。MOS管Q1的漏极连接第一接地点。处理器50控制MOS管Q1导通时，第一接地点和第二接地点接通。处理器50控制MOS管Q1断开时，第一接地点和第二接地点断开。当MOS管Q1断开后，整个LED灯串安全控制系统关掉电源，待机功耗降低到零，可最大程度节约电能。

参考图10，一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统还包括第十四电阻R14和第四电容C4，LED驱动电路10包括驱动芯片U1。第十四电阻R14的第一端连接驱动芯片U1的反馈输入引脚FB，第十四电阻R14的第二端连接处理器50，第十四电阻R14的第二端通过第四电容C4连接第一接地点，处理器50获取驱动芯片U1的反馈输入引脚FB的反馈电压，并判断反馈电压是否正常。

在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，参考图11，LED驱动电路10包括驱动芯片U1和可调电阻90，驱动芯片U1的电流取样引脚CS通过可调电阻90连接第一接地点。通过调节可调电阻90的电阻值调节LED驱动电路10的输出电流值。需要减小LED驱动电路10的输出电流时，增大可调电阻90的电阻值；需要增大LED驱动电路10的输出电流时，减小可调电阻90的电阻值。

作为选择，可调电阻90可选用滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的电阻值调节LED驱动电路10的输出电流值。

作为选择，可调电阻90可选用多个并联的电阻，每个电阻串联一个开关，通过控制开关的打开和关闭控制可调电阻90的电阻值。可调电阻90并联电阻的数量可根据需要选择，例如图12，可调电阻90包括3个并联电阻：电阻R55、电阻R74和电阻R77，电阻R77与开关SW1串联连接，电阻R74与开关SW2串联连接，电阻R55与开关SW3串联连接，通过控制开关SW1、开关SW2和开关SW3的打开和关闭控制可调电阻90的电阻值。

参考图13，一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统还包括与处理器50连接、用于反馈故障信息的反馈电路，故障信息为处理器50通过各个检测电路检测所得，故障信息包括LED开路故障、LED短路故障、供电电源VIN过压故障、供电电源VIN欠压故障等，不同故障使用不同的故障信息进行对应反馈，以提示工作人员不同故障信息。作为选择，反馈电路可为显示屏、指示灯、喇叭等。本实施例将检测到的故障信息反馈给工作人员，使工作人员能够及时发现多并联LED灯串出现的故障。

参考图14和图15，在一些实施例的多并联LED灯串安全控制系统中，LED驱动电路10包括恒流芯片IC10以及其外围电路，作为选择，恒流芯片IC10的型号为OC6701,当然也可采用其他具有类似功能的恒流芯片。恒流芯片IC10包括VDD引脚、EN引脚、TOFF引脚、GND引脚、SW引脚、FB引脚、CS引脚和COMP引脚，其外围电路如图所示，其中A1为LED驱动电路10的第一端，A2为LED驱动电路10的第二端。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器(50)执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。