專利名稱：一種智能化高可靠性的驅動模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及發光二極管路燈技術領域，尤其涉及一種智能化高可靠性的發光二極管 路燈驅動模塊。
背景技術：
發光二極管(Light Emitting Diode,簡稱LED)由于其壽命長、響應速度快、光效 強、制造過程無污染等諸多優點，迅速在照明的多個領域得到廣泛普及和應用。發展至 目前，LED半導體照明成為了繼高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈之后的第四代道路照 明產品。
應用于路燈中的大功率LED有兩大核心器件光源與驅動器。光源即為大功率LED。 驅動器即為電源，其將高壓交流市電轉換為低壓直流電并提供給LED，在限制輸出電壓的 同時，還進行恒流控制，確保LED在安全工作區高效運行。經過多年的技術發展，目前， 光源本身的設計與制造技術及其散熱結構已能達到預期的設計與應用目標。而驅動器由 于多為高頻開關電源，內部功能電路多，大量使用電解電容，工作環境惡劣，在實際應 用中，其故障率居高不下，成了整個LED路燈應用中的瓶頸，達不到與光源相相匹配的壽 命。
現有的技術方案中，存在如下問題
一. 采用整體/一體式驅動器的方案，其自身發熱較大，且同時受光源發熱影響較 大，導致其工作壽命不能保障,不能達到預期目標；
二. 全部驅動器裝設于燈殼內，維修與更換相當不便；
三. 現在技術中雖然實現了智能化，但擴展性不好，或功能單一，不能滿足智能化網 絡及通信接口互聯互通的發展趨勢，完成不了最優化的動態節能控制策略。鑒于上述現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種智能化、高可靠性和節 能的發光二極管路燈驅動模塊。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種智能化高可靠性的發光二極管路燈驅動模塊，包括第一轉換器、第二轉換器和 擴展模塊，其中，所述的第一轉換器用于將外部電源轉換成與后級電路適合的直流低壓 電源；所述的第二轉換器用于將經過第一轉換器轉換的低壓直流電進一步轉換為多路獨 立恒流輸出電流；所述的第二轉換器包括接口，用于與所述擴展模塊連接；所述的擴展 模塊用于實現參數檢測或者與系統中央控制器的信息通信功能。
所述的第一轉換器包括將交流市電轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的交流電 源轉換器、將太陽能電池組產生的電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的太陽能 電源轉換器或者將風力發電機產生的電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的風能 電源轉換器。第一轉換器也可以是將水力發電、潮汐發電、核發電產生的電源轉換成與 后級電路適合的直流低壓電源的轉換器。
所述的第一轉換器和第二轉換器分別設于發光二極管路燈的不同位置。LED路燈主要 包括支撐于地面的燈桿，燈桿上端承載LED路燈本體的燈座和LED路燈本體，其中，LED路 燈本體主要由燈殼和隱藏于燈殼內的發光二極管等組成。通常燈殼罩在燈座上端。
所述的第一轉換器設于發光二極管路燈的燈桿或者燈座中；第二轉換器設于發光二 極管路燈的燈殼內。
所述的擴展模塊包括傳感器類擴展模塊和通信類擴展模塊。
所述的多個擴展模塊包括并聯聯接。并且，這些并聯聯接的擴展模塊按照系統分配 的數字地址進行識別。
所述的傳感器類擴展模塊包括照度檢測擴展模塊、溫度檢測擴展模塊或者電流/電壓 檢測擴展模塊。
所述的通信類擴展模塊包括通信接口電路和通信協議解析電路。
所述的通信協議解析電路包括無線傳輸通信協議解析電路、衛星傳輸通信協議解析 電路或者有線傳輸通信協議解析電路。
所述的第二轉換器與所述擴展模塊連接的接口包括數字接口 。
所述的第一轉換器也可以稱為電源轉換器。第二轉換器也可以稱為直流-直流轉換器。
該驅動模塊可以同時驅動多個LED光源進行工作，其具體數量依據具體燈型的需要而定。每一個LED光源相對電氣獨立，相互不影響。
所述的電源轉換器與直流-直流轉換器在實際應用中，分別放置于不同的位置，通常 將電源轉換器放置于路燈燈桿或者燈座中，直流-直流轉換器放置于燈殼內。由于直流-直流轉換器轉換效率高，自身發熱小，內部無電解電容或電容容量小，可長時間連續工 作于溫度較高的環境，放置于受光源熱量影響的燈殼內，其相對耐受力較強，其工作可 靠性得到了保障，能有與LED光源相匹配的壽命。電源轉換器所放置的燈桿、燈座內無其 它發熱源，工作環境溫度相對安裝于燈殼內較低，其內部電子元件失效率大大降低，從 而，獲得了較高的工作壽命。并且由于其放置于燈桿、燈座內，即使有損壞，也可以在 不影響交通，不采用升高機械的情況下快速維修與更換，直正實現了方便維修與更換的 設計理念。
所述擴展模塊，其實現的功能有兩種。 一種為傳感器，檢測現場照度、溫度、電 壓、電流等參數，傳送至直流-直流轉換器。另一種為通信模塊，完成本地路燈與系統中 央控制器的信息通信。通過擴展模塊，實現智能化控制，從而更有效的節能。
所述傳感器類擴展模塊，模塊內包含檢測元器，信號處理電路，邏輯判斷電路，與 直流-直流轉換器的通信接口。當路燈僅裝設此類擴展模塊時，可進行單機的智能控制。
所述通信類擴展模塊，其實質為協議解析器。將與系統中央控制器(主機)的通信 協議進^1解析，取出信息傳送至直流-直流轉換器,或將直流-直流轉換器的相關信息按系 統通信協議進行轉換，傳送至主機。模塊中包含通信接口電路，協議解析電路。
所述通信類擴展模塊與系統中央控制器的通信協議，其根據中央控制器的通信協議 而確定。即可以是通過無線傳輸，也可以是有線傳輸。當路燈應用于不同的系統中，只 需更換此模塊即可，即實現了各種通信接口中的互聯互通。
所述擴展模塊與直流-直流轉換器的接口，為一數字接口，各模塊根據其功能由系統 自動分配一個地址，從而對其進行識別。各擴展模塊通過此接口取得工作電源。
綜上所述，本發明的LED路燈驅動模塊，達到了高可靠性，智能化和節能的目的，大 大降低了路燈的故障率，也通過其高度的智能化及其通信接口的可擴展性，即可單機智 能運行，又可組成遠程控制網絡，得以按最優化的實時動態節能控制策略進行運行，極 有效地達到了節能的效果。
圖l為本發明的結構示意圖；圖2為本發明一種實施方式結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對于本發明的發光二極管路燈驅動模塊進行詳細說明。 如圖1所示， 一種智能化高可靠性的發光二極管路燈驅動模塊，包括電源轉換器、直 流-直流轉換器和擴展模塊，其中，所述的電源轉換器用于將外部電源轉換成與后級電路 適合的直流低壓電源；所述的直流-直流轉換器用于將經過電源轉換器轉換的低壓直流電 進一步轉換為多路獨立恒流輸出電流；所述的直流-直流轉換器包括接口，用于與所述擴 展模塊連接；所述的擴展模塊用于實現參數檢測或者與系統中央控制器的信息通信功 能。
所述的電源轉換器包括將交流市電轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的交流電 源轉換器、將太陽能電池組產生的電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的太陽能 電源轉換器或者將風力發電機產生的電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的風能 電源轉換器。電源轉換器也可以是將水力發電、潮汐發電、核發電產生的電源轉換成與 后級電路適合的直流低壓電源的轉換器。
所述的電源轉換器和直流-直流轉換器分別設于發光二極管路燈的不同位置。
所述的電源轉換器設于發光二極管路燈的燈桿或者燈座中；直流-直流轉換器設于發 光二極管路燈的燈殼內。
所述的擴展模塊包括傳感器類擴展模塊和通信類擴展模塊。
所述的多個擴展模塊包括并聯聯接。多個擴展模塊包括擴展模塊l、擴展模塊2…… 擴展模塊N。
所述的傳感器類擴展模塊包括照度檢測擴展模塊、溫度檢測擴展模塊或者電流/電壓 檢測擴展模塊。
所述的通信類擴展模塊包括通信接口電路和通信協議解析電路。
所述的通信協議解析電路包括無線傳輸通信協議解析電路、衛星傳輸通信協議解析 電路或者有線傳輸通信協議解析電路。
所述的直流-直流轉換器與所述擴展模塊連接的接口包括數字接口。經過直流-直流 轉換器轉換的多路獨立恒流的輸出直接提供給LED光源。多個LED光源包括LED1、 LED2、……LEDN，具體數量根據需要而定。 所述的擴展模塊也可以簡稱為模塊。如圖2所示， 一種智能化、高可靠性的LED路燈驅動模塊。此驅動裝置裝設于LED路燈 中，通過采集安裝現場照度值、溫度值等參數，結合當前時間，對LED光源進行開、關或 者調光控制，并通過通信模塊向系統中央控制器進行信息傳送，接受系統集中控制。電 路結構如附圖2所示
電源轉換器將高壓交流市電轉換為低壓直流電后，由直流-直流轉換器變成四路輸 出，按各LED光源所需的電流，向其供電。直流-直流轉換器各路輸出獨立恒流。
電源轉換器與直流-直流轉換器分開放置，電源轉換器放置于燈桿、燈座中，直流_ 直流轉換器放置于燈殼內。由于直流-直流轉換器轉換效率高，自身發熱小，內部無電解 電容或電容容量小，可長時間連續工作于溫度較高的環境，放置于燈殼內，其工作可靠 性得到了保障，能有與LED光源相匹配的壽命。電源轉換器所放置的燈桿燈座內無其它發 熱源，工作環境溫度相對安裝于燈殼內較低，其內部電子元件失效率大大降低，從而， 獲得了較高的工作壽命。并且由于其放置于燈桿燈座內，即使有損壞，也可以在不影響 交通，不采用升高機械的情況下快速維修與更換，直正實現了方便維修與更換的設計理 念。
照度檢測模塊對現場環境光照度進行測量，依據所設定的值進行判斷，若照度不足 (如已進入傍晚)，則向直流-直流轉換器發出"開燈"請求。并且，模塊內置實時時 鐘，若已開燈，設定時間已到(如凌晨l點)，則向直流-直流轉換器發出"調光"(如 將亮度調至一半)請求。直流-直流轉換器根據請求，執行相關動作，完成單機的智能運 行,有效節省電力消耗。
電壓、電流檢測模塊對路燈的各項電氣參數進行檢測，當出現異常時，向直流-直流 轉換器發出"警告"信號，直流-直流轉換器立即停止輸出，直至有"正常"信號回應。 模塊檢測到的各項參數，包括"警告"信號，以確定的優先級別及規則向通信模塊傳 輸，轉傳至系統中央控制器，給系統的智能平臺決策提供信息。
通信模塊將從系統中央控制器傳來的命令傳送給直流-直流轉換器，由其完成諸如 開、關、調光等操作。同時，模塊也將本地路燈的相關信息(如上述的電壓、電流及路 燈的當前亮度等)傳送到遠程的系統中央控制器，維護或操作人員無需到現場，就可了 解到路燈狀態，并根據需要，及時地遠程監控，形成一個智能網絡。由于路燈的安裝地 點遠程控制接口不同，則根據接口通信協議及其硬件要求更換此模塊即可，實現各種網絡 間的互聯互通，完全滿足實時的動態節能控制。
綜上所述，本發明的LED路燈驅動模塊，達到了高可靠性，智能化和節能的目的，大大降低了路燈的故障率，也通過其高度的智能化及其通信接口的可擴展性，即可單機智 能運行，又可組成遠程控制網絡，得以按最優化的實時動態節能控制策略進行運行，極 有效地達到了節能的效果。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替 換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的 保護范圍為準。
權利要求
1、一種智能化高可靠性的發光二極管路燈驅動模塊，包括第一轉換器、第二轉換器和擴展模塊，其中，所述的第一轉換器用于將外部電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源；所述的第二轉換器用于將經過第一轉換器轉換的低壓直流電進一步轉換為多路獨立恒流輸出電流；所述的第二轉換器包括接口，用于與所述擴展模塊連接；所述的擴展模塊用于實現參數檢測或者與系統中央控制器的信息通信功能。
2、 根據權利要求l所述的驅動模塊，其特征在于，所述的第一轉換器包括將交流市 電轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的交流電源轉換器、將太陽能電池組產生的電 源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的太陽能電源轉換器或者將風力發電機產生的 電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源的風能電源轉換器。
3、 根據權利要求l所述的驅動模塊，其特征在于，所述的第一轉換器和第二轉換器 分別設于發光二極管路燈的不同位置。
4、 根據權利要求3所述的驅動模塊，其特征在于，所述的第一轉換器設于發光二極 管路燈的燈桿或者燈座中；第二轉換器設于發光二極管路燈的燈殼內。
5、 根據權利要求l所述的驅動模塊，其特征在于，所述的擴展模塊包括傳感器類擴 展模塊和通信類擴展模塊。
6、 根據權利要求5所述的驅動模塊，其特征在于，所述的多個擴展模塊包括并聯聯接。
7、 根據權利要求5或6所述的驅動模塊，其特征在于，所述的傳感器類擴展模塊包括 照度檢測擴展模塊、溫度檢測擴展模塊或者電流/電壓檢測擴展模塊。
8、 根據權利要求5所述的驅動模塊，其特征在于，所述的通信類擴展模塊包括通信 接口電路和通信協議解析電路。
9、 根據權利要求7所述的驅動模塊，其特征在于，所述的通信協議解析電路包括無 線傳輸通信協議解析電路、衛星傳輸通信協議解析電路或者有線傳輸通信協議解析電 路。
10、 根據權利要求l所述的驅動模塊，其特征在于，所述的第二轉換器與所述擴展模 塊連接的接口包括數字接口。
全文摘要
本發明的一種智能化高可靠性的驅動模塊，屬于LED路燈技術領域。本發明包括第一轉換器、第二轉換器和擴展模塊，其中，第一轉換器用于將外部電源轉換成與后級電路適合的直流低壓電源；第二轉換器用于將經過第一轉換器轉換的低壓直流電進一步轉換為多路獨立恒流輸出電流；第二轉換器包括接口，用于與所述擴展模塊連接；擴展模塊用于實現參數檢測或者與系統中央控制器的信息通信功能。因此，本發明達到了高可靠性，智能化和節能的目的，大大降低了路燈的故障率，也通過其高度的智能化及其通信接口的可擴展性，既可單機智能運行，又可組成遠程控制網絡，得以按最優化的實時動態節能控制策略進行運行，極有效地達到了節能的效果。
文檔編號H05B37/02GK101605418SQ200910089739
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月22日 優先權日2009年7月22日
發明者杜姬芳 申請人:杜姬芳