一種帶自診斷的自適應冗余導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冗余導光膜平面光源和照明系統(tǒng)，所述導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組相對應的第一導光板和第二導光板、故障診斷模塊，導光板相互平行設置，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冗余導光膜平面光源和照明系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電子照明【技術領域】，具體涉及一種帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源和包括該導光膜平面光源的照明系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]LED燈被廣泛應用，基本以點陣式和導光板兩種形式。無論哪種形式都是通過多個LED燈的平面拼接來實現平面光源亮度的均勻分布。當單個LED故障或衰減時會出現暗斑、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，當有LED衰減時，恒流源自動增大功率以保證LED保持設計照度，但單個LED故障熄滅產生開路后，整組串聯(lián)電路上的LED將失效。
[0003]現有的LED平面光源，一般都不帶有自我診斷功能，如何實現平面光源亮度均勻分布，并且在LED老化到出現故障服務中斷之前，進行預防性維修，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老化出現故障前不能及時診斷維修的技術缺陷，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冗余導光膜平面光源和包括該導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方案予以實現的:
[0006]本實用新型所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，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組相對應的第一導光板和第二導光板、以及故障診斷模塊，所述第一導光板與第二導光板相互平行設置，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設基準電壓比較，并將結果輸出至報警器；
[0009]所述報警器根據電壓比較器輸出的結果，輸出相應的報警信號。
[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，視為基本相等。
[0012]進一步地，所述恒流源包括并聯(lián)設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冗余導光膜平面光源、用于連接導光膜平面光源的三極管和預警系統(tǒng)，所述導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光膜平面光源，其發(fā)射極連接預警系統(tǒng)，所述預警系統(tǒng)輸出報警信號。將導光膜平面光源中報警器輸出的報警信號進行邏輯“與”運算，輸出預警信號至預警系統(tǒng)，所述預警系統(tǒng)輸出預警信號。
[0015]進一步地，所述預警信號為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]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0017]1、本實用新型通過兩層導光板冗余導光，在一組LED出現故障后，另外一層LED能自適應增加強度，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，實現對照明系統(tǒng)的整體監(jiān)測，在LED組出現損傷但未出現故障中斷服務時診斷出其操作狀態(tài)，使維護人員能夠及時開展預防性維護，增強照明系統(tǒng)的實際連接無故障服務水平，延長整體照明系統(tǒng)的服務壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面結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冗余導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冗余導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冗余導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冗余導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-第一導光板，5-第二導光板，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-預警系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，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冗余導光膜平面光源，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相對應的第一導光板4和第二導光板5、故障診斷模塊7，所述第一導光板4與第二導光板5相互平行設置，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和預設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，并將結果輸出至報警器74;所述報警器74根據電壓比較器輸出的結果，輸出相應的報警信號，\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，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冗余導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，當第一 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；當第一 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；當第二 LED組開路故障，采樣電阻兩端的電壓為O ;當第二 LED組擊穿短路后，采樣電阻兩端的電壓將增大。根據該電路故障的邏輯關系，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冗余導光膜平面光源、用于連接導光膜平面光源的三極管和預警系統(tǒng)8，所述導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光膜平面光源，其發(fā)射極連接預警系統(tǒng)，所述預警系統(tǒng)輸出報警信號。本實施例為三組帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，也可以是兩組、四組、五組等多組帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，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，通過預警系統(tǒng)8輸出，判別照明系統(tǒng)內是否存在LED組故障，預警系統(tǒng)8輸出Vcc，表示照明系統(tǒng)內的所有LED組正常工作，預警系統(tǒng)8輸出0，表示照明系統(tǒng)內存在LED組故障。
[0032]本實施例所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源和帶自診斷的照明系統(tǒng)的其它結構參見現有技術。
[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方案內容，依據本實用新型的技術實質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方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，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組相對應的第一導光板和第二導光板、以及故障診斷模塊，所述第一導光板與第二導光板相互平行設置，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設基準電壓比較，并將結果輸出至報警器; 所述報警器根據電壓比較器輸出的結果，輸出相應的報警信號。
2.根據權利要求1所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，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為30?60倍。
3.根據權利要求2所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，其特征在于:所述運算放大電路模塊放大的倍數優(yōu)選為50倍。
4.根據權利要求3所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，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，視為基本相等。
5.根據權利要求4所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源，其特征在于:所述恒流源包括并聯(lián)設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:包括若干如權利要求1至5任一項所述帶自診斷的自適應冗余導光膜平面光源、用于連接導光膜平面光源的三極管和預警系統(tǒng)，所述導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光膜平面光源，其發(fā)射極連接預警系統(tǒng)，所述預警系統(tǒng)輸出報警信號。
7.根據權利要求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