一种自动识别输出的LED设备论文和设计-李悦荣

全文摘要

本实用新型公开了一种自动识别输出的LED设备，包括电路板与外壳，电路板位于外壳内，电路板的电流输入端与交流供电连接，电流输出端连接LED光源；所述电路板包括交流转直流低压电路、MCU主控单元、极性判断模块；交流供电与交流转直流低压电路连接，交流转直流低压电路与直流开关升压恒流电路连接，直流开关升压恒流电路与输出控制及极性切换电路连接，输出控制及极性切换电路与LED光源连接；LED光源通过极性判断模块连接MCU主控单元，输出控制及极性切换电路通过电压检测电路、电流检测电路与MCU主控单元连接，MCU主控单元分别连接PWM驱动电路、输出控制及极性切换电路，PWM驱动电路连接直流开关升压恒流电路。

主设计要求

1.一种自动识别输出的LED设备，包括电路板与外壳，电路板位于外壳内，其特征在于：电路板的电流输入端与交流供电连接，电流输出端连接LED光源；所述电路板包括交流转直流低压电路、直流开关升压恒流电路、输出控制及极性切换电路、PWM驱动电路、MCU主控单元、电压检测电路、电流检测电路、极性判断模块；交流供电与交流转直流低压电路的电流输入端连接，交流转直流低压电路的电流输出端与直流开关升压恒流电路的电流输入端连接，直流开关升压恒流电路的电流输出端与输出控制及极性切换电路的电流输入端连接，输出控制及极性切换电路的电流输出端与LED光源的电流输入端连接；LED光源的信号输出端分别连接输出控制及极性切换电路的信号输入端和极性判断模块的信号输入端，输出控制及极性切换电路的信号输出端分别连接电压检测电路、电流检测电路的信号输入端，电压检测电路、电流检测电路以及极性判断模块的信号输出端分别与MCU主控单元的信号输入端连接，MCU主控单元的信号输出端分别连接PWM驱动电路、输出控制及极性切换电路的信号输入端，PWM驱动电路的信号输出端连接直流开关升压恒流电路的信号输入端。

设计方案

2.如权利要求1所述的自动识别输出的LED设备，其特征在于：所述交流转直流低压电路包括桥式整流二极管D1、整流二极管D2、有极电容C1、有极电容C2、变压器T；交流电的两端分别连接桥式整流二极管D1的输入端，桥式整流二极管D1的正极输出端分别连接有极电容C1的正极端、变压器T的输入线圈的一端；变压器T的输出线圈的一端与整流二极管D2的阳极端连接，整流二极管D2的阴极端分别连接有极电容C2的正极端、直流电流输出端；桥式整流二极管D1的负极输出端、有极电容C1的负极端、有极电容C2的负极端、变压器T的输入线圈的另一端、变压器T的输出线圈的另一端均与地线连接。

3.如权利要求1所述的自动识别输出的LED设备，其特征在于：所述直流开关升压恒流电路包括MOS管Q5、整流二极管D3、电感L、有极电容C3；直流电与MOS管Q5的漏极连接，MOS管Q5的栅极连接PWM信号输入端，MOS管Q5的源极分别连接电感L的一端、整流二极管D3的阴极端，整流二极管D3的阳极端分别连接有极电容C3的正极端、电流输出端；电感L的另一端、有极电容C3的负极端与地线连接。

4.如权利要求1所述的自动识别输出的LED设备，其特征在于：所述输出控制及极性切换电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4；电流输入端分别连接三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的发射极，三极管Q1、三极管Q2的集电极与LED灯的一端连接，LED灯的另一端连接三极管Q3、三极管Q4的集电极，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的基极均与MCU主控单元的信号输入端连接。

5.如权利要求1所述的自动识别输出的LED设备，其特征在于：所述电路板还包括输出电压和功率选择接口电路、电流显示模块、电压显示模块；输出电压和功率选择接口电路、电流显示模块、电压显示模块的信号输入端均与MCU主控单元的信号输出端连接，输出电压和功率选择接口电路的信号输出端连接用电器。

6.如权利要求1所述的自动识别输出的LED设备，其特征在于：所述电路板还包括采样数据校验接口电路，采样数据校验接口电路的信号输入端与MCU主控单元的信号输出端连接，采样数据校验接口电路的信号输出端与校验检测装置连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及LED领域，尤其涉及一种自动识别输出的LED设备。

背景技术

如今，LED照明已成为一项主流技术。LED手电筒、交通信号灯和车灯比比皆是，各个国家正在推动用LED灯替换以主电源供电的住宅、商业和工业应用中的白炽灯和荧光灯。换用高能效LED照明后，实现的能源节省量将会非常惊人。仅在中国，据估计，如果三分之一的照明市场转向LED产品，他们每年将会节省1亿度的用电量，并可减少2900万吨的二氧化碳排放量。然而，LED灯本身功率大小不同、极性不易区分等问题，在LED灯损坏时，检修人员需要针对不同的LED灯采用不同的输出电流，并且在检修时无法对LED灯的极性进行区分，通常会因为LED灯输入电流过大或者电极区分错误导致其他没有问题的LED灯珠被烧坏，给人们带来了经济损失的同时给LED灯的检修操作带来极大的不便。

发明内容

本实用新型目的是解决上述问题，设计一种结构简单、方便检修的自动识别输出的LED设备。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种自动识别输出的LED设备，包括电路板与外壳，电路板位于外壳内，电路板的电流输入端与交流供电连接，电流输出端连接LED光源；所述电路板包括交流转直流低压电路、直流开关升压恒流电路、输出控制及极性切换电路、PWM驱动电路、MCU主控单元、电压检测电路、电流检测电路、极性判断模块；交流供电与交流转直流低压电路的电流输入端连接，交流转直流低压电路的电流输出端与直流开关升压恒流电路的电流输入端连接，直流开关升压恒流电路的电流输出端与输出控制及极性切换电路的电流输入端连接，输出控制及极性切换电路的电流输出端与LED光源的电流输入端连接；LED光源的信号输出端分别连接输出控制及极性切换电路的信号输入端和极性判断模块的信号输入端，输出控制及极性切换电路的信号输出端分别连接电压检测电路、电流检测电路的信号输入端，电压检测电路、电流检测电路以及极性判断模块的信号输出端分别与MCU主控单元的信号输入端连接，MCU主控单元的信号输出端分别连接PWM驱动电路、输出控制及极性切换电路的信号输入端，PWM驱动电路的信号输出端连接直流开关升压恒流电路的信号输入端。

进一步的，所述交流转直流低压电路包括桥式整流二极管D1、整流二极管D2、有极电容C1、有极电容C2、变压器T；交流电的两端分别连接桥式整流二极管D1的输入端，桥式整流二极管D1的正极输出端分别连接有极电容C1的正极端、变压器T的输入线圈的一端；变压器T的输出线圈的一端与整流二极管D2的阳极端连接，整流二极管D2的阴极端分别连接有极电容C2的正极端、直流电流输出端；桥式整流二极管D1的负极输出端、有极电容C1的负极端、有极电容C2的负极端、变压器T的输入线圈的另一端、变压器T的输出线圈的另一端均与地线连接。

进一步的，所述直流开关升压恒流电路包括MOS管Q5、整流二极管D3、电感L、有极电容C3；直流电与MOS管Q5的漏极连接，MOS管Q5的栅极连接PWM信号输入端，MOS管Q5的源极分别连接电感L的一端、整流二极管D3的阴极端，整流二极管D3的阳极端分别连接有极电容C3的正极端、电流输出端；电感L的另一端、有极电容C3的负极端与地线连接。

进一步的，所述输出控制及极性切换电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4；电流输入端分别连接三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的发射极，三极管Q1、三极管Q2的集电极与LED灯的一端连接，LED灯的另一端连接三极管Q3、三极管Q4的集电极，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的基极均与MCU主控单元的信号输入端连接。

进一步的，所述电路板还包括输出电压和功率选择接口电路、电流显示模块、电压显示模块；输出电压和功率选择接口电路、电流显示模块、电压显示模块的信号输入端均与MCU主控单元的信号输出端连接，输出电压和功率选择接口电路的信号输出端连接用电器。

进一步的，所述电路板还包括采样数据校验接口电路，采样数据校验接口电路的信号输入端与MCU主控单元的信号输出端连接，采样数据校验接口电路的信号输出端与校验检测装置连接。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型首先通过交流转直流低压电路，把市电的交流供电转为低压直流电，然后再通过直流开关升压恒流电路实现高压输出，输出控制及极性切换电路输出所接负载LED灯源的所需电压；本实用新型中，极性判断模块将LED灯源的极性判断出来并传递给MCU主控单元，输出控制及极性切换电路将LED灯源的所需电压和电流分别传递给电压检测单元、电流检测单元进行检测并传递给MCU主控单元，MCU主控单元通过极性判断模块、电压检测单元、电流检测单元传递过来的信息对输出控制及极性切换电路做出控制，使得其可以正确的向LED灯源的正极输出其所需的电压和电流，使得LED灯源在标配的使用条件下工作，保证了LED灯珠的正常工作；并且本实用新型适用于各种不同型号的LED灯源，检修人员仅需将本实用新型与LED灯连接即可点亮LED灯，避免了检修人员因为电极区分错误或者对LED灯珠输出电流过大导致LED灯烧毁的状况发生，给检修人员的检修操作带来了便利；另一方面，本实用新型采用MCU主控单元直接输出PWM信号，通过PWM驱动电路实现占空比的调节从而实现直流开关升压恒流电路中低压直流与高压直流的转换，增大了通过本实用新型点亮LED灯的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构框架图；

图2为交流转直流低压电路结构示意图；

图3为直流开关升压恒流电路结构示意图；

图4为输出控制及极性切换电路结构示意图；

图5为极性判断模块中的极性判断流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

如图1至图4所示，一种自动识别输出的LED设备，包括电路板与外壳，电路板位于外壳内，电路板的电流输入端与交流供电连接，电流输出端连接LED光源；所述电路板包括交流转直流低压电路、直流开关升压恒流电路、输出控制及极性切换电路、PWM驱动电路、MCU主控单元、电压检测电路、电流检测电路、极性判断模块；MCU主控单元为高性能单片机，交流转直流低压电路、直流开关升压恒流电路、输出控制及极性切换电路、PWM驱动电路、电压检测电路、电流检测电路均为现有技术中的常用电路结构，极性判断模块主要为万能表，通过万能表的正负极接触LED灯源的正负极所作出的不同反应来判断LED灯源的正负极，并将判断结果发送给MCU主控单元；交流供电与交流转直流低压电路的电流输入端连接，交流转直流低压电路的电流输出端与直流开关升压恒流电路的电流输入端连接，直流开关升压恒流电路的电流输出端与输出控制及极性切换电路的电流输入端连接，输出控制及极性切换电路的电流输出端与LED光源的电流输入端连接；LED光源的信号输出端分别连接输出控制及极性切换电路的信号输入端和极性判断模块的信号输入端，输出控制及极性切换电路的信号输出端分别连接电压检测电路、电流检测电路的信号输入端，电压检测电路、电流检测电路以及极性判断模块的信号输出端分别与MCU主控单元的信号输入端连接，MCU主控单元的信号输出端分别连接PWM驱动电路、输出控制及极性切换电路的信号输入端，PWM驱动电路的信号输出端连接直流开关升压恒流电路的信号输入端。

所述交流转直流低压电路包括桥式整流二极管D1、整流二极管D2、有极电容C1、有极电容C2、变压器T；交流电的两端分别连接桥式整流二极管D1的输入端，桥式整流二极管D1的正极输出端分别连接有极电容C1的正极端、变压器T的输入线圈的一端；变压器T的输出线圈的一端与整流二极管D2的阳极端连接，整流二极管D2的阴极端分别连接有极电容C2的正极端、直流电流输出端；桥式整流二极管D1的负极输出端、有极电容C1的负极端、有极电容C2的负极端、变压器T的输入线圈的另一端、变压器T的输出线圈的另一端均与地线连接。

所述直流开关升压恒流电路包括MOS管Q5、整流二极管D3、电感L、有极电容C3；直流电与MOS管Q5的漏极连接，MOS管Q5的栅极连接PWM信号输入端，MOS管Q5的源极分别连接电感L的一端、整流二极管D3的阴极端，整流二极管D3的阳极端分别连接有极电容C3的正极端、电流输出端；电感L的另一端、有极电容C3的负极端与地线连接。

所述输出控制及极性切换电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4；电流输入端分别连接三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的发射极，三极管Q1、三极管Q2的集电极与LED灯的一端连接，LED灯的另一端连接三极管Q3、三极管Q4的集电极，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的基极均与MCU主控单元的信号输入端连接。

极性判断模块根据极性判断方法对LED光源的极性进行判断，从而正确分辨出LED光源的极性，其极性判断方法如图5所示。

所述电路板还包括输出电压和功率选择接口电路、电流显示模块、电压显示模块；输出电压和功率选择接口电路、电流显示模块、电压显示模块的信号输入端均与MCU主控单元的信号输出端连接，输出电压和功率选择接口电路的信号输出端连接用电器。输出电压和功率选择接口电路可以连接用电器，并且可以根据用电器的需求电压调节MCU主控单元的输出电压，同时由电流显示模块、电压显示模块把该电流、电压的实时数据显示出来，给检修人员的检修工作提供了便利，提高了本实用新型的使用效果。

所述电路板还包括采样数据校验接口电路，采样数据校验接口电路的信号输入端与MCU主控单元的信号输出端连接，采样数据校验接口电路的信号输出端与校验检测装置连接。通过校验检测装置可以在采样数据校验接口电路上校验极性判断模块的准确性，避免了在极性判断模块出现损坏时LED灯的极性不易检测出来的状况发生，提高了本实用新型的使用效果。

设计图

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主设计要求

设计方案

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