[發明專利]帶檢測功能的總線通訊LED控制板及其控制系統

在審

• 申請號: 202010469796.0
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111556617A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 盛環;侯建誼;劉曉淼;潘斌斌;傅文隆
• 申請（專利權）人: 海星海事電氣集團有限公司
• 主分類號: H05B45/345
• 分類號: H05B45/345;H05B45/10;H05B45/20;H05B45/325;H05B45/36;H05B45/50
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 金碎平

1.一種帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，包括MUC主控芯片、LED驅動模塊、檢測電路、總線通訊模塊和進行供電的電源模塊；所述MUC主控芯片通過總線通訊模塊接收控制指令，并根據控制指令控制LED驅動模塊輸出驅動電源到LED負載接線端子；所述檢測電路對LED驅動模塊輸出驅動電源的電壓和電流進行采樣處理，并將采樣信號發送給MUC主控芯片；所述MUC主控芯片將采樣信號處理為監測數據后通過總線通訊模塊進行上傳。

2.如權利要求1所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，所述檢測電路包含分壓電阻R1、電壓采樣電阻R2、電流采樣電阻R3以及運算放大電路，所述分壓電阻R1、電壓采樣電阻R2和電流采樣電阻R3依次串聯，所述分壓電阻R1的正極連接到LED驅動模塊輸出端的正極，所述電壓采樣電阻R2的負極連接到LED驅動模塊輸出端的負極；所述分壓電阻R1的正極連接到LED負載接線端子的正極，所述電流采樣電阻R3的負極連接到LED負載接線端子的負極；所述運算放大電路包括運算放大器F1和F2，所述運算放大器F1采集電壓采樣電阻R2兩端的壓差U_R2，所述運算放大器F2采集電流采樣電阻R3兩端的壓差U_R3，所述運算放大器F1和F2的輸出端連接到MUC主控芯片。

3.如權利要求2所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，所述檢測電路監測的LED驅動模塊的輸出電壓U_out的計算公式為：

其中，U_R2為R2兩端的壓差，R1為分壓電阻R1的阻值，R2為電壓采樣電阻R2的阻值，Ad為運算放大電路的增益倍數；

LED驅動模塊的輸出電流I_out的計算公式為：

其中，U_R3為R3兩端的壓差，R3為電流采樣電阻R3的阻值。

4.如權利要求1所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，所述MUC主控芯片發出PWM信號控制LED驅動模塊；所述LED驅動模塊根據PWM信號的占空比輸出相同占空比的恒流驅動電源。

5.如權利要求1所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，所述電源模塊輸入端設有EMC電路，所述EMC電路抑制和消除電源模塊的強電磁干擾；所述電源模塊為AC/DC轉換電源或者DC/DC轉換電源。

6.如權利要求1所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，所述LED負載接線端子連接到LED光源板的接線端子來驅動LED光源板。

7.如權利要求1所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，所述MUC主控芯片中部署有固件程序，所述固件程序包括初始化模塊、數據交互模塊、LED控制模塊及檢測模塊；所述初始化模塊在MUC主控芯片上電時進行初始化設置，具體包括：MUC主控芯片引腳初始化、串口初始化、協議初始化以及LED控制板邏輯參數加載；所述數據交互模塊對收到的控制指令進行分析處理；所述LED控制模塊根據數據交互模塊對控制指令的分析調制PWM信號的輸出，包括燈光的開關、明暗、色溫以及閃爍頻率的調解；所述檢測模塊對電壓和電流采樣信號進行采樣、濾波和記錄處理后得到監測數據；所述數據交互模塊將檢測模塊的監測數據上傳。

8.一種控制系統，用于控制如權利要求1-7任一項所述的帶檢測功能的總線通訊LED控制板，其特征在于，包括可編程控制器和人機交互界面，所述可編程控制器通過總線通訊連接到多個LED控制板的總線通訊模塊，并通過總線通訊模塊與LED控制板進行數據指令交互；所述可編程控制器通過LED控制板對LED控制板連接的LED光源板進行控制，包括LED光源板的啟動停止、運行模式、狀態監測及故障報警；所述人機交互界面進行數據的輸入和顯示。

9.如權利要求8所述的控制系統，其特征在于，所述人機交互界面在LED光源板使用前獲取LED光源板的初始化數據并傳輸給可編程控制器，包括LED光源板在不同發光亮度值時的初始伏安特性；所述LED控制板實時監測輸出到LED光源板的電壓和電流，并將電壓和電流作為監測數據發送到可編程控制器；所述可編程控制器根據電壓和電流值得到實時伏安特性，所述可編程控制器將實時伏安特性與初始伏安特性進行比對；當檢測到LED光源板的實時伏安特性對比初始伏安特性偏差范圍在10％-80％時，認定LED控制板和/或LED光源板老化，人機交互界面發出建議更換燈具設備信息；當檢測到LED光源板的實時伏安特性對比始伏安特性偏差范圍超過80％時，認定LED控制板和/或LED光源板故障，人機交互界面發出聲光報警信息，提醒立即更換燈具設備，若有備用燈具，則立即啟用備用燈具。