[发明专利]大功率LED隧道灯实现长寿命可维持光强的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于大功率LED隧道灯技术领域，具体涉及一种大功率LED隧道灯实现长寿命可维持光强的控制方法和装置。

背景技术

目前，大功率的发光二极管(LED)正由于其寿命长、耗电少、光效高、易于控制和绿色环保等特点，正逐步应用于隧道照明等领域，赢得了广泛的市场。但是在实际的大功率隧道灯中发现，随着LED燃点时间的增加和散热设计不良等因素的存在，它的光输出会逐步的下降，也就是所谓的光衰。使得隧道灯在使用一段时间后路面照度下降，可能不符合照明需要。因此对于室外照明灯具来说，当光衰达到30％时，灯具就不能继续使用了。但这时候LED并没有损坏，只是光输出减少，这样实际上是造成了LED隧道灯寿命的缩短。

因此一般厂家都会在寿命的初期就使用较大的电流来驱动LED，使得在寿命晚期时能够维持一个较为合适的照度。但是一方面这个早期较大的电流造成了多余的光通输出，浪费了能量；另一方面，早期较大的电流会造成大功率LED光衰的进一步加大，寿命缩短。

而对于隧道灯来说，由于它们安装在隧道内，更换和维修相当不方便，并且需要二十四小时燃点，因此需要灯自身有尽可能长的寿命和光输出稳定性。而上述LED的光衰问题会大大限制隧道灯的寿命和光稳定，必须得到解决。

这些成了大功率LED隧道灯进一步推广使用的关键。

本发明针对现有LED隧道灯在寿命期内采取的静态控制策略带来的诸多问题，设计提供一种实现大功率LED隧道灯长寿命可维持光强的控制方法和装置，能对光衰做出及时动态的补偿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率LED隧道灯实现长寿命可维持光强的控制方法和装置。

本发明采用闭环数字控制方法，对LED输出的光信号进行检测和反馈，并根据信号和预定值的偏差情况调节功率输出，在整个寿命期内维持LED的输出光强，同时可以延长LED隧道灯的使用寿命。

本发明提出的大功率LED隧道灯实现长寿命可维持光强的控制方法，步骤为：

(1)接通电源，对主控制单元进行初始化，设定光电探头的采样时间、初始光通、光衰寿命阈值和光衰调节阈值；

(2)主控制单元进入待机状态，直至进入设定光电探头的采样时间；

(3)利用光电探头进行N次采样，N的数量可根据具体情况而定，将光信号转化为电信号，采集白光LED阵列输出的光强信号数值；

(4)主控制单元对采集到的光强信号通过放大器进行放大，并由A/D转换器件进行A/D转换，转换得到的数据存储于主控制单元内；

(5)采样结束后，主控制单元将步骤(4)得到的数据进行数字滤波，将测得数据中受到外部影响的数据滤去，求出平均光强，所得平均光强数据和步骤(1)中设定的初始光通进行比较，得到光衰大小，并和预设的光衰调节阈值进行比较，当得到的光衰大小比预设的光衰调节阈值小时，主控制单元不改变输出功率；反之，则进入下一级信号判断步骤；

(6)当主控制单元测得光衰超过光衰调节阈值时，先比较现有光衰与近期的光衰数据，如果变化较大，主控制单元进入异常状态，由主控制单元进行自检，判断是否发生灯损坏，或是探头损坏等情况，导致传回的信号异常；如果没有异常，则结合此时的输出电流和光衰来判断灯寿命是否到期；对于灯寿命的判断，最主要是依靠对LED输出光强的衰减情况和供给电流的大小的判断。当电流上升到事前预定的最大值，而输出光强还是衰减到了原来的70％，即光衰寿命阈值为30％时，灯寿命就已经到期；如果寿命到期或是异常得到确认，则信息存储于主控制单元内，主控制单元发出警示信号；

(7)主控制单元结合光衰和设定电流值，调大功率输出，直到光衰得到补偿；返回步骤(2)，待机等待。

本发明中，步骤(1)所述的主控制单元初始化，包含接通电源后关键参数的设置，中断、定时器和输入输出脚等硬件的设定；具体如下：

(1)主控制单元启动，设定系统硬件中断向量地址，设定软件程序的起始点；

(2)主控制单元初始化，系统寄存器及输出入脚的初始化，打开中断和定时器，定义引脚的输入输出状况确定；

(3)设定主控制单元控制参数，包含光电探头的采样时间、光衰调节阈值和光衰寿命阈值。

本发明中，步骤(1)中所述光电探头的采样时间一般以午夜十二点为界限，这由外部的实时时钟产生中断，如果到达午夜十二点，则进入规定的工作流程，否则继续待机。