本發明屬于LED光源領域，特別涉及一種LED照明控制系統。

背景技術：

直流LED為封裝產業的研究主流，研究方向以改善芯片與SLUG之間的熱阻為方向，如覆晶與基板封裝等，芯片部分則是提升內外部量子效率或光萃取，一般以LED材料的角度作為研究方向，直流LED具有以下缺點：目前的直流LED僅能承受低壓直流，高壓或交流都可能使得發光二極管損壞，故使用上都必須配合直流轉換電路才能用于市電系統，直流轉換系統一般消耗10％左右的電能；低壓直流的LED芯片易因為逆向電壓升高造成損壞。

交流LED或采用矩陣方式將直流LED晶粒排列于金屬板基或陶瓷板基上固晶打線，或采用將一個晶圓分割為多個微晶粒串并聯以提高工作電壓和內阻，直接接于高壓交流。但該交流LED芯片本身具有成本過高、晶粒間絕緣困難、過于集中的封裝方式導致散熱困難等缺點；在使用過程中還具有頻閃、外接限流電阻消耗能量、外接電抗需要使用較高工作頻率的LED等問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種LED照明控制系統，其特征在于：采用交流LED與直流LED電路輸入端串聯的交直流混合電路，或帶有限流電阻R的交直流混合電路，或限流和控流混合的LED電路。

交直流混合電路其特征在于：直流LED電路串聯接入交流LED供電回路中，通過控制直流LED電路輸出電流和功率，控制流入直流LED電路的電流，從而控制了與直流LED串聯的交流LED的電流；或交流LED通過無源濾波器與直流LED供電回路串聯，通過控制直流LED電路輸出電流和功率，控制流入直流LED電路的電流，從而控制了與直流LED串聯的交流LED的電流；

交直流混合電路的交流LED電路，其交流LED是交流LED芯片，或純LED的交流LED電路；所述高壓交流LED芯片是單個芯片能工作在較高的交流電壓的LED芯片，所述純LED的交流LED電路即直流LED組成的交流電路，是由直流LED組成，具有雙邊伏安特性能工作在交流電壓的正半周和負半周的電路；

工作于較高頻率的交直流混合電路是直流LED與整流二極管、穩壓二極管、無源濾波電路組成的交流LED電路或帶變壓器的交流LED電路。所述直流LED與整流二極管、穩壓二極管、無源濾波電路組成的交流LED電路是直流LED跨接在整流電路輸出端、反向并聯穩壓二極管跨接在整流電路輸出端或反向并聯穩壓二極管跨接在無源濾波電路輸出端，無源濾波電路輸入端跨接在整流電路輸出端，整流電路輸入端作為輸入端的交流LED；所述整流電路包括半橋倍壓整流電路和全橋整流電路，半橋倍壓整流電路是直流負荷跨接在整流橋臂和兩串聯的電容的中間節點，全橋整流電路是直流負荷跨接在兩整流橋臂的中間節點；

工作于較高頻率的交直流混合電路，其特征是：交流LED與直流LED的整流電路輸入端串聯后接入變壓器副，變壓器原邊接入交流電源；交流LED與變壓整流結構原變串聯，變壓整流結構直流側接直流LED驅動電路；所述變壓整流結構是二極管與變壓器副邊組成的帶中心抽頭的半橋整流電路、不帶中心抽頭的倍壓半橋整流電路、或不帶中心抽頭的全橋整流電路，變壓器原邊作為輸入端與交流LED串聯；所述帶中心抽頭的半橋整流電路其特征是兩個二極管作為整流橋臂串接在變壓器副邊，直流LED驅動電路跨接在變壓器副邊的中心抽頭和二極管整流橋臂中間節點上；所述不帶中心抽頭的倍壓半橋整流電路其特征是兩個二極管串聯為一個橋臂，兩個電容串聯為另一個橋臂，兩橋臂并聯，橋臂兩端作為輸出端，變壓器副邊跨接在兩橋臂的中間節點；所述不帶中心抽頭的全橋整流電路其特征是，全橋整流電路的輸入端與變壓器副邊連接，直流LED驅動電路跨接在全橋整流電路兩橋臂中間節點上；

本發明的目的是提供一種LED照明控制系統，其特征在于：通過控制直流LED驅動電路的輸出電流或輸出功率，調節直流LED驅動電路的輸入電流或輸入電壓，達到調節整個照明電路的目的，包括控流策略和功率控制策略；設直流LED驅動輸入側稱為直流側，直流LED驅動輸出側稱為低壓側，直流側電壓為u1，串聯的LED兩端電壓為U2，低壓側串聯的LED兩端電壓為U3，由于LED內阻較小，粗糙的控制時U2、U3可取LED閥值電壓附近的定值，若采用變壓整流結構，原副匝比為n，若采用倍壓整流K為0.5，否則K為1，設目標電流是流過無驅動的LED的電流絕對值均值i1r，控流策略其特征是包括如下步驟：

步驟1：由給定的i1r得出i2ref，i2ref＝K×n×i1r×u1÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側輸出電流跟蹤該指令電流；

步驟3：跳到步驟1；

設整個電路數出功率為Pall，功率控制策略其特征是包括如下步驟：

步驟1：由給定的Pall得出i2ref，設u1’＝K×n×u1，U2’＝|U2|(或abs(U2))，i2ref＝Pall×u1’÷(u1’+U2’)÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側輸出電流跟蹤該指令電流；

步驟3：跳到步驟1；

本發明的有益效果是：與直流LED相比，LED照明控制系統中有一部分LED由于無需驅動電路，具有更高的效率，且經過串聯的LED分壓后，驅動電路的耐壓和功率均較低，則成本更低，適用于較高電壓供電的照明系統，比如市電壓供電；與交流LED相比，交直流混合電路的電流可控，且無需限流電阻，也無需采用內阻較大和啟動電壓較高的交流LED芯片，因此具有更高的效率，更低的成本。

附圖說明

圖1是交直流混合電路原理示意圖。

圖2是帶有限流電阻R的交直流混合電路原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對該結構的工作過程做詳細說明：

圖1是交直流混合電路原理示意圖，其中交流LED與直流LED驅動電路(驅動電路含整流電路)的整流電路的交流輸入端串聯，設直流LED驅動輸入側稱為直流側，直流LED驅動輸出側稱為低壓側，直流側電壓為u1，直流側串聯的LED兩端電壓為U2，低壓側串聯的LED兩端電壓為U3，由于LED內阻較小，粗糙的控制時U2、U3可取LED閥值電壓附近的定值，設目標電流是i1r，控流策略是：

步驟1：由給定的i1r得出i2ref，i2ref＝i1r×u1÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側輸出電流跟蹤該指令電流。

步驟3：跳到步驟1。

該策略使得直流側電流絕對平均值跟蹤目標電流i1r，從而與之串聯的LED工作電流維持恒定目的。設目標輸出功率為Pall，對輸出功率的功率控制策略是：

步驟1：由給定的Pall得出i2ref，i2ref＝Pall×u1÷(u1+U2)÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側輸出電流跟蹤該指令電流。

步驟3：跳到步驟1。

該策略使得整個電路輸出功率跟蹤并穩定在目標輸出功率Pall。

圖2是帶有限流電阻R的交直流混合電路原理示意圖，其中交流LED通過C、L、Cp、Lp組成的無源濾波電路與直流LED供電回路串聯，限流電阻R與開關S并聯后串聯接入交流LED的供電回路，接入位置是直流LED整流電路與交流LED之間，開關S是兩個晶閘管反向串聯；C、L組成帶通濾波器，其諧振點位于電源頻率附件，Cp、Lp作為低通濾波器，濾除電源高頻率成分，典型地直流LED驅動已包含圖2中所示C、L濾波電路，圖2中將其單獨顯示；限流電阻R與開關S控制策略分為閉合和關斷，閉合的控制策略是：

步驟1：開關S初始狀態為開路，當系統接入電源時，限流電阻R限制電源向直流LED驅動充電的電流；直流LED驅動電路啟動，初始狀態為不工作或恒定功率輸出。

步驟2：當直流LED驅動設定的充電時間結束，或者流入直流LED驅動的電流均值逐漸減小并跌落在閉合閥值內的時候，開關S置閉合，直流LED驅動電路置為正常工作。

關斷的控制策略是：

關斷條件1：若流過開關S的電流超過I段保護閥值，則開關S置斷開，直流LED驅動電路置為不工作或恒定功率輸出。

關斷條件2：流過開關S的電流均值超過II段保護閥值并持續設定的時間，開關S置斷開，直流LED驅動電路置為不工作或恒定功率輸出。

應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。