CN104703354A - 带自动升频和状态控制的led频闪灯控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及照明领域，确切地说，主要是提供应用于LED频闪灯的控制***以实现自动升频等，并提供相应的LED频闪灯的一种控制方法。采用了检测电流控制电源电压，并对频闪信号状态检测，并实现自动升频、亮度调节和错误保护等功能，使LED频闪灯具有更好的灵活性和高速性。利用信号捕捉模块计算信号周期，再用PWM模块生成升频信号，获得精确的同步和升频效果，消除了相位不稳定造成的闪烁感。

Description

带自动升频和状态控制的LED频闪灯控制***及控制方法

技术领域

本发明主要涉及照明领域，确切地说，主要是提供应用于LED频闪灯的控制***以实现自动升频等，并提供相应的LED频闪灯的一种控制方法。

背景技术

随着类似于LED大功率器件的发展和应用，由于其发光效率高，配合针对应用条件设计的光学器件，能实现较好的照明范围控制，得到更高的照明效果。尤其是LED的响应速度快于其它传统照明器件，因此可以实现可控的频闪照明，广泛应用于交通安防监控、电子警察补光、景观照明、震动频率或表面缺陷的视觉检测等领域。

同时基于LED发光器件具有二极管的特性，其电流电压特性具有很高的斜率。目前常规技术LED的驱动普遍采用的是专用的恒流驱动电路，但是其延时特性和驱动能力往往达不到要求，因此业界也有改进为采用MCU测量驱动电流反馈控制电源电压，信号通过硬件电路直接驱动开关器件的方式来获得更高的驱动电流和更低的延时，但是这样使得灯光的控制收到一定的限制，不能实现倍频驱动等功能。

发明内容

在一个可选实施例中，本发明提供了一种LED频闪灯的控制***，主要包括：将输入电压调制转换成输出电压的一个电源转换器，以及产生第一路控制信号来调整电源转换器开关周期和占空比的一个控制单元；连接于输出电压和接地端之间的LED串组，其中LED串组与接地端之间连接有一个用于开关LED串组的开关器件和检流电阻；依据控制单元传送的通道选择指令选择性地输出控制单元所产生的第二路控制信号来驱动开关器件的一个逻辑单元，例如通过控制一个驱动单元驱动MOSFET开关管。

上述的LED频闪灯控制***，控制单元利用一个信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，当LED频闪信号的实际周期不在正常的一个预设接受周期范围内时，控制单元输出具有第一逻辑状态的第二路控制信号来关闭LED串组。

上述的LED频闪灯控制***，所述控制单元利用一个信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，并在当LED频闪信号的实际周期在需要倍频的第一周期范围内时，控制单元根据检测到的LED频闪信号周期来设定和调节第二路控制信号使其升频至与LED频闪信号同步。

上述的LED频闪灯控制***，还包括一个连接到逻辑单元的脉冲生成补偿模块，校正逻辑单元所接收的第二路控制信号相对于LED频闪信号的延时误差，保障逻辑单元输出的第二路控制信号与LED频闪信号同步。

上述的LED频闪灯控制***，控制单元利用一个信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，当LED频闪信号的实际周期在不需要倍频的第二周期范围内时，控制单元直接输出未升频的该第二路控制信号。

上述的LED频闪灯控制***，还包括连接于逻辑单元与驱动单元之间的一个脉冲宽度限制单元，当逻辑单元输出的用于耦合到驱动单元的第二路控制信号的脉冲宽度大于一个脉宽限定值时，脉冲宽度限制单元触发控制单元输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号。

上述的LED频闪灯控制***，还包括连接于脉冲宽度限制单元与开关器件的控制端的驱动单元，依据第二路控制信号输出具有足够驱动能力的信号控制开关器件的开关。

上述的LED频闪灯控制***，还包括连接于开关器件与接地端之间的一个感应电阻，该感应电阻与开关器件之间的公共连接节点处的用于表征流经LED串组电流的感测电压被反馈至控制单元，控制单元根据该感测电压来调整第一路控制信号的占空比，改变电源电压，以调节流经LED串组的电流大小。

上述的LED频闪灯控制***，控制单元将感测电压与一个目标参考电压进行比较，当感测电压比一个目标参考电压范围高时，籍由感测电压超出目标参考电压的差值从而来减小该第一路控制信号的占空比，使电源转换器输出的输出电压值降低以此来减小流经LED串组的电流值。

上述的LED频闪灯控制***，控制单元将感测电压与一个目标参考电压进行比较，当感测电压比一个目标参考电压范围低时，籍由感测电压低于目标参考电压的差值从而来增加该第一路控制信号的占空比，使电源转换器输出的输出电压值增加以此来抬升流经LED串组的电流值。

上述的LED频闪灯控制***，控制单元软件具有PID运算功能，将感测电压与目标参考电压进行比较，计算出差值，并通过PID运算来计算出输出的调节值，依照该值据以相应减小或增大该第一路控制信号的占空比。

在另一个可选实施例中，本发明还提供了一种LED频闪灯的控制方法，主要包括以下步骤：Step1、检测LED频闪信号的周期和脉宽，判断LED频闪信号的实际周期是否在正常的一个预设接受周期范围内，如果结果为是则执行Step2否则返回循环执行Step1；Step2、判断LED频闪信号的实际周期是否在需要倍频的第一周期范围内：如果结果为是则一个控制单元输出的用于调节流经LED串组电流的一个第二路控制信号升频至与LED频闪信号同步，否则控制单元直接输出未升频的第二路控制信号；Step3、判断第二路控制信号的脉冲宽度是否大于一个预定的脉宽限定值：如果结果为是则触发控制单元输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号，否则不触发控制单元调整第二路控制信号的脉宽；Step4、侦测流经LED串组的电流值：判断表征流经LED串组电流的感测电压是否在一个目标参考电压范围内，如果结果为是则返回循环执行Step1，否则执行Step5；Step5、在感测电压超出目标参考电压时降低施加于LED串组上的一个输出电压值来减小流经LED串组的电流值，或在感测电压低于目标参考电压范围时增加该输出电压值来抬升流经LED串组的电流值。

上述的方法，在步骤Step1中，一个控制单元利用其信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，当LED频闪信号的实际周期不在正常的一个预设接受周期范围内时，控制单元输出为低电平逻辑状态的第二路控制信号来关闭LED串组。

上述的方法，由电源转换器提供一个输出电压，LED串组连接于输出电压和接地端之间，LED串组与接地端之间连接有一个用于开关LED串组的开关器件，第二路控制信号通过驱动电路耦合到开关器件的控制端；在步骤Step2中，控制单元利用其信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，当LED频闪信号的实际周期在需要倍频的第一周期范围内时，控制单元根据检测到的LED频闪信号周期来设定和调节第二路控制信号使其升频至与LED频闪信号同步。

上述的方法，一个逻辑单元依据控制单元传送的通道选择指令选择性地输出控制单元所产生的第二路控制信号来控制开关器件；提供一个连接在输入信号与逻辑单元之间的脉冲生成补偿模块，脉冲生成补偿模块校正控制单元所产生的第二路控制信号相对于LED频闪信号的延时误差，保障逻辑单元输出的经由升频的第二路控制信号与LED频闪信号同步。

上述的方法，由电源转换器提供一个输出电压，LED串组连接于输出电压和接地端之间，其中LED串组与接地端之间连接有一个开关LED串组的开关器件，第二路控制信号通过驱动电路耦合到开关器件的控制端；在步骤Step2中，控制单元利用一个信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，当LED频闪信号的实际周期在不需要倍频的第二周期范围内时，控制单元直接输出未升频的该第二路控制信号。

上述的方法，一个逻辑单元依据控制单元传送的通道选择指令选择性地输出控制单元所产生的第二路控制信号来驱动开关器件，一个脉冲宽度限制单元连接在逻辑单元与驱动单元之间；在步骤Step3中，当逻辑单元输出的用于耦合到开关器件驱动单元的第二路控制信号的脉冲宽度大于一个脉宽限定值时，脉冲宽度限制单元触发控制单元输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号。

上述的方法，提供一个将输入电压调制转换成输出电压的电源转换器，以及利用控制单元所产生的第一路控制信号来调整电源转换器开关周期和占空比：在开关器件与接地端之间连接一个在步骤Step4中用于侦测流经LED串组的电流值的感应电阻，该感应电阻与开关器件之间的公共连接节点处的用于表征流经LED串组电流的感测电压被反馈至控制单元，控制单元根据该感测电压来调整第一路控制信号的占空比以改变流经LED串组的电流大小。

上述的方法，在步骤Step5中控制单元将感测电压与该目标参考电压进行比较，当感测电压比一个目标参考电压范围高时，籍由感测电压超出目标参考电压的差值从而来减小该第一路控制信号的占空比，使电源转换器输出的输出电压值降低以此来减小流经LED串组的电流值。

上述的方法，在步骤Step5中控制单元将感测电压与一个目标参考电压进行比较，当感测电压比该目标参考电压范围低时，籍由感测电压低于目标参考电压的差值从而来增加该第一路控制信号的占空比，使电源转换器输出的输出电压值增加以此来抬升流经LED串组的电流值。

上述的方法，控制单元具有PID计算功能，将感测电压与目标参考电压值进行比较并通过PID运算来计算出输出的差值，依照该差值据以相应减小或增大该第一路控制信号的占空比。

附图说明

阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本发明的特征和优势将显而易见：

图1是本发明的LED频闪灯的控制***的基本架构。

图2是适用于LED频闪灯的一个带有电源转换电路的示范性实施例。

图3是应用在LED频闪灯的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

参见图1，展示了一个LED频闪灯控制***100的大体框架，它主要包括一个典型的控制单元130，例如可以是适用于本发明的MCU控制单元(Microcontroller Unit)。为了叙述的方面，在图中标识了控制单元130具有的一部分输入端口PI1～PI3和一部分输出端口PO1～PO4，注意这里标注的端口数量并不构成限制而只是作为范例。本文后续内容将要详细阐释的LED频闪信号120通过输入端口PI1传输给控制单元130，作为示范，其它类型的Data数据信号110可以通过输入端口PI2输入给控制单元130。作为可选项而非限制项，该LED频闪信号120、数据信号110还可以选择通过图示的作为信号接口电路121、111对应分别输出给控制单元130。

参见图1，在电源转换***中，一个典型的电源转换器/电路180或功率级电路用于将输入电压V_IN进行电压的例如升压、降压、升降压等切换操作而转换成所期望的输出电压V_OUT提供给LED串组190，籍由该输出电压V_OUT这个电压源可使LED串组190在适当的条件下发光产生灯光。电源转换器180受到控制单元130的控制，例如控制单元130在其输出端口PO1产生和输出一个第一路控制信号，注意这里标识控制信号的类别或编号只是单纯为了阅读者在辨别上的便利，并未构成任何限定，而第一路控制信号例如可以是脉冲宽度调制信号也即PWM信号。在电源转换***中，脉冲宽度调制PWM信号常常施加于电源转换器180，控制将输入电压V_IN转换成输出电压V_OUT的开关周期和占空比，实现控制单元130对能量从前一级传递到后一级的调制。业界的具通常知识者对于所涉及的电源供应Power Supply已经较为熟知，本文不予赘述。

参见图1，输出电压V_OUT与接地端GND串接有LED串组190、开关器件M1、检流电阻R_S，开关器件M1例如是一个场效应晶体管MOSFET，开关器件M1的第一端例如漏极连接LED串组190中最末端的一个LED的阴极，开关器件M1的第二端如源极连接到感应电阻R_S的一端，感应电阻R_S的另一端则接地。LED串组190中首个LED的阳极则直接连接到输出电压V_OUT。开关器件M1是典型的三端口电子开关，其第一端和第二端的关断或接通受到其控制端的控制，图1中显示了一个驱动器170的输出端连接到开关器件M1的控制端并驱动开关器件M1，来开关LED串组190使其点亮。注意感应电阻R_S的未接地的一端和开关器件M1的第二端连接于一个公共节点195，因此电流值I_LED的大小完全体现在公共节点195的电压值V_FB上，因此感测电压值V_FB可以用于表征流经LED串组电流I_LED的实际大小，它们与感应电阻的电阻值R_S之间的转换关系为V_FB＝I_LED×R_S。

需要注意的是，控制单元130不仅仅是用于控制电源转换器180来执行输入电压V_IN到输出电压V_OUT间的切换，参见图1，控制单元130在其输出端口PO4产生和输出一个第二路控制信号，这与驱动电源转换器180的例如PWM的第一路控制信号有所区别，第二路控制信号主要用于驱动开关器件M1，实质上很容易观察到，第二路控制信号通过一个逻辑单元150后再输入给一个脉冲宽度限制单元160，而后又传输给驱动器170并在其输出端进一步实现驱动开关器件M1的控制端，因此上文提及的LED串组190的点亮实际可以由第二路控制信号决定。在此强调，虽然本文主要讨论控制单元130输出的第一、第二路控制信号，因此控制单元130的其他输出信号在本文中并未额外赘述，但这并不构成本申请内容的限制。除此之外，控制单元130还通过它的一个输出端口PO3产生和输出一个通道选择信号来输出给逻辑单元150，逻辑单元150在通道选择信号的控制之下，也相当依据由控制单元150的通道选择信号传送的通道选择指令，来选择性的接收和输出控制单元130所产生的何种类别或性质的第二路控制信号，例如是接收并输出升频的第二路控制信号，还是接收并输出不升频的第二路控制信号，或者直接接收并输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号等。LED频闪信号120直接或间接的传输给逻辑单元150和脉冲生成补偿模块140，也可以利用到信号接口电路121来传输LED频闪信号120给逻辑单元150和脉冲生成补偿模块140，脉冲生成补偿模块140可以籍由硬件电路的方式进行延时补偿，减小控制单元130中程序造成的延时。

为了更直观和便于叙述，图2还特意以一个带有变压器的反激转换电路的电源转换器180'进行叙述，再次强调电源转换器180的类型有多种选择，除了反激之外，可以适用多种转换器，典型的如降压转换器Buck，升压转换器Boost，反向放大器电路Inverting，升降压转换器Buck-Boost，斩波电路CUK，单端初级电感变换器Single-Ended PrimaryInductance Converter，瑞泰Zeta变换电路，顺向式转换器电路Forward等等。在作为范例的电源转换器180'中，控制初级侧的电子主开关元件QM例如是一个功率MOSFET，其具有如漏极端的输入端和具有如源极端的输出端，和具有如栅极的控制端。主开关QM在控制端上接收驱动信号CTL并执行相应的开启或断开的响应动作，使主开关QM的接通或者断开可对反激转换器的变压器的初级绕组NP上流过的电流进行开或关的控制，以将初级侧的能量传送到次级侧。初级绕组NP用于接收所输入的直流输入电压V_IN，该输入电压V_IN可籍由譬如市电交流电压V_AC经过如桥式整流器等整流元件整流而在储存在输入电容C_IN上。变压器还具有用于输送出一个输出电压V_OUT的次级绕组NS。次级绕组NS上连接有二极管D_O和电容器C_O的整流滤波电路，用于在二极管D_O的阴极端和电容器C_O的公共节点194生成具有较小纹波的输出电压V_OUT。直流的输出电压V_OUT施加在负载LED串组上。在转换器的反馈网络中，主开关QM的源极端和接地端GND之间连接有一个检测电阻R1。本领域的技术人员对各种转换器的拓扑和工作模式较为熟知，可省略掉的电路部分和具体运作方式不予赘述。其中，上文所言的第一路控制信号可以用作驱动信号CTL来驱动主开关QM或者改变输出反馈电路参数，需要注意的是，在电源转换器180的类型发生改变被其他类型的转换器替换时，控制单元130发出的第一路控制信号对应驱动电源转换器180的驱动方式也须适应性的变动，鉴于业界对此较为熟知所以本文不予赘述。

在第一种状态下，控制单元130将会利用它的一个在图中未示意出的信号捕捉模块侦测/检测LED频闪信号120的周期和脉宽，当LED频闪信号120的实际周期不在正常的一个预设接受周期范围内时，控制单元130输出具有第一逻辑状态(如低电平状态)的第二路控制信号耦合至开关器件M1的控制端，来关闭LED串组190，即使得流经LED灯的I_LED＝0。逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令，选择性的接收和输出控制单元130产生的低电平状态的第二路控制信号，此阶段也相当于控制单元130来关闭它的逻辑电路直通功能。

在第二种状态下，检测LED频闪信号120的周期和脉宽，在其LED频闪信号120的实际周期进入正常的预设接受周期范围内时，且当LED频闪信号的实际周期在需要倍频的一个预定的第一周期范围内时，控制单元130根据检测到的LED频闪信号周期来设定和调节第二路控制信号使其升频至与LED频闪信号同步。逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令，选择性的接收和输出控制单元130产生的升频的第二路控制信号，相当于关闭控制单元130的逻辑电路直通功能。此阶段，控制单元130(如MCU)根据检测到的周期设定和调节第一路控制信号如PWM参数，使输出的信号与频闪信号同步，并采用脉冲生成硬件电路进行补偿，减小***如软件等造成的延时。连接到逻辑单元150的脉冲生成补偿模块140感测LED频闪信号的实际周期，并用于校正逻辑单元150所接收的第二路控制信号相对于LED频闪信号的延时误差，保障逻辑单元150输出的第二路控制信号与LED频闪信号同步。

在第三种状态下，检测LED频闪信号120的周期和脉宽，在其LED频闪信号120的实际周期进入正常的预设接受周期范围内时，且当LED频闪信号的实际周期在不需要倍频的范围内时，例如在不需要倍频的第二周期范围内时，控制单元130直接输出未升频的该第二路控制信号。此阶段逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令，选择性的接收和输出控制单元130产生的不需要升频的第二路控制信号，相当于启用控制单元130的逻辑电路直通功能。

在其他的可选实施例中，LED频闪灯控制***100还包括连接于逻辑单元150与开关器件M1之间的一个脉冲宽度限制单元160，当逻辑单元150输出的用于耦合到开关器件M1控制端的第二路控制信号的脉冲宽度大于一个预定的脉宽限定值时，脉冲宽度限制单元160会感测到这种状况，同时还会触发控制单元130输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号。此阶段逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令，选择性的接收和输出控制单元130产生的具有固定脉冲宽度的第二路控制信号，相当于禁用控制单元130的逻辑电路直通功能。

参见图1，再察看LED频闪灯控制***100包括的连接于开关器件M1的源极与接地端GND之间的一个感应电阻R_S，该感应电阻R_S与开关器件M1之间的公共连接节点195处的感测电压V_FB被反馈至控制单元130的一个输入端口PI3，作为一个电流控制环路，上文已经阐明V_FB＝I_LED×R_S，也即感测电压V_FB实质用于表征流经LED串组电流的大小，而控制单元130根据这个电流反馈的回路也即利用该感测电压V_FB来调整驱动电源转换电路180的第一路控制信号的占空比，以改变电源输出电压Vout，从而改变流经LED串组的电流值I_LED大小，因为节点194出的输出电压V_OUT的大小与第一路控制信号的占空比有关。在一个实施例中，控制单元将130将感测电压V_FB与一个目标参考电压进行比较，当感测电压V_FB比该一个目标参考电压范围高时，籍由感测电压V_FB超出目标参考电压的差值从而来减小该第一路控制信号的占空比，使电源转换器180输出的输出电压值V_OUT降低以此来减小流经LED串组的电流值I_LED。在另一个实施例中，控制单元130将感测电压V_FB与一个目标参考电压进行比较，当感测电压V_FB比该一个目标参考电压范围低时，籍由感测电压V_FB低于目标参考电压的差值从而来增加该第一路控制信号的占空比，使电源转换器180输出的输出电压值V_OUT增加以此来抬升流经LED串组的电流值I_LED。在一个可选实施例中，控制单元130具有一个PID(比例、积分、微分)运算模块，将感测电压V_FB与目标参考电压范围进行比较并通过PID(比例、积分、微分)运算来计算出差值，依照该差值据以相应减小或增大该第一路控制信号的占空比。

虽然在图中没有显示，但在其他的不做限制的可选实施例中，还可以增加一个电压型反馈控制环路，例如将节点194处的输出电压V_OUT或者将其利用分压器进行分压的下一级分压输入到一个误差放大器的一个端口，单元130的第一路控制信号通过改变分压器的参数来控制分压比，在误差放大器的另一个端口输入一个阈值电压，利用误差放大器产生的误差信号与一个三角波RAMP通过一个比较器来产生另一路PWM信号并通过锁存器输出，该输出控制或调整电源转换器180的开关周期和占空比，这也即一个输出电压的电压型反馈回路。

参见图3，是LED频闪灯控制***100的一种控制方法。LED频闪灯控制***100先行开始运行进入正常的工作状态。在步骤210的判断是否有正常信号的过程和在后续的测量周期脉宽的步骤220过程中，上文提及的控制单元130会利用其具有的信号捕捉模块来侦测/检测LED频闪信号的周期和脉宽，并判断出LED频闪信号的实际周期是否在正常的一个预设接受周期范围内，如果判断结果为是也即在正常预设接受周期范围内，则执行步骤210和步骤220及后续步骤230，如果判断结果为否定也即不在正常预设接受周期范围内，则返回循环执行步骤210，如此循环直至测量的LED频闪信号的实际周期在正常的预设接受周期范围内才执行步骤220-230。

接着判断LED频闪信号的实际周期是否在需要倍频的一个周期内，例如判断它是否在一个预定的第一周期范围内：如果判断结果为是也即在需要倍频的第一周期范围内，则控制单元130输出的用于调节流经LED串组190电流的一个第二路控制信号升频至与LED频闪信号同步，如果判断结果为否定也即不需要倍频，例如此时LED频闪信号的实际周期在不需要倍频的一个第二周期范围内，则控制单元130直接输出未升频的第二路控制信号。具体的步骤在图3中明确体现，在需要倍频的状态时，执行完步骤230的判断是否需要升频后，继续执行步骤231的升频的计算步骤实现升频至与LED频闪信号同步，和接着执行步骤232的升频输出步骤，其后再直接执行步骤250的判断是否需要信号宽度处理程序。注意在需要倍频的状态时须执行步骤231-232，则步骤240的直接输出程序被忽略，相当于逻辑电路直通功能被禁用而不予执行步骤240。反之亦然，在不需要倍频的状态时，须执行步骤沿着流程方案步骤230到步骤240再到步骤250，则步骤231-232被忽略，相当于逻辑电路直通功能被启用而不予执行步骤231-232。

再接着判断第二路控制信号的脉冲宽度是否大于一个预定的脉宽限定值：如果结果为是也即大于预定脉宽限定值，则触发控制单元130输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号，如果结果为否定也即不超过预定脉宽限定值则不触发控制单元130调整第二路控制信号的脉宽。当第二路控制信号的脉冲宽度大于预定的脉宽限定值时，步骤250执行完成之后并没有直接执行步骤260，而是先执行步骤251的信号宽度处理之后，再执行步骤260，在步骤251中控制单元130产生固定脉宽的同步信号输出。

其后还需要侦测流经LED串组190的电流值I_LED，主要执行步骤260的测电流程序和步骤270的判断电流是否正常程序：判断出表征了流经LED串组的电流I_LED的感测电压V_FB是否在一个目标参考电压范围内，如果结果为是也即感测电压V_FB在目标参考电压范围内，则直接返回循环执行步骤210而忽略步骤280，如果结果为否定也即感测电压V_FB不在目标参考电压范围内则执行后续的步骤280但不直接返回步骤210。

在步骤280的利用PID算法计算调整PWM值的程序中，例如调整第一路控制信号，当感测电压V_FB超出我们设定的目标参考电压范围时，则我们需要降低施加于LED串组190上的输出电压值V_OUT，从而来实现减小流经LED串组190的电流值I_LED，或者在感测电压V_FB低于目标参考电压范围时，增加该输出电压值V_OUT来实现抬升流经LED串组的电流值I_LED。实现该目的地具体做法体现在：提供一个用于侦测流经LED串组190的电流值I_LED的感应电阻R_S，该感应电阻R_S与开关器件M1之间的公共连接节195点处的用于表征流经LED串组电流的感测电压V_FB被反馈至控制单元130，控制单元130根据该感测电压V_FB来调整第一路控制信号的占空比，实现调节输出节点194处的输出电压值V_OUT就相当于改变流经LED串组190的电流I_LED大小。控制单元130将感测电压V_FB与该预期的目标参考电压范围进行比较，当感测电压V_FB比该预设的一个目标参考电压范围高时，籍由感测电压V_FB超出目标参考电压范围的差值从而来减小该第一路控制信号的占空比，使电源转换器180输出的输出电压值V_OUT降低以此来减小流经LED串组190的电流值I_LED。当感测电压V_FB比该目标参考电压范围低时，籍由感测电压V_FB低于目标参考电压的差值从而来增加该第一路控制信号的占空比，使电源转换器180输出的输出电压值V_OUT增加以此来抬升流经LED串组190的电流值I_LED。控制单元130具有接收感测电压V_FB的一个PID(比例、积分、微分)模块，将感测电压V_FB与目标参考电压范围进行比较并通过PID(比例、积分、微分)运算来计算出差值，依照该差值据以相应减小或增大该第一路控制信号的占空比。完成步骤280之后再返回执行步骤210。

依本申请揭示的内容，该***采用了检测电流控制电源电压，并对频闪信号状态检测，并实现自动升频、亮度调节和错误保护等功能，通过选择硬件直通控制和软件硬件结合控制的方式，利用硬件电路的高速特性，互相补偿和配合，使其具有更好的灵活性和高速性。利用信号捕捉模块计算信号周期，再用PWM模块生成升频信号，获得精确的同步和升频效果，消除了相位不稳定造成的闪烁感。该***采用信号捕捉模块检测该频闪信号的周期和脉宽，当信号周期不在正常范围内，关闭逻辑电路直通，MCU输出保持低，灯关闭。当信号周期在需要倍频的范围内，关闭逻辑电路直通功能，MCU根据检测到的周期设定和调节PWM参，使输出的信号与频闪信号同步，始终保持灯光与LED频闪信号同步，并采用脉冲生成硬件电路进行补偿，减小软件造成的延时。当信号周期在不需要倍频的范围内，软件打开逻辑电路直通功能未升频而直接输出。当脉冲宽度大于限定值时，关闭逻辑电路直通功能，MCU产生固定脉宽的同步信号输出。每次输出时，MCU对感测电阻上电压值进行模拟数字转换多次采样平均后与目标值比较，当检测的电流值过高时，通过PID运算后改变PWM输出值，减少占空比，从电源的电压检测反馈电路的检测端来降低旁路电流，使电源的输出电压下降，从而降低LED的驱动电流；当电流值过低时，通过PID运算后改变PWM输出值，提高占空比，从电源的电压检测反馈电路的检测端来提高旁路电流，使电源的输出电压上升，从而提高LED的驱动电流，使得LED输出电流保持在目标值的要求范围内。由于采用了旁路电流的方式改变电压检测反馈电路，因此当MCU的PWM模块损坏时，通常端口失效模式为高阻或低电平，此时占空比为0，电源电压降至最低点，补光灯的输出功率和亮度降至最低，使得失效模式下的频闪灯对***和照明目标的影响最小，减小了不安全的隐患。还可以通过信号接口，可以将UART数据DATA传输至MCU的数据输入端口，以更改MCU的倍频、脉宽以及电流值等控制参数。

以上，通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述发明提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (5)

1.一种LED频闪灯控制***，其特征在于，包括：

将输入电压调制转换成输出电压的一个电源转换器，以及产生第一路控制信号来调整电源转换器开关周期和占空比的一个控制单元：

连接于输出电压和接地端之间的LED串组，其中LED串组与接地端之间连接有一个用于开关LED串组的开关器件；

依据控制单元传送的通道选择指令选择性地输出控制单元所产生的第二路控制信号来控制开关器件的一个逻辑单元。

2.根据权利要求1所述的一种LED频闪灯控制***，其特征在于，控制单元利用一个信号捕捉模块检测LED频闪信号的周期和脉宽，当LED频闪信号的实际周期不在正常的一个预设接受周期范围内时，关闭LED串组；当控制单元根据检测到的LED频闪信号周期在预定的范围内时，设定和调节第二路控制信号使其升频或直接输出未升频的第二路控制信号，并始终保持灯光与LED频闪信号同步。

3.根据权利要求2所述的一种LED频闪灯控制***，其特征在于，还包括一个连接到逻辑单元的脉冲生成补偿模块，校正控制单元输出至逻辑单元的第二路控制信号相对于LED频闪信号的延时误差，保障逻辑单元输出的第二路控制信号与LED频闪信号同步。

4.根据权利要求1所述的一种LED频闪灯控制***，其特征在于，还包括连接于开关器件与接地端之间的一个感应电阻，该感应电阻与开关器件之间的公共连接节点处的用于表征流经LED串组电流的感测电压被反馈至控制单元，控制单元根据该感测电压与目标值的差，经过PID运算后调整第一路控制信号的占空比，改变电源电压值，以控制流经LED串组的电流大小。

5.一种LED频闪灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1、检测LED频闪信号的周期和脉宽，判断LED频闪信号的实际周期是否在正常的一个预设接受周期范围内，如果结果为是则执行Step2否则返回循环执行Step1；

Step2、判断LED频闪信号的实际周期是否在需要倍频的第一周期范围内：如果结果为是则一个控制单元输出的用于调节流经LED串组电流的一个第二路控制信号升频至与LED频闪信号同步，否则控制单元直接输出未升频的第二路控制信号；

Step3、判断第二路控制信号的脉冲宽度是否大于一个预定的脉宽限定值：如果结果为是则触发控制单元输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号，否则不触发控制单元调整第二路控制信号的脉宽；

Step4、侦测流经LED串组的电流值：判断表征流经LED串组电流的感测电压是否在一个目标参考电压范围内，如果结果为是则返回循环执行Step1，否则执行Step5；

Step5、在感测电压超出目标参考电压时降低施加于LED串组上的一个输出电压值来减小流经LED串组的电流值，或在感测电压低于目标参考电压范围时增加该输出电压值来抬升流经LED串组的电流值。