CN103929852A - 一种可调光调色的led灯 - Google Patents

Abstract

一种可调光调色的LED灯，包括整流滤波电路、恒流控制电路、LED光源、及PWM输出模块，所述整流滤波电路用于将输入的交流电整流滤波为直流电；所述恒流控制电路与所述整流滤波电路的输出端连接，用于为所述LED灯串提供恒定的电流；所述LED光源包括有至少二LED灯串，各LED灯串的颜色不同且串联连接，每一LED灯串并联有一开关电路；所述PWM输出模块具有第一信号输出端及多个第二信号输出端，第一信号输出端与恒流控制电路连接以调节所述LED光源的亮度，每一第二信号输出端与一开关电路连接以调节流经其对应LED灯串的电流。本发明可以将LED灯的调光与调色分离，线路简单，控制简单，调光调色更加细腻。

Description

一种可调光调色的LED灯

技术领域

本发明涉及一种LED灯，尤其涉及一种可调光调色的LED灯。

背景技术

目前，LED光源作为绿色节能光源，受到广大灯具制造商的喜爱，使用LED光源的照明灯日益普及，逐渐替代了日光灯等常用照明灯。随着人们生活水平的提高，审美及生活品位得到提升，人们逐渐不满足于普通灯具的照明，因此出现了带有色彩的LED灯。

由于LED光源的亮度几乎和它的驱动电流直接成正比关系，故通常采用调整LED灯正向电流的方法来调整亮度，方法简单、实用。传统的LED灯调光技术采用的是DC-DC转换电路，线路复杂、效率低、成本高；不同色彩的LED灯采用并联的方式连接，无法实现电流一致，导致亮度不均匀，且无法实现调光与调色的分离，颜色不够细腻。

发明内容

本发明为了解决现有LED灯调光与调色不能分离，电路复杂、效率低的问题，提供一种可以调光调色的LED灯，线路简单、价格便宜、效率高，且调光与调色可以独立开来。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可调光调色的LED灯，包括有整流滤波电路、恒流控制电路、LED光源、及PWM输出模块，其中，所述整流滤波电路用于将输入的交流电整流滤波后输出直流电；所述恒流控制电路与所述整流滤波电路的输出端连接，用于为所述LED灯串提供恒定的电流；所述LED光源包括有至少二LED灯串，各LED灯串的颜色不同且串联连接，每一LED灯串并联有一开关电路；所述PWM输出模块具有第一信号输出端及多个第二信号输出端，第一信号输出端与恒流控制电路连接以调节所述LED光源的亮度，每一第二信号输出端与一开关电路连接以调节流经其对应的LED灯串的电流。

其进一步技术方案为，所述二LED灯串为两个，分别为低色温LED灯串和高色温LED灯串。

其进一步技术方案为，所述LED灯串为三个，分别为红色LED灯串、绿色LED灯串及蓝色LED灯串，且三个LED灯串为串联连接；所述开关电路为三个，分别为第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路；所述第一开关电路、所述第二开关电路及所述第三开关电路分别并联于所述红色LED灯串、所述绿色LED灯串及所述蓝色LED灯串的两端；所述PWM输出模块的第一信号输出端与所述恒流控制电路连接以调节所述LED光源的亮度，第一第二信号输出端、第二第二信号输出端及第三第二信号输出端分别与所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第三开关电路连接以调节流经其对应的LED灯串的电流。

其进一步技术方案为，所述第一开关电路包括第一MOSFET和第一分压模块，所述第一MOSFET的源极与所述红色LED灯串的阳极连接，所述第一MOSFET的漏极与所述红色LED灯串的阴极连接，所述第一MOSFET的栅极与所述第一分压模块连接，所述PWM输出模块的第一第二信号输出端连接于所述第一分压模块；所述第二开关电路包括第二MOSFET和第二分压模块，所述第二MOSFET的源极与所述绿色LED灯串的阳极连接，所述第二MOSFET的漏极与所述绿色LED灯串的阴极连接，所述第二MOSFET的栅极与所述第二分压模块连接，所述PWM输出模块的第二第二信号输出端连接于所述第二分压模块；所述第三开关电路包括第三MOSFET和第三分压模块，所述第三MOSFET的源极与所述蓝色LED灯串的阳极连接，所述第三MOSFET的漏极与所述蓝色LED灯串的阴极连接，所述MOSFET的栅极与所述第三分压模块连接，所述PWM输出模块的第三第二信号输出端连接于所述第三分压模块。

其进一步技术方案为，所述第一分压模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第一电阻的自由端与所述第一MOSFET的源极连接，所述第二电阻的自由端与所述PWM输出模块的第一第二信号输出端连接，所述第一MOSFET的栅极连接于所述第一电阻与所述第二电阻的连接端；所述第二分压模块包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与所述第四电阻串联连接，所述第三电阻的自由端与所述第二MOSFET的源极连接，所述第四电阻的自由端与所述PWM输出模块的第二第二信号输出端连接，所述第二MOSFET的栅极连接于所述第三电阻与所述第四电阻的连接端；所述第三分压模块包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻与所述第六电阻串联连接，所述第五电阻的自由端与第三MOSFET的源极连接，所述第六电阻的自由端与所述PWM输出模块的第三第二信号输出端连接，所述第三MOSFET的栅极连接于所述第五电阻与所述第六电阻的连接端。

其进一步技术方案为，所述恒流控制电路包括恒流控制芯片、第一滤波电路及第二滤波电路，所述恒流控制芯片的输入端与所述第一滤波电路连接，所述第一滤波电路通过一限流电阻连接于所述PWM输出模块的所述第一信号输出端，所述恒流控制芯片的输出端与所述第二滤波电路连接，所述第二滤波电路连接于所述LED光源。

其进一步技术方案为，所述恒流控制芯片为MP24893型芯片。

其进一步技术方案为，所述第一滤波电路由一电阻与一电感并联组成，其一端连接于所述恒流控制芯片的输入端，另一端与地连接。

其进一步技术方案为，所述第二滤波电路包括一电感与一电容，所述电感的一端与所述恒流控制芯片的输出端，其另一端连接于所述LED光源的阴极，所述电容与所述LED光源并联。

本发明的有益技术效果在于：本发明提供的可调光调色的LED灯，不同颜色的LED灯串串联连接，使用恒流控制电路为LED光源提供恒定的输出电流，通过改变PWM脉冲信号的占空比来控制恒流控制电路输出电流的有或无，从而控制LED光源上工作电流的通断时间，实现LED灯的调光，各开关电路与各不同颜色的LED灯串并联实现分流，并用PWM脉冲信号控制开关电路，从而调节各LED灯串上的电流，实现LED灯的调色，该可调光调色的LED灯线路简单，可以将LED灯的调光与调色分离，控制简单，LED灯的调光调色更加细腻。

附图说明

图1为本发明可调光调色的LED灯一实施例的结构示意图。

图2为本发明可调光调色的LED灯另一实施例的结构示意图。

图3为图2所示可调光调色的LED灯的恒流调光的电路图。

图4为图2所示可调光调色的LED灯的调色的电路图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

参考图1所示，为本发明的一个实施例，在该实施例中，该可调光调色的LED灯包括有整流滤波电路10a、恒流控制电路20a、LED光源30a、第一开关电路40a、第二开关电路50a及PWM输出模块60a，其中，LED灯串30a由低色温LED灯串和高色温LED灯串串联组成，当然也可以为其他两种不同颜色的LED灯串串联组成。

整流滤波电路10a将输入的交流电整流滤波后输出直流电，直流电通过恒流控制电路20a为LED光源30a提供恒定的电流，第一开关电路40a与低色温LED灯串并联，第二开关电路50a与高色温LED灯串并联，PWM输出模块60a的第一信号输出端PWM_1c与恒流控制电路20a连接以输出PWM脉冲信号控制恒流控制电路20a的电流输出，实现LED光源30a的调光；PWM输出模块60a的第二信号输出端PWM_1b与第一开关电路40a连接以输出PWM脉冲信号控制第一开关电路40a，从而调整低色温LED灯串上的电流，实现低色温LED灯串的调色；PWM输出模块60a的第二信号输出端PWM_1a与第二开关电路50a连接以输出PWM脉冲信号控制第二开关电路50a，从而调整高色温LED灯串上的电流，实现高色温LED灯串的调色。LED光源30a的调光与调色可以分离，互相独立，也可以同时进行调节，控制更加方便。

PWM输出模块60a输出占空比可调的PWM信号，用来调节PWM输出模块60a的第一信号输出端PWM_1c、第二信号输出端PWM_1b及第二信号输出端PWM_1a三路输出信号的电压值，该PWM输出模块60a可以采用可编程PWM芯片或者用单片机实现，也可以采用不可编程的PWM芯片，比如芯片SG3525，实际应用中，可以根据需要灵活选择芯片的类型。通过改变PWM输出模块60a的第一信号输出端PWM_1c输出信号的占空比来控制恒流控制电路20a是否输出电流，从而控制LED光源30a的工作时间，因而调节LED灯串的亮度，通过调节PWM输出模块60a的第二信号输出端PWM_1b和第二信号输出端PWM_1a的输出信号占空比来控制第一开关电路40a和第二开关电路50a的开关时间，从而控制其对应LED灯串的电流大小，从而实现低色温LED灯串与高色温LED灯串的颜色调节。

如图2、图3、图4所示，为本发明的另外一个实施例，在该实施例中，该可调光调色的LED灯包括有整流滤波电路10A、恒流控制电路20A、LED灯串30A、第一开关电路40A、第二开关电路50A、第三开关电路70A及PWM输出模块60A，其中，LED灯串30A由红色LED灯串、绿色LED灯串及蓝色LED灯串串联组成。

整流滤波电路10A将输入的交流电整流滤波后输出直流电，直流电经过恒流控制电路20A为LED灯串30A提供恒定的电流，第一开关电路40A与红色LED灯串并联，第二开关电路50A与绿色LED灯串并联，第三开关电路70A与蓝色LED灯串并联，PWM输出模块60A的第一信号输出端PWM_1C与恒流控制电路20A连接以输出PWM脉冲信号控制恒流控制电路20A的电流输出，实现LED光源30A的调光；PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1B与第一开关电路40A连接以输出PWM脉冲信号控制第一开关电路40A，从而调整红色LED灯串上的电流，实现红色LED灯串的调色；PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1A与第二开关电路50A连接以输出PWM脉冲信号控制第二开关电路50A，从而调整绿色LED灯串上的电流，实现绿色LED灯串的调色，PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1D与第三开关电路70A连接以输出PWM脉冲信号控制第三开关电路70A，从而调整蓝色LED灯串上的电流，实现蓝色LED灯串的调色。LED光源30A的调光与调色可以分离，互相独立，也可以同时进行调节，控制更加方便。

PWM输出模块60A输出占空比可调的PWM信号，用来调节PWM输出模块60A的第一信号输出端PWM_1C、第二信号输出端PWM_1B、第二信号输出端PWM_1B及第二信号输出端PWM_D输出信号的电压值，实际应用中，可以根据需要灵活选择芯片的类型。通过改变第一信号输出端PWM_1C输出信号的占空比来调节恒流控制电路20A是否输出电流，从而控制LED光源30A的工作时间，因而调节LED灯串的亮度，通过调节PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1B、第二信号输出端PWM_1C及第二信号输出端PWM_1D输出信号的占空比来控制第一开关电路40A、第二开关电路50A及第三开关电路70A的开关时间，从而实现红色LED灯串、绿色LED灯串及蓝色LED灯串的颜色调节，由三基色按照不同比例混合形成全彩LED灯。

其中，整流滤波电路10A用于对供电电源的输入电压进行整流，在一些实施例中，该整流滤波电路10A包括有整流桥堆DB1及滤波电容C1，整流桥堆BD1的输入端连接供电电源，其输出端一端接地，另一端连接于恒流控制电路20A，滤波电容C1并联于整流桥堆BD1的输出端，可提供滤波作用。本整流滤波电路10A可应用于第一实施例中。

恒流控制电路20A包括恒流控制芯片U2、第一滤波电路21A及第二滤波电路22A，PWM输出模块60A的第一信号输出端PWM_1C通过限流电阻R13连接于恒流控制芯片U2的输入端DIM，恒流控制芯片U2的输出端SW连接于一续流二极管D5的阳极，该续流二极管D5的阴极连接于整流滤波电路10A的输出端，在续流二极管D5的阴极与第二滤波电路22A之间连接有一电流检测电阻R4，恒流控制芯片U2的电源输入引脚IN连接于整流滤波电路10A的输出端，用于为恒流控制芯片U2供电，恒流控制芯片U2的电流检测引脚RS连接于电流检测电阻R4与第二滤波电路22A的连接端，用于检测LED光源30A的供电电流，恒流控制芯片U2的接地引脚GND与地连接。

在一些实施例中，恒流控制芯片U2选用MP24893型芯片。第一滤波电路21A由电阻R11和电容C5并联组成，其一端连接于恒流控制芯片U2的输入引脚DIM，另一端与地连接，为恒流控制芯片U2的输入信号提供滤波作用。第二滤波电路22A包括有一电感L2与一电容C4，电容C4与LED光源30A并联，电感L2一端连接于LED光源30A的阴极，一端连接于恒流控制芯片U2的输出引脚SW，为LED光源30A提供滤波作用。通过调整PWM输出模块60A的第一信号输出端PWM_1C输出信号的占空比，可以调整恒流控制芯片U2输出电流的有或无，从而改变LED光源30A的工作时间长短，而LED光源30A内的电流大小并没有改变，避免了光谱波长的变化，有较高的调光精度控制，由于脉冲波形完全可以控制到很高的精度，即使在很大的范围内调光，也不会发生闪烁现象及散热问题。

第一开关电路40A包括MOSFET Q1A和第一分压模块41A，MOSFET Q1A的源极与红色LED灯串的阳极连接，MOSFET Q1A的漏极与红色LED灯串的阴极连接，该第一分压模块41A包括串联连接的电阻R1A和电阻R2A，MOSFETQ1A的栅极连接于电阻R1A和电阻R2A的连接端，电阻R1A的自由端连接于MOSFET Q1A的源极，电阻R2A的自由端连接于PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1B；第二开关电路包括MOSFET Q1B和第二分压模块51A，MOSFET Q1B的源极与绿色LED灯串的阳极连接，MOSFET Q1B的漏极与绿色LED灯串的阴极连接，该第二分压模块51A包括串联连接的电阻R1B和电阻R2B，MOSFET Q1B的栅极连接于电阻R1B和电阻R2B的连接端，电阻R1B的自由端连接于MOSFET Q1B的源极，电阻R2B的自由端连接于PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1A；第三开关电路包括MOSFET Q1C和第三分压模块71A，MOSFET Q1C的源极与蓝色LED灯串的阳极连接，MOSFET Q1C的漏极与蓝色LED灯串的阴极连接，该第三分压模块71A包括串联连接的电阻R1C和电阻R2C，MOSFET Q1C的栅极连接于电阻R1C和电阻R2C的连接端，电阻R1C的自由端连接于MOSFET Q1C的源极，电阻R2C的自由端连接于PWM输出模块60A的第二信号输出端PWM_1D。通过PWM输出模块60A控制其第二信号输出端PWM_1B、第二信号输出端PWM_1A、第二信号输出端PWM_1D输出信号的占空比来控制MOSFET Q1A、MOSFET Q1B、MOSFETQ1C的开关时间，从而为与其并联的LED灯串分流，实现LED光源30A调色。

在其他的一些实施例中，LED灯串可以为任意不同颜色灯串的串联组合；恒流控制芯片U2的型号及MOSFET仅作为本发明的一个优选实施例，并不受本实施例中的任何限制，可以选用可实现相同功能的其他型号的恒流控制芯片U2或其他类型的开关器件。

本发明提供的可调光调色的LED灯，不同颜色的LED灯串串联连接，采用PWM控制电路与高压线性恒流驱动芯片的配合来作为脉冲恒流源，各LED灯串上的工作电流一致，通过调整PWM脉冲占空比来控制恒流控制电路输出电流的有或无，则可实现LED灯的调光，采用各开关电路与各不同颜色的LED灯串并联实现分流，并用PWM脉冲信号控制开关电路，实现LED灯的调色，该可调光调色的LED灯线路简单，可以将LED灯的调光与调色分离，控制简单，电源使用效率高，可实现全彩LED灯的调节。

以上所述仅为本发明的具体实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，其他在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可调光调色的LED灯，其特征在于，包括有整流滤波电路、恒流控制电路、LED光源、及PWM输出模块，其中，

所述整流滤波电路用于将输入的交流电整流滤波后输出直流电；

所述恒流控制电路与所述整流滤波电路的输出端连接，用于为所述LED灯串提供恒定的电流；

所述LED光源包括有至少二LED灯串，各LED灯串的颜色不同且串联连接，每一LED灯串并联有一开关电路；

所述PWM输出模块具有第一信号输出端及多个第二信号输出端，第一信号输出端与恒流控制电路连接以调节所述LED光源的亮度，每一第二信号输出端与一开关电路连接以调节流经其对应的LED灯串的电流。

2.如权利要求1所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述二LED灯串为两个，分别为低色温LED灯串和高色温LED灯串。

3.如权利要求1所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述LED灯串为三个，分别为红色LED灯串、绿色LED灯串及蓝色LED灯串，且三个LED灯串为串联连接；所述开关电路为三个，分别为第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路；所述第一开关电路、所述第二开关电路及所述第三开关电路分别并联于所述红色LED灯串、所述绿色LED灯串及所述蓝色LED灯串的两端；所述PWM输出模块的第一信号输出端与所述恒流控制电路连接以调节所述LED光源的亮度，第一第二信号输出端、第二第二信号输出端及第三第二信号输出端分别与所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第三开关电路连接以调节流经其对应的LED灯串的电流。

4.如权利要求3所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述第一开关电路包括第一MOSFET和第一分压模块，所述第一MOSFET的源极与所述红色LED灯串的阳极连接，所述第一MOSFET的漏极与所述红色LED灯串的阴极连接，所述第一MOSFET的栅极与所述第一分压模块连接，所述PWM输出模块的第一第二信号输出端连接于所述第一分压模块；所述第二开关电路包括第二MOSFET和第二分压模块，所述第二MOSFET的源极与所述绿色LED灯串的阳极连接，所述第二MOSFET的漏极与所述绿色LED灯串的阴极连接，所述第二MOSFET的栅极与所述第二分压模块连接，所述PWM输出模块的第二第二信号输出端连接于所述第二分压模块；所述第三开关电路包括第三MOSFET和第三分压模块，所述第三MOSFET的源极与所述蓝色LED灯串的阳极连接，所述第三MOSFET的漏极与所述蓝色LED灯串的阴极连接，所述MOSFET的栅极与所述第三分压模块连接，所述PWM输出模块的第三第二信号输出端连接于所述第三分压模块。

5.如权利要求4所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述第一分压模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第一电阻的自由端与所述第一MOSFET的源极连接，所述第二电阻的自由端与所述PWM输出模块的第一第二信号输出端连接，所述第一MOSFET的栅极连接于所述第一电阻与所述第二电阻的连接端；所述第二分压模块包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与所述第四电阻串联连接，所述第三电阻的自由端与所述第二MOSFET的源极连接，所述第四电阻的自由端与所述PWM输出模块的第二第二信号输出端连接，所述第二MOSFET的栅极连接于所述第三电阻与所述第四电阻的连接端；所述第三分压模块包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻与所述第六电阻串联连接，所述第五电阻的自由端与第三MOSFET的源极连接，所述第六电阻的自由端与所述PWM输出模块的第三第二信号输出端连接，所述第三MOSFET的栅极连接于所述第五电阻与所述第六电阻的连接端。

6.如权利要求1所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述恒流控制电路包括恒流控制芯片、第一滤波电路及第二滤波电路，所述恒流控制芯片的输入端与所述第一滤波电路连接，所述第一滤波电路通过一限流电阻连接于所述PWM输出模块的所述第一信号输出端，所述恒流控制芯片的输出端与所述第二滤波电路连接，所述第二滤波电路连接于所述LED光源。

7.如权利要求6所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述恒流控制芯片为MP24893型芯片。

8.如权利要求6所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述第一滤波电路由一电阻与一电感并联组成，其一端连接于所述恒流控制芯片的输入端，另一端与地连接。

9.如权利要求6所述的可调光调色的LED灯，其特征在于，所述第二滤波电路包括一电感与一电容，所述电感的一端与所述恒流控制芯片的输出端，其另一端连接于所述LED光源的阴极，所述电容与所述LED光源并联。