CN102469644B - 发光二极管控制电路 - Google Patents

发光二极管控制电路 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管控制电路,包括一开关、一控制信号产生电路、一电压转换单元及N个开关电路,电压转换单元用于将直流电源的电压转换为另一直流电压,以为控制信号产生电路提供工作电压,控制信号产生电路根据开关的动作于其输出端输出不同的控制信号,以对应控制N个开关电路导通或断开,使得直流电源供电给对应的发光二极管,从而得以调节发光二极管灯管的亮度。上述发光二极管控制电路可调整发光二极管灯管的亮度。

Description

发光二极管控制电路
技术领域
本发明涉及一种发光二极管控制电路。
背景技术
目前,越来越多的发光二极管应用在照明设备上。但是,一般的发光二极管灯管的产品设计上大多为单一亮度,并没有办法依据使用者的需求调整不同的亮度。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种可调整亮度的发光二极管控制电路。
一种发光二极管控制电路,用于调整一发光二极管灯管的亮度,该发光二极管灯管包括N组依次串接的发光二极管,该发光二极管控制电路包括一开关、一控制信号产生电路、一电压转换单元以及N个开关电路,该开关的第一端与一直流电源相连,第二端与该控制信号产生电路的输入端相连,该N个开关电路的第一端均与该直流电源相连,第二端与该控制信号产生电路的N个输出端中的一个对应相连,该N个开关电路的第三端均接地,第一开关电路至第(N-1)开关电路的第四端对应与N组发光二极管中两串接的发光二极管组之间的节点相连,第N开关电路的第四端与第N组发光二极管未与第(N-1)组发光二极管相连的一端相连,该电压转换单元与该开关的第二端相连,用于将该直流电源的电压转换为该控制信号产生电路的工作电压,该控制信号产生电路根据该开关的动作于其输出端输出不同的控制信号,以对应控制N个开关电路导通或断开,使得该直流电源供电给对应的发光二极管组,其中N为大于1的整数。
一种发光二极管控制电路,用于调整一发光二极管灯管的亮度,该发光二极管灯管包括N组依次串接的发光二极管,该发光二极管控制电路包括一开关、一交流-直流转换器、一控制信号产生电路、一电压转换单元以及N个开关电路,该开关的第一端与一交流电源相连,第二端与该交流-直流转换器的输入端相连,该交流-直流转换器用于将交流电源转换为直流电源,该交流-直流转换器的输出端与该控制信号产生电路的输入端相连,该N个开关电路的第一端均与该直流电源相连,第二端与该控制信号产生电路的N个输出端中的一个对应相连,该N个开关电路的第三端均接地,第一开关电路至第(N-1)开关电路的第四端对应与N组发光二极管中两串接的发光二极管组之间的节点相连,第N开关电路的第四端与第N组发光二极管未与第(N-1)组发光二极管相连的一端相连,该电压转换单元与该开关的第二端相连,用于将该直流电源的电压转换为该控制信号产生电路的工作电压,该控制信号产生电路根据该开关的动作于其输出端输出不同的控制信号,以对应控制N个开关电路导通或断开,使得该直流电源供电给对应的发光二极管组,其中N为大于1的整数。
上述发光二极管控制电路使得当开关每合上一次时将四个开关电路对应导通或断开,从而改变了得电的发光二极管的个数,即使得发光二极管灯管的亮度得以调节。
附图说明
图1为本发明发光二极管控制电路的较佳实施方式的方框图。
图2为图1中发光二极管控制电路的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
交流电              20
开关                SW1
A/D转换器           10
低压差线性稳压器    11
控制信号产生电路    12
开关电路            13a、13b、13c、13d
电流侦测电路        15
直流电              V0、Vcc
发光二极管          30、32、35、36、L1-L8
电阻                R1-R8
电容                C1
JK触发器            J1、J2
场效应管            T1-T5
非门                U1a、U1b
与门                U2a-U2d
输入端              J、K
触发端              CLK
输出端              Q、S1-S4
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述:
请参考图1及图2,本发明发光二极管控制电路可用于调节一发光二极管灯管的亮度,其较佳实施方式包括一开关SW1、一交流(Alternating Current,AC)-直流(Direct current,DC)转换器(A/D转换器)10、一低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO)11、一控制信号产生电路12、第一至第四开关电路13a-13d以及一电流侦测电路15。本实施方式中,该LED灯管包括八个串联连接的发光二极管L1-L8,其中发光二极管L1及L2为第一组发光二极管30,发光二极管L3及L4为第二组发光二极管32,发光二极管L5及L6为第三组发光二极管35,发光二极管L7及L8为第四组发光二极管36,且发光二极管L1的阳极通过一电阻R8与电流侦测电路15的第一端相连,发光二极管L1的阴极与发光二极管L2的阳极相连,发光二极管L2的阴极与第一开关电路13a以及发光二极管L3的阳极相连,发光二极管L3的阴极与发光二极管L4的阳极相连,发光二极管L4的阴极与第二开关电路13b以及发光二极管L5的阳极相连,发光二极管L5的阴极与发光二极管L6的阳极相连,发光二极管L6的阴极与第三开关电路13c以及发光二极管L7的阳极相连,发光二极管L7的阴极与发光二极管L8的阳极相连,发光二极管L8的阴极与第四开关电路13d相连。其它实施方式中,该LED灯管亦可包括其它数量及组数的发光二极管以及其它数量的开关电路,其组数与开关电路的数量以及控制信号产生电路12的输出端的数量相同。
该开关SW1连接于一交流电20与A/D转换器10之间,该A/D转换器10用于将交流电20转换为直流电V0。该控制信号产生电路12的输入端连接于A/D转换器10,该控制信号产生电路12根据A/D转换器10的输出产生控制信号。
该LDO11与该A/D转换器10相连,用于将A/D转换器10所输出的直流电V0转换为具有另一电压的直流电Vcc,以为控制信号产生电路12提供工作电压。其它实施方式中,该LDO10亦可用其它电压转换单元替代。
该控制信号产生电路12的输出端对应与第一至第四开关电路13a、13b、13c以及13d的控制端相连,其中第一开关电路13a的第一端与第一组发光二极管30和第二组发光二极管32之间的节点(即发光二极管L2及L3之间的节点)相连,第二端接收直流电V0,第三端接地;第二开关电路13b的第一端与第二组发光二极管32和第三组发光二极管35之间的节点(即发光二极管L4及L5之间的节点)相连,第二端接收直流电V0,第三端接地;第三开关电路13c的第一端与第三组发光二极管35和第四组发光二极管36之间的节点(即发光二极管L6及L7之间的节点)相连,该第三开关电路13c的第二端接收直流电V0,第三端接地;第四开关电路13d的第一端与发光二极管L8的阴极相连,第二端接收直流电V0,第三端接地。该第一至第四开关电路13a、13b、13c以及13d根据控制信号产生电路12所输出的控制信号对应导通或断开,从而控制是否给对应的发光二极管提供直流电V0。比如当第一开关电路13a导通、第二开关电路13b、第三开关电路13c及第四开关电路13d均断开时,仅有第一组发光二极管30(即发光二极管L1及L2)工作,其它发光二极管L3-L8均不工作;当第二开关电路13b导通、第一开关电路13a、第三开关电路13c及第四开关电路13d均断开时,则第一组发光二极管30(即发光二极管L1及L2)以及第二组发光二极管32(即发光二极管L3及L4)均工作,发光二极管L5-L8则不工作;当第三开关电路13c导通、第一开关电路13a、第二开关电路13b及第四开关电路13d均断开时,第一组发光二极管30(即发光二极管L1及L2)、第二组发光二极管32(即发光二极管L3及L4)及第三组发光二极管35(即发光二极管L5及L6)工作,第四组发光二极管36(即发光二极管L7及L8)则不工作;当第四开关电路13d导通、第一开关电路13a、第二开关电路13b及第三开关电路13c均断开时,第一组至第四组发光二极管30、32、35及36(即发光二极管L1-L8)全部工作,此时,该发光二极管灯管的亮度最大。
该电流侦测电路15的第二端连接于该A/D转换器10,用于侦测流经复数发光二极管的电流值,并根据侦测到的电流值对应进行调整,以使得复数发光二极管的电流值与默认值相同。
该控制信号产生电路12包括一场效应管T1、两JK触发器J1、J2、两非门U1a、U1b以及四个与门U2a-U2d。
该JK触发器J1的输入端J及K均接收该电压Vcc,触发端CLK与该场效应管T1的漏极相连,输出端空置,接地端接地,电源端接收电压Vcc。该场效应管T1的漏极还通过一电阻R1接收电压Vcc,源极接地,栅极通过一电阻R2接地,还通过另一电阻R3与该A/D转换器10相连。
该JK触发器J2的输入端J及K均接收该电压Vcc,触发端CLK与该JK触发器J1的另一输出端Q相连,该JK触发器J2的输出端空置,接地端接地,电源端接收电压Vcc。
该非门U1a的输入端与该JK触发器J2的触发端CLK相连,输出端与该与门U2a的第一输入端相连。该非门U1b的输入端与JK触发器J2的输出端Q相连,输出端与与门U2a的第二输入端相连。该与门U2b的第一输入端与该非门U1a的输入端相连,第二输入端与非门U1a的输出端相连。该与门U2c的第一输入端与该非门U1b的输出端相连,第二输入端与该JK触发器J2的输出端Q相连。该与门U2d的第一输入端与该非门U1a的输入端相连,第二输入端与该JK触发器J2的输出端Q相连。该与门U2a-U2d的输出端分别作为该控制信号产生电路12的四个输出端S1-S4与该四个开关电路13a-13d相连。
该第一开关电路13a包括一场效应管T2,该场效应管T2的栅极与该控制信号产生电路12的输出端S1相连,漏极通过一电阻R4接收直流电V0,还直接连接于该发光二极管LED2和LED3之间的节点,源极接地。
该第二开关电路13b包括一场效应管T3,该场效应管T3的栅极与该控制信号产生电路12的输出端S2相连,漏极通过一电阻R5接收直流电V0,还直接连接于该发光二极管LED4和LED5之间的节点,源极接地。
该第三开关电路13c包括一场效应管T4,该场效应管T4的栅极与该控制信号产生电路12的输出端S3相连,漏极通过一电阻R6接收直流电V0,还直接连接于该发光二极管LED6和LED7之间的节点,源极接地。
该第四开关电路13d包括一场效应管T5,该场效应管T5的栅极与该控制信号产生电路12的输出端S4相连,漏极通过一电阻R7接收直流电V0,还直接连接于该发光二极管LED8的阴极,源极接地。
下面将对本发明发光二极管控制电路的工作原理进行说明:
当该开关SW1第一次合上时,交流电20经由开关SW1被AC-DC转换器10被转换为直流电V0,该直流电V0被输出至电流侦测电路15以及场效应晶体管T1的栅极,还通过该LDO11被转换为具有另一电压的直流电Vcc,并同时对电容C1进行充电。此时,该控制信号产生电路12得电开始工作。该场效应管T1导通,使得该JK触发器J1的触发端CLK接收低电平触发信号。当然,若直接以一直流电而非交流电20对该发光二极管灯管供电时,则不再需要该A/D转换器10,该开关SW1直接与该直流电相连即可。
当该开关SW1断开时,电容C1则继续为控制信号产生电路12提供工作电压。同时,由于电容C1的电压不足以使得该场效应晶体管T1持续导通,从而使得该JK触发器J1的触发端CLK接收高电平触发信号。当该开关SW1再次合上时,该场效应管T1再次导通,使得该JK触发器J1的触发端CLK接收低电平触发信号。该电容C1则在开关SW1断开时继续为控制信号产生电路12提供工作电压。
根据两JK触发器J1及J2的连接关系可知,该两JK触发器J1及J2组成一加法计数器,其两输出端Q(分别记为Q0及Q1)的输出在每次触发端CLK接收到上升沿的触发信号时,其输出即加1,具体如表1所示:
CLK 0
Q0 0 0 1 1 0
Q1 0 1 0 1 0
表1
该两个非门U1a、U1b以及四个与门U2a-U2d组成一二位-四位译码器,其可将两位二进制编码转换为四位二进制编码。
该加法计数器的两输出端Q0及Q1输出给该二位-四位译码器,以得到四位二进制编码。比如,当加法计数器的输出Q0及Q1输出“00”时(即第一次将开关SW1合上时),该二位-四位译码器则输出“1000”。此时,该场效应管T2导通、场效应管T3-T5断开,以使得发光二极管L1及L2得电发光,其它发光二极管L3-L8则不得电。该JK触发器J1的触发端CLK、加法计数器的输出端Q0及Q1、二位-四位译码器的输出端S1-S4以及场效应晶体管T2-T5的关系如表2所示:
表2
从表2可以看出,当开关SW1第一次合上时,该JK触发器J1的触发端CLK接收到低电平信号,此时,该第一开关电路13a导通、第二至第四开关电路13b-13d均断开,使得发光二极管L1及L2发光。当开关SW1断开之后再次合上,即第二次合上时,该JK触发器J1的触发端CLK接收到上升沿的电平信号,此时,该第二开关电路13b导通、第一、第三及第四开关电路13a、13c及13d均断开,使得发光二极管L1-L4发光。当开关SW1断开之后再次合上,即第三次合上时,该JK触发器J1的触发端CLK仍然接收到上升沿的电平信号,此时,该第三开关电路13b导通、第一、第二及第四开关电路13a、13b及13d均断开,使得发光二极管L1-L6发光。当开关SW1断开之后再次合上,即第四次合上时,该JK触发器J1的触发端CLK仍然接收到上升沿的电平信号,此时,该第四开关电路13d导通、第一至第三开关电路13a-13c均断开,使得发光二极管L1-L8全部发光。
本实施方式中,所述场效应管T1-T4都是起到电子开关的作用,其他实施方式中亦可用其他可实现类似功能的电子元件(如三极管)来代替。
上述发光二极管控制电路通过两JK触发器组成加法计数器,使得当开关SW1每合上一次即使的其输出加1,从而使得二位-四位译码器的输出对应改变,以将四个开关电路对应导通或断开,从而改变了得电的发光二极管的个数,即使得发光二极管灯管的亮度得以调节。

Claims (10)

1.一种发光二极管控制电路,用于调整一发光二极管灯管的亮度,该发光二极管灯管包括N组依次串联连接的发光二极管,该发光二极管控制电路包括一开关、一控制信号产生电路、一电压转换单元以及N个开关电路,该开关的第一端与一直流电源相连,第二端与该控制信号产生电路的输入端相连,该N个开关电路的第一端均与该直流电源相连,第二端与该控制信号产生电路的N个输出端中的一个对应相连,该N个开关电路的第三端均接地,第一开关电路至第(N-1)开关电路的第四端对应与N组发光二极管中两串联连接的发光二极管组之间的节点相连,第N开关电路的第四端与第N组发光二极管未与第(N-1)组发光二极管相连的一端相连,该电压转换单元与该开关的第二端相连,用于将该直流电源的电压转换为该控制信号产生电路的工作电压,该控制信号产生电路根据该开关的动作于其输出端输出不同的控制信号,以对应控制N个开关电路导通或断开,使得该直流电源供电给对应的发光二极管组,该控制信号产生电路包括一第一场效应管、一加法计数器及一二位-N位译码器,该第一场效应的栅极通过一第一电阻接地,还通过一第二电阻与该开关的第二端相连,源极接地,漏极用于通过一第三电阻接收该工作电压,还直接与该加法计数器的输入端相连,以为该加法计数器提供触发信号,该加法计数器的两输出端分别与二位-N位译码器的两输入端相连,该二位-N位译码器的N个输出端作为该控制信号产生电路的N个输出端对应与该N个开关电路相连,该加法计数器的输入端每接收一上升沿的触发信号时,其两输出端所输出的数值加一,该二位-N位译码器用于将加法计数器所输出的两位数值转换为四位数值,其中N为大于1的整数。
2.如权利要求1所述的发光二极管控制电路,其特征在于:所述发光二极管控制电路还包括一电流侦测电路,该电流侦测电路的第一端连接于第一组发光二极管未与第二组发光二极管相连的一端,该电流侦测电路的第二端与该开关的第二端相连,该电流侦测电路用于侦测流经发光二极管的电流值,并根据侦测到的电流值对应进行调整,以使得流经发光二极管的电流值与一默认值相同。
3.如权利要求1所述的发光二极管控制电路,其特征在于:该加法计数器包括一第一触发器及一第二触发器,该第一触发器的两输入端均接收该工作电压,触发端与该第一场效应晶体管的漏极相连,输出端与该第二触发器的第一输入端相连,还作为该加法计数器的第一输出端与该二位-N位译码器相连,该第二触发器的两输入端均接收该工作电压,输出端作为该加法计数器的第二输出端与该二位-N位译码器相连。
4.如权利要求1所述的发光二极管控制电路,其特征在于:该N个开关电路包括四个开关电路,该二位-N位译码器为一二位-四位译码器,其包括第一至第二非门及第一至第四与门,该第一非门的输入端与该加法计数器的第一输出端相连,该第一非门的输出端与该第一与门的第一输入端相连,第二非门的输入端与该加法计数器的第二输出端相连,该第二非门的输出端与该第一与门的第二输入端相连,该第二与门的第一输入端与该加法计数器的第一输出端相连,该第二与门的第二输入端与该第一非门的输出端相连,该第三与门的第一输入端与第二非门的输出端相连,该第三与门的第二输入端与该加法计数器的第二输出端相连,该第四与门的第一输入端与该加法计数器的第一输出端相连,该第四与门的第二输入端与该加法计数器的第二输出端相连,该第一至第四与门的输出端作为该二位-四位译码器的四个输出端对应与四个开关电路相连。
5.如权利要求1所述的发光二极管控制电路,其特征在于:每一开关电路包括一第二场效应管,该第二场效应管的栅极对应与该二位-N位译码器的一输出端相连,源极接地,漏极通过一第五电阻接收该工作电压,其中第一至第(N-1)开关电路中的第二场效应管的漏极还直接与相邻两组发光二极管之间的节点相连,第N开关电路中的第二场效应管的漏极则连接于第N组发光二极管未与第(N-1)组发光二极管未相连的一端。
6.一种发光二极管控制电路,用于调整一发光二极管灯管的亮度,该发光二极管灯管包括N组依次串联连接的发光二极管,该发光二极管控制电路包括一开关、一交流-直流转换器、一控制信号产生电路、一电压转换单元以及N个开关电路,该开关的第一端与一交流电源相连,第二端与该交流-直流转换器的输入端相连,该交流-直流转换器用于将交流电源转换为直流电源,该交流-直流转换器的输出端与该控制信号产生电路的输入端相连,该N个开关电路的第一端均与该直流电源相连,第二端与该控制信号产生电路的N个输出端中的一个对应相连,该N个开关电路的第三端均接地,第一开关电路至第(N-1)开关电路的第四端对应与N组发光二极管中两串联连接的发光二极管组之间的节点相连,第N开关电路的第四端与第N组发光二极管未与第(N-1)组发光二极管相连的一端相连,该电压转换单元与该开关的第二端相连,用于将该直流电源的电压转换为该控制信号产生电路的工作电压,该控制信号产生电路根据该开关的动作于其输出端输出不同的控制信号,以对应控制N个开关电路导通或断开,使得该直流电源供电给对应的发光二极管组,该控制信号产生电路包括一第一场效应管、一加法计数器及一二位-N位译码器,该第一场效应管的栅极通过一第一电阻接地,还通过一第二电阻与该开关的第二端相连,源极接地,漏极用于通过一第三电阻接收该工作电压,还直接与该加法计数器的输入端相连,以为该加法计数器提供触发信号,该加法计数器的两输出端分别与二位-N位译码器的两输入端相连,该二位-N位译码器的N个输出端作为该控制信号产生电路的N个输出端对应与该N个开关电路相连,该加法计数器的输入端每接收一上升沿的触发信号时,其两输出端所输出的数值加一,该二位-N位译码器用于将加法计数器所输出的两位数值转换为四位数值,其中N为大于1的整数。
7.如权利要求6所述的发光二极管控制电路,其特征在于:所述发光二极管控制电路还包括一电流侦测电路,该电流侦测电路的第一端连接于第一组发光二极管未与第二组发光二极管相连的一端,该电流侦测电路的第二端与该开关的第二端相连,该电流侦测电路用于侦测流经发光二极管的电流值,并根据侦测到的电流值对应进行调整,以使得流经发光二极管的电流值与一默认值相同。
8.如权利要求6所述的发光二极管控制电路,其特征在于:该加法计数器包括一第一触发器及一第二触发器,该第一触发器的两输入端均接收该工作电压,触发端与该第一场效应管的漏极相连,输出端与该第二触发器的第一输入端相连,还作为该加法计数器的第一输出端与该二位-N位译码器相连,该第二触发器的两输入端均接收该工作电压,输出端作为该加法计数器的第二输出端与该二位-N位译码器相连。
9.如权利要求6所述的发光二极管控制电路,其特征在于:该N个开关电路包括四个开关电路,该二位-N位译码器为一二位-四位译码器,其包括第一至第二非门及第一至第四与门,该第一非门的输入端与该加法计数器的第一输出端相连,该第一非门的输出端与该第一与门的第一输入端相连,第二非门的输入端与该加法计数器的第二输出端相连,该第二非门的输出端与该第一与门的第二输入端相连,该第二与门的第一输入端与该加法计数器的第一输出端相连,该第二与门的第二输入端与该第一非门的输出端相连,该第三与门的第一输入端与第二非门的输出端相连,该第三与门的第二输入端与该加法计数器的第二输出端相连,该第四与门的第一输入端与该加法计数器的第一输出端相连,该第四与门的第二输入端与该加法计数器的第二输出端相连,该第一至第四与门的输出端作为该二位-四位译码器的四个输出端对应与四个开关电路相连。
10.如权利要求6所述的发光二极管控制电路,其特征在于:每一开关电路包括一第二场效应管,该第二场效应管的栅极对应与该二位-N位译码器的一输出端相连,源极接地,漏极通过一第五电阻接收该工作电压,其中第一至第(N-1)开关电路中的第二场效应管的漏极还直接与相邻两组发光二极管之间的节点相连,第N开关电路中的第二场效应管的漏极则连接于第N组发光二极管未与第(N-1)组发光二极管未相连的一端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US687169A (en) * 1900-02-06 1901-11-19 Scott Snell Self Intensifying Gas Lamp Company Ltd Apparatus for compressing gas, air, &c.
CN101682951A (zh) * 2007-05-11 2010-03-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于led的驱动器设备
CN101801145A (zh) * 2010-04-23 2010-08-11 海洋王照明科技股份有限公司 Led灯具控制电路及led灯具

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