CN103220854B - 一种led频闪控制电路及led频闪灯 - Google Patents

Abstract

本发明适用于LED驱动控制领域，提供了一种LED频闪控制电路及LED频闪灯。本发明通过在具有开关选择模块的LED频闪控制电路中采用包括时钟信号生成模块、第一分频模块、交流输入检测模块、第二分频模块以及输出驱动模块，在电源输出直流电或交流电时，由开关选择模块将第一分频模块所输出的第一分频信号或交流输入检测模块所输出的第二时钟信号传递输出至所述第二分频模块，再通过第二分频模块对第一分频信号或第二时钟信号进行降频处理后输出以控制输出驱动模块按照相应的开关频率驱动LED负载闪烁发光，在保证电路体积小的同时兼容交直流供电并驱动LED负载按照固定频率闪烁发光，易于与LED负载实现合体封装。

Description

一种LED频闪控制电路及LED频闪灯

技术领域

本发明属于LED驱动控制领域，尤其涉及一种LED频闪控制电路及LED频闪灯。

背景技术

目前，随着LED被作为新型光源而大量应用于各个领域和场所，采用LED作为光源的产品也越来越多，LED频闪灯就是其中的一种。在LED频闪灯中，对于LED闪烁频率的控制，现有技术主要提供了两种控制方式，一种是内部固定频率控制，其在控制电路内部通过固定频率控制LED的闪烁频率，其优点是控制电路的结构简单，体积小且可与LED灯封装在一起以便于使用，其缺点是只能应用于直流输入电源，如果需要兼容交流输入电源，则需要增加大电容以维持其工作电平，但这样会使控制电路体积增大、成本增加以及功耗加大；另一种是外部触发频率控制，通过外部触发的方式控制LED的闪烁频率，其控制方式比较灵活，虽然可以在交流或直流供电情况下实现频率控制，但其电路结构较为复杂，电路体积大且不利于与LED灯的合体封装，不便于使用。因此，现有技术存在无法在保证LED频闪控制电路的体积小且易于与LED灯合体封装的前提下实现对交流输入电源和直流输入电源兼容通用的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED频闪控制电路，旨在解决现有技术所存在的无法在保证LED频闪控制电路的体积小且易于与LED灯合体封装的前提下实现对交流输入电源和直流输入电源兼容通用的问题。

本发明是这样实现的，一种LED频闪控制电路，与电源及LED负载连接，包括一开关选择模块，所述开关选择模块具有第一输入端、第二输入端、开关控制端及输出端，当所述电源输出直流电时，所述开关选择模块将所述第一输入端所接收的信号输出，当所述电源输出交流电时，所述开关选择模块将所述第二输入端所接收的信号输出；

所述LED频闪控制电路还包括：

时钟信号生成模块、第一分频模块、交流输入检测模块、第二分频模块以及输出驱动模块；

所述时钟信号生成模块的正电源端与所述第一分频模块的正电源端及所述交流输入检测模块的输入端共接于所述电源的正输出端，所述时钟信号生成模块的负电源端与所述第一分频模块的负电源端及所述第二分频模块的负电源端共接于所述电源的负输出端，所述第一分频模块的输入端和输出端分别连接所述时钟信号生成模块的输出端和所述开关选择模块的第一输入端，所述交流输入检测模块的输出端同时连接所述开关选择模块的第二输入端和开关控制端，所述第二分频模块的正电源端、负电源端和输入端分别与所述交流输入检测模块的直流输出端、所述电源的负输出端和所述开关选择模块的输出端连接，所述输出驱动模块的输入端连接所述电源的正输出端，所述输出驱动模块的第一控制端和第二控制端分别连接所述第二分频模块的第一输出端和第二输出端，所述输出驱动模块的第一输出端和第二输出端连接所述LED负载，所述交流输入检测模块的接地端还与所述LED负载共接于所述电源的负输出端；

当所述电源输出直流电时，所述交流输入检测模块仅通过所述直流输出端输出工作直流电为所述第二分频模块供电，所述开关选择模块的第一输入端和输出端形成通路，所述时钟信号生成模块生成第一时钟信号，由所述第一分频模块对所述第一时钟信号进行降频处理后输出第一分频信号，所述第二分频模块通过所述开关选择模块接收所述第一分频信号，并将所述第一分频信号进行再次降频处理后输出第二分频信号和第三分频信号使所述输出驱动模块按照相应的开关频率驱动所述LED负载闪烁发光；所述第二分频信号和所述第三分频信号是两个频率相同而相位相反的时钟信号；

当所述电源输出交流电时，所述交流输入检测模块根据所述交流电分别输出工作直流电和第二时钟信号至所述第二分频模块和所述开关选择模块，所述开关选择模块将所述第二时钟信号输出至所述第二分频模块，并由所述第二分频模块对所述第二时钟信号进行降频处理后输出第四分频信号和第五分频信号使所述输出驱动模块按照相应的开关频率驱动所述LED负载闪烁发光；所述第四分频信号和所述第五分频信号为两个频率相同而相位相反的时钟信号。

本发明的另一目的在于提供一种包括所述LED频闪控制电路的LED频闪灯。

本发明通过在具有开关选择模块的LED频闪控制电路中采用包括时钟信号生成模块、第一分频模块、交流输入检测模块、第二分频模块以及输出驱动模块，在电源输出直流电或交流电时，由所述开关选择模块将所述第一分频模块所输出的第一分频信号或所述交流输入检测模块所输出的第二时钟信号传递输出至所述第二分频模块，再通过所述第二分频模块对所述第一分频信号或所述第二时钟信号进行降频处理后输出以控制所述输出驱动模块按照相应的开关频率驱动LED负载闪烁发光，从而实现了在不添加任何元器件的情况下，兼容交直流供电并驱动LED负载按照固定频率闪烁发光，整个LED频闪控制电路的体积小，易于与LED负载实现合体封装，解决了现有技术所存在的无法在保证LED频闪控制电路的体积小且易于与LED灯合体封装的前提下实现对交流输入电源和直流输入电源兼容通用的问题。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的LED频闪控制电路的模块结构图；

图2是本发明实施例所提供的LED频闪控制电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过在具有开关选择模块的LED频闪控制电路中采用包括时钟信号生成模块、第一分频模块、交流输入检测模块、第二分频模块以及输出驱动模块，在电源输出直流电或交流电时，由所述开关选择模块将所述第一分频模块所输出的第一分频信号或所述交流输入检测模块所输出的第二时钟信号传递输出至所述第二分频模块，再通过所述第二分频模块对所述第一分频信号或所述第二时钟信号进行降频处理后输出以控制所述输出驱动模块按照相应的开关频率驱动LED负载闪烁发光，从而实现了在不添加任何元器件的情况下，兼容交直流供电并驱动LED负载按照固定频率闪烁发光，整个LED频闪控制电路的体积小，易于与LED负载实现合体封装。

图1示出了本发明实施例所提供的LED频闪控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

本发明实施例所提供的LED频闪控制电路100与电源200及LED负载300连接，LED频闪控制电路100包括一开关选择模块101，开关选择模块101具有第一输入端、第二输入端、开关控制端及输出端，当电源200输出直流电时，开关选择模块101将其第一输入端所接收的信号输出，当电源200输出交流电时，开关选择模块将其第二输入端所接收的信号输出。

进一步地，LED频闪控制电路100还包括：

时钟信号生成模块102、第一分频模块103、交流输入检测模块104、第二分频模块105以及输出驱动模块106；

时钟信号生成模块102的正电源端与第一分频模块103的正电源端及交流输入检测模块104的输入端共接于电源200的正输出端+，时钟信号生成模块102的负电源端与第一分频模块103的负电源端及第二分频模块105的负电源端共接于电源200的负输出端-，第一分频模块103的输入端和输出端分别连接时钟信号生成模块102的输出端和开关选择模块101的第一输入端，交流输入检测模块104的输出端同时连接开关选择模块101的第二输入端和开关控制端，第二分频模块105的正电源端、负电源端和输入端分别与交流输入检测模块104的直流输出端、电源200的负输出端-和开关选择模块101的输出端连接，输出驱动模块106的输入端连接电源200的正输出端，输出驱动模块106的第一控制端和第二控制端分别连接第二分频模块105的第一输出端和第二输出端，输出驱动模块106的第一输出端和第二输出端连接LED负载300，交流输入检测模块104的接地端还与LED负载300共接于电源200的负输出端-。

当电源200输出直流电时，交流输入检测模块104仅通过其直流输出端输出工作直流电为第二分频模块105供电，开关选择模块101的第一输入端和输出端形成通路，时钟信号生成模块102生成第一时钟信号，由第一分频模块103对该第一时钟信号进行降频处理后输出第一分频信号，第二分频模块105通过开关选择模块101接收第一分频信号，并将第一分频信号进行再次降频处理后输出第二分频信号和第三分频信号使输出驱动模块106按照相应的开关频率驱动LED负载300闪烁发光；第二分频信号和第三分频信号是两个频率相同而相位相反的时钟信号。

当电源200输出交流电时，交流输入检测模块104根据该交流电分别输出工作直流电和第二时钟信号至第二分频模块105和开关选择模块101，开关选择模块101将第二时钟信号输出至第二分频模块105，并由第二分频模块105对第二时钟信号进行降频处理后输出第四分频信号和第五分频信号使输出驱动模块106按照相应的开关频率驱动LED负载300闪烁发光；第四分频信号和第五分频信号为两个频率相同而相位相反的时钟信号。

从上述可知，开关选择模块101是根据交流输入检测模块104是否输出第二时钟信号来判断电源200所输出的是直流电还是交流电，并相应地执行内部的开关操作使其第一输入端与输出端或第二输入端与输出端形成通路，开关选择模块101可选用常规的开关控制电路予以实现，因此不再赘述。

在本发明实施例中，LED负载300中可以是由多个LED串联而成的单串LED灯组，也可以是两串由多个LED串联而成的LED灯组；当LED负载300为单串LED灯组时，只需要由输出驱动模块106的第一输出端或第二输出端输出分频信号控制LED的闪烁频率即可；当LED负载300为两串LED灯组时，则需要由输出驱动模块106的第一输出端和第二输出端同时输出分频信号控制LED的闪烁频率。

进一步地，时钟信号生成模块102用于生成第一时钟信号，时钟信号生成模块102具体可以是环形振荡器或张弛振荡器等能够生成时钟信号的常用振荡器。

进一步地，第一分频模块103用于对时钟信号生成模块102所生成的第一时钟信号进行降频处理后输出第一分频信号；第一分频模块103具体是由多个触发器通过级联方式构成的，所采用的触发器的类型可根据具体应用情况而定。

进一步地，交流输入检测模块104用于为第二分频模块105提供工作直流电并产生第二时钟信号。

进一步地，第二分频模块106用于对第一分频模块103输出的第一分频信号或交流输入检测模块104输出的第二时钟信号进行降频输出；第二分频模块106是由多个触发器通过级联方式构成的，所采用的触发器的类型可根据具体应用情况而定。

进一步地，开关选择模块101用于根据交流输入检测模块104的输出端所输出的信号相应的选定第一分频信号或第二时钟信号输出至第二分频模块106。

图2示出了本发明实施例所提供的LED频闪控制电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，时钟信号生成模块102包括：

反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、电阻R1及电容C1；

反相器INV1的输入端与电阻R1的第一端共接于电容C1的第一端，反相器INV2的输入端连接反相器INV1的输出端，反相器INV2的输出端与电阻R1的第二端共接于反相器INV3的输入端，反相器INV3的输出端与电容C1的第二端的共接点为时钟信号生成模块102的输出端，反相器INV1的正电源端为时钟信号生成模块102的正电源端，反相器INV2的正电源端和反相器INV3的正电源端均与反相器INV1的正电源端连接，反相器INV1的负电源端与反相器INV2的负电源端及反相器INV3的负电源端的共接点为时钟信号生成模块102的负电源端。

作为本发明一实施例，第一分频模块103包括反相器INV4和多个RS触发器(RS1～RSn)，反相器INV4的正电源端为第一分频模块103的正电源端，多个RS触发器(RS1～RSn)中每一个RS触发器的正电源端均连接反相器INV4的正电源端，反相器INV4的负电源端为第一分频模块103的负电源端，多个RS触发器(RS1～RSn)中每一个RS触发器的负电源端均与反相器INV4的负电源端连接，反相器INV4的输入端与多个RS触发器(RS1～RSn)中的RS触发器RS1的第一输入端S的共接点为第一分频模块103的输入端，多个RS触发器(RS1～RSn)中的RS触发器RS1的第二输入端R连接反相器INV4的输出端，多个RS触发器(RS1～RSn)从RS触发器RS1开始以RS触发器RS1的同相输出端Q和反相输出端Q/分别连接RS触发器RS2的第二输入端R和第一输入端S的方式依次连接至RS触发器RSn，多个RS触发器(RS1～RSn)中的RS触发器RSn的同相输出端Q为第一分频模块103的输出端，RS触发器RSn的反相输出端Q/空接。

作为本发明一实施例，交流输入检测模块104包括：

二极管D1、电容C2、电阻R2、电阻R3、反相器INV5以及反相器INV6；

二极管D1的阳极与电阻R2的第一端的共接点为交流输入检测模块104的输入端，二极管D1的阴极与电容C2的第一端的共接点为交流输入检测模块104的直流输出端，电阻R2的第二端与电阻R3的第一端共接于反相器INV5的输入端，电阻R3的第二端与电容C2的第二端的共接点为交流输入检测模块104的接地端，反相器INV5的输出端连接反相器INV6的输入端，反相器INV5的输出端为交流输入检测模块104的输出端，反相器INV6的正电源端和反相器INV5的正电源端共接于二极管D1的阳极，反相器INV5的负电源端和反相器INV6的负电源端共接于地。

作为本发明一实施例，第二分频模块105包括反相器INV7和多个RS触发器(TR1～TRn)，反相器INV7的正电源端为第二分频模块105的正电源端，多个RS触发器(TR1～TRn)中的每一个RS触发器的正电源端均连接反相器INV7的正电源端，反相器INV7的负电源端为第二分频模块105的负电源端，多个RS触发器(TR1～TRn)中的每一个RS触发器的负电源端均与反相器INV7的负电源端连接，多个RS触发器(TR1～TRn)从RS触发器TR1开始以RS触发器TR1的同相输出端Q和反相输出端Q/分别连接RS触发器TR2的第二输入端R和第一输入端S的方式依次连接至RS触发器TRn，多个RS触发器(TR1～TRn)中的RS触发器TRn的同相输出端Q和反相输出端Q/分别为第二分频模块105的第一输出端和第二输出端。

作为本发明一实施例，输出驱动模块106包括PMOS管Q1和PMOS管Q2，PMOS管Q1的栅极和PMOS管Q2的栅极分别为输出驱动模块106的第一控制端和第二控制端，PMOS管Q1的漏极与PMOS管Q2的漏极的共接点为输出驱动模块106的输入端，PMOS管Q1的源极和PMOS管Q2的源极分别为输出驱动模块106的第一输出端和第二输出端。在本发明其他实施例中，PMOS管Q1和PMOS管Q2可替换为NMOS管。

以下结合工作原理对上述的LED频闪控制电路作进一步说明：

当电源200输出直流电时，该直流电通过二极管D1后直接输出工作直流电为第二分频模块105中的反相器INV7和多个RS触发器(TR1～TRn)供电，开关选择模块101的第一输入端和输出端形成通路，由反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、电阻R1以及电容C1所构成的振荡电路生成具有固定频率的第一时钟信号，由于第一时钟信号的频率较高，为了能够在最后驱动LED负载300闪烁时达到较佳的频闪效果，随后还需要由反相器INV4和多个RS触发器(RS1～RSn)所构成的分频电路对第一时钟信号进行降频处理后，从RS触发器RSn的同相输出端Q输出第一分频信号，第一分频信号通过开关选择模块101输出至反相器INV7的输入端，则由反相器INV7和多个RS触发器(TR1～TRn)对第一分频信号进行再次降频处理后，从RS触发器TRn的同相输出端Q和反相输出端Q/分别输出第二分频信号和第三分频信号，最后由NMOS管Q1和NMOS管Q2分别按照与第二分频信号和第三分频信号相应的开关频率驱动LED负载300闪烁发光。

当电源200输出交流电时，该交流电通过二极管D1和电容C2进行整流滤波处理后输出工作直流电为反相器INV7和多个RS触发器(TR1～TRn)供电，同时，由电阻R2、电阻R3、反相器INV5以及反相器INV6构成的方波生成电路将交流电中的正弦波信号转化为方波信号(即第二时钟信号)输出至开关选择模块101，则开关选择模块101根据该方波信号将其第二输入端与输出端连通，进而使得方波信号能够输入第二分频模块105，再由反相器INV7和多个RS触发器(TR1～TRn)对第二时钟信号进行再次降频处理后，从RS触发器TRn的同相输出端Q和反相输出端Q/分别输出第四分频信号和第五分频信号，最后由NMOS管Q1和NMOS管Q2分别按照与第四分频信号和第五分频信号相应的开关频率驱动LED负载300闪烁发光。

在本发明实施例中，第一时钟信号、第二时钟信号、第一分频信号、第二分频信号、第三分频信号、第四分频信号以及第五分频信号均是具有固定频率的时钟信号，而对于频率的确定，均是与时钟信号生成模块102、第一分频模块103、交流输入检测模块104以及第二分频模块105的内部元器件的参数取值和元器件的数量有关。例如，时钟信号生成模块102所生成的第一时钟信号的频率是与电阻R1的阻值以及电容C1的电容值相关的；第一分频信号的频率则与多个RS触发器(RS1～RSn)的数量有关，因为一个RS触发器所能实现的降频倍数为1/2，所以RS触发器的数量越多，则第一分频信号的频率越低。因此，本发明实施例所提供的上述电路结构只是LED频闪控制电路100的其中一种实现方式，并不用于限定本发明。

本发明实施例的另一目的还在于提供一种包括上述LED频闪控制电路100的LED频闪灯。

本发明实施例通过在具有开关选择模块的LED频闪控制电路中采用包括时钟信号生成模块、第一分频模块、交流输入检测模块、第二分频模块以及输出驱动模块，在电源输出直流电或交流电时，由开关选择模块将所述第一分频模块所输出的第一分频信号或交流输入检测模块所输出的第二时钟信号传递输出至所述第二分频模块，再通过第二分频模块对第一分频信号或第二时钟信号进行降频处理后输出以控制输出驱动模块按照相应的开关频率驱动LED负载闪烁发光，从而实现了在不添加任何元器件的情况下，兼容交直流供电并驱动LED负载按照固定频率闪烁发光，整个LED频闪控制电路的体积小，易于与LED负载实现合体封装，解决了现有技术所存在的无法在保证LED频闪控制电路的体积小且易于与LED灯合体封装的前提下实现对交流输入电源和直流输入电源兼容通用的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED频闪控制电路，与电源及LED负载连接，包括一开关选择模块，所述开关选择模块具有第一输入端、第二输入端、开关控制端及输出端，当所述电源输出直流电时，所述开关选择模块将所述第一输入端所接收的信号输出，当所述电源输出交流电时，所述开关选择模块将所述第二输入端所接收的信号输出；其特征在于，所述LED频闪控制电路还包括：

时钟信号生成模块、第一分频模块、交流输入检测模块、第二分频模块以及输出驱动模块；

所述时钟信号生成模块的正电源端与所述第一分频模块的正电源端及所述交流输入检测模块的输入端共接于所述电源的正输出端，所述时钟信号生成模块的负电源端与所述第一分频模块的负电源端及所述第二分频模块的负电源端共接于所述电源的负输出端，所述第一分频模块的输入端和输出端分别连接所述时钟信号生成模块的输出端和所述开关选择模块的第一输入端，所述交流输入检测模块的输出端同时连接所述开关选择模块的第二输入端和开关控制端，所述第二分频模块的正电源端、负电源端和输入端分别与所述交流输入检测模块的直流输出端、所述电源的负输出端和所述开关选择模块的输出端连接，所述输出驱动模块的输入端连接所述电源的正输出端，所述输出驱动模块的第一控制端和第二控制端分别连接所述第二分频模块的第一输出端和第二输出端，所述输出驱动模块的第一输出端和第二输出端连接所述LED负载，所述交流输入检测模块的接地端还与所述LED负载共接于所述电源的负输出端；

当所述电源输出直流电时，所述交流输入检测模块仅通过所述直流输出端输出工作直流电为所述第二分频模块供电，所述开关选择模块的第一输入端和输出端形成通路，所述时钟信号生成模块生成第一时钟信号，由所述第一分频模块对所述第一时钟信号进行降频处理后输出第一分频信号，所述第二分频模块通过所述开关选择模块接收所述第一分频信号，并将所述第一分频信号进行再次降频处理后输出第二分频信号和第三分频信号使所述输出驱动模块按照相应的开关频率驱动所述LED负载闪烁发光；所述第二分频信号和所述第三分频信号是两个频率相同而相位相反的时钟信号；

当所述电源输出交流电时，所述交流输入检测模块根据所述交流电分别输出工作直流电和第二时钟信号至所述第二分频模块和所述开关选择模块，所述开关选择模块将所述第二时钟信号输出至所述第二分频模块，并由所述第二分频模块对所述第二时钟信号进行降频处理后输出第四分频信号和第五分频信号使所述输出驱动模块按照相应的开关频率驱动所述LED负载闪烁发光；所述第四分频信号和所述第五分频信号为两个频率相同而相位相反的时钟信号。

2.如权利要求1所述的LED频闪控制电路，其特征在于，所述时钟信号生成模块用于生成所述第一时钟信号，所述时钟信号生成模块具体是环形振荡器或张弛振荡器。

3.如权利要求1所述的LED频闪控制电路，其特征在于，所述第一分频模块用于对所述第一时钟信号进行降频处理后输出所述第一分频信号；所述第一分频模块是由多个触发器通过级联方式构成的。

4.如权利要求1所述的LED频闪控制电路，其特征在于，所述交流输入检测模块用于为所述第二分频模块提供工作直流电并产生所述第二时钟信号；所述交流输入检测模块包括：

二极管D1、电容C2、电阻R2、电阻R3、反相器INV5以及反相器INV6；

所述二极管D1的阳极与所述电阻R2的第一端的共接点为所述交流输入检测模块的输入端，所述二极管D1的阴极与所述电容C2的第一端的共接点为所述交流输入检测模块的直流输出端，所述电阻R2的第二端与所述电阻R3的第一端共接于所述反相器INV5的输入端，所述电阻R3的第二端与所述电容C2的第二端的共接点为所述交流输入检测模块的接地端，所述反相器INV5的输出端连接所述反相器INV6的输入端，所述反相器INV5的输出端为所述交流输入检测模块的输出端，所述反相器INV6的正电源端和所述反相器INV5的正电源端共接于所述二极管D1的阳极，所述反相器INV5的负电源端和所述反相器INV6的负电源端共接于地。

5.如权利要求1所述的LED频闪控制电路，其特征在于，所述开关选择模块用于根据所述交流输入检测模块的输出端所输出的信号相应的选定所述第一分频信号或所述第二时钟信号输出至所述第二分频模块。

6.如权利要求1所述的LED频闪控制电路，其特征在于，所述第二分频模块用于对所述第一分频信号或所述第二时钟信号进行降频输出；所述第二分频模块是由多个触发器通过级联方式构成的。

7.如权利要求1所述的LED频闪控制电路，其特征在于，所述输出驱动模块包括PMOS管Q1和PMOS管Q2，所述PMOS管Q1的栅极和所述PMOS管Q2的栅极分别为所述输出驱动模块的第一控制端和第二控制端，所述PMOS管Q1的漏极与所述PMOS管Q2的漏极的共接点为所述输出驱动模块的输入端，所述PMOS管Q1的源极和所述PMOS管Q2的源极分别为所述输出驱动模块的第一输出端和第二输出端。

8.一种LED频闪灯，其特征在于，所述LED频闪灯包括如权利要求1至7任一项所述的LED频闪控制电路。