CN103415111B - Led照明装置的驱动电路及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED照明装置的驱动电路及驱动方法，驱动电路包括交流电源、调光器以及控制电路，控制电路包括：滤波单元，整流单元，变压器单元，调光器相位检测单元，及反激转换单元，一端与调光器相位检测单元连接，另一端与变压器单元的初级以及第一晶体管连接，第一晶体管包括栅极、漏极和源极，第一晶体管的栅极与反激转换单元连接，第一晶体管的漏极与变压器单元初级连接；该反激转换单元接收调光器相位检测单元输出的电压信号，然后根据这个电压信号调节流过变压器单元和第一晶体管的电流大小以控制驱动电路的输出电流大小。本发明无需改变当前照明装置及布局，安装方便，并且利用现有的调光器可以对LED照明装置进行调光调色控制。

Description

LED照明装置的驱动电路及驱动方法

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种LED照明装置的驱动电路及驱动方法。

背景技术

LED由于具有节能、环保、可光控、固体化、长寿命等很多优点，在提倡低碳生活的今天已经广泛应用于各种照明领域。

在现有技术中，LED灯的灯头结构一般设计成与白炽灯、节能灯等原有照明灯相同的灯头结构，这样可以将LED灯直接替换原有照明灯，不仅便于安装，而且不改变原有照明系统的结构。

但是LED灯直接替换原有的照明灯后，替换后的LED灯的调光功能将无法发挥，如果对LED灯进行调光，必须在原有照明系统中另外接入调光器，这样就增加了LED灯的使用成本，并且在安装LED灯时还需要专业的安装人员安装调光器，安装复杂。另外，用LED灯直接替换原有的照明灯后，无法利用现有的调光器对LED灯进行调色控制。

发明内容

本发明克服了上述现有技术中存在的不足，提供了一种无需改变当前照明装置及布局、直接替换传统照明光源、安装方便、兼容现有的调光器的LED照明装置的驱动电路及驱动方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种LED照明装置的驱动电路，用于驱动LED照明装置，包括交流电源、调光器以及控制电路，所述LED照明装置包括色温不同的第一LED模组和第二LED模组，所述控制电路包括：

滤波单元，用于将从调光器出来的电压信号进行滤波后输出；

整流单元，接收滤波单元输出的信号并整流成直流信号，然后输出；

变压器单元，与整流单元连接，包括初级与次级；

调光器相位检测单元，用于取样整流后K点电压信号，并将其转换成低压信号后输出；以及：

反激转换单元，一端与调光器相位检测单元连接，另一端与变压器单元的初级以及第一晶体管连接，所述第一晶体管为场效应管，第一晶体管包括栅极、漏极和源极，所述第一晶体管的栅极与所述反激转换单元连接，所述第一晶体管的漏极与所述变压器单元初级连接；该反激转换单元接收调光器相位检测单元输出的电压信号，然后根据这个电压信号调节流过变压器单元和第一晶体管的电流大小，从而控制驱动电路的输出电流大小。

作为优选，所述控制电路还包括：所述控制电路还包括：颜色控制单元、第二晶体管、第一电流检测元件和第二电流检测元件，所述第二晶体管为场效应管，包括栅极、漏极和源极，所述第二晶体管的栅极与所述颜色控制单元连接，所述第二晶体管的漏极与所述第一LED模组连接，所述第一电流检测元件的一端与变压器单元的次级连接，另一端与颜色控制单元和LED照明装置连接，所述第二电流检测元件的一端与第二晶体管的源极和颜色控制单元连接，另一端接地。

一种LED照明装置的驱动方法，包括如下步骤：

打开LED照明装置电源开关；

将调光器从高亮度区向低亮度区旋转，将从调光器出来的电压信号进行滤波后输出；

将滤波后输出的信号整流成直流信号；

采样整流后K点电压信号后将其装换成低压信号传送到反激转换单元；

反激转换单元根据这个电压信号调节流过变压器单元和第一晶体管的电流大小，从而控制LED照明装置的输出电流大小。

作为优选，还包括以下步骤：还包括以下步骤：第一电流检测元件检测到驱动电路输出电流变小，颜色控制单元根据接收到的第一电流检测元件电流信号的变化来打开控制第二晶体管，当第二电流检测元件检测到流经第一LED模组电流变化时，颜色控制单元根据第二电流检测元件检测的电流大小来控制流经第一LED模组的电流大小。

作为优选，还包括以下步骤：当调光器继续向低亮度区旋转时，驱动电路的输出电流继续减少，第一、第二电流检测元件继续检测电流，当驱动电路的输出电流低于第一LED模组的控制电流时，颜色控制单元不再控制流经第一LED模组的电流，使输出电流完全流经第一LED模组，不再流经第二LED模组，从而来持续改变LED照明装置的颜色状态。

当调光器从低亮度区向高亮度区旋转时，调节过程与调光器从高亮度区向低亮度区旋转时的过程相反。

相较于现有技术，本发明无需改变当前照明装置及布局，LED照明装置可直接替换传统照明光源（例如：白炽灯、卤钨灯），安装方便，并且利用现有的调光器可以对LED照明装置进行调光调色控制。

附图说明

图1为本发明LED照明装置的驱动电路结构框图；

图2为本发明LED照明装置的驱动方法的流程框图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

实施例：图1为本发明LED照明装置的驱动电路结构框图，如图1所示，本发明LED照明装置的驱动电路包括交流电源1、调光器2以及控制电路12，其中，交流电源1和调光器2是目前市场上已有的控制结构，本发明的LED驱动电路主要发明点在于后面的控制电路12，该控制电路12包括滤波单元3、整流单元4、与整流单元4连接的变压器单元5、调光器相位检测单元6、反激转换单元7、颜色控制单元10、第一晶体管13、第二晶体管14、第一电流检测元件15和第二电流检测元件16。所述LED照明装置包括第一LED模组17和第二LED模组18，其中第一LED模组17和第二LED模组18的色温不同，例如第一LED模组17可以为暖色温LED照明装置，第二LED模组18为冷色温LED照明装置，但是同一个LED模组中的LED的色温相同。

所述反激转换单元7的一端与调光器相位检测单元6连接，另一端与变压器单元5的初级以及第一晶体管13连接，所述第一晶体管13为场效应管，第一晶体管13包括栅极、漏极和源极，所述第一晶体管13的栅极与所述反激转换单元7连接，所述第一晶体管13的漏极与所述变压器单元5初级连接。所述第二晶体管14为场效应管，第二晶体管14包括栅极、漏极和源极，所述第二晶体管14的栅极与所述颜色控制单元10连接，所述第二晶体管14的漏极与所述第一LED模组17连接。所述第一电流检测元件15的一端与变压器单元5的次级连接，第一电流检测元件15的另一端与颜色控制单元10和LED照明装置连接，所述第二电流检测元件16的一端与第二晶体管14的源极和颜色控制单元10连接，第二电流检测元件16的另一端接地。

本发明LED照明装置的驱动电路工作过程如下：驱动电路首先将从调光器2出来的电压信号经过滤波单元3进行滤波，滤波后经过整流单元4整流成直流信号,然后调光器相位检测单元6采样整流后K点电压信号后将其转换成低压信号传送到反激转换单元7，反激转换单元7根据这个电压信号调节流过变压器单元5和第一晶体管13的电流大小从而控制流过LED照明装置的电流大小。颜色控制单元10检测第一、第二电流检测元件15、16上的电流变化从而控制第二晶体管14的打开与关断来控制流过第一LED模组17的电流，第一电流检测元件15用于检测本发明LED照明装置的驱动电路的输出电流，第二电流检测元件16用于检测流经第一LED模组17的电流。

本发明控制电路12对LED照明装置的调光调色温控制过程如下：

当调光器2对LED照明装置进行调光调色温控制时，旋转调光器2的旋钮，将调光器2从高亮度区向低亮度区旋转，调光器相位检测单元6检测K点电压信号，调光器相位检测单元6将调光器2的切相信号转换成电压信号传送给反激转换器7，反激转换器7根据接收到的电压信号的大小来调节反激转换器7的工作脉宽，从而减少驱动电路输出电流的大小。第一电流检测元件15检测到驱动电路输出电流变小，颜色控制单元10根据接收到的第一电流检测元件15电流信号的变化来打开控制第二晶体管14，当第二电流检测元件16检测到流过第一LED模组17电流变化时，颜色控制单元10根据第二电流检测元件16检测的电流大小来控制流经第一LED模组17的电流大小。

当调光器2继续向低亮度区旋转时，驱动电路的输出电流继续减少，第一、第二电流检测元件15、16继续检测电流，当驱动电路的输出电流低于第一LED模组的控制电流时，颜色控制单元10不再控制流经第一LED模组17的电流，使输出电流完全流经第一LED模组17，不再流经第二LED模组18，从而来持续改变LED照明装置的颜色状态。假设调光器2从低亮度区向高亮度区旋转时，调节过程与上述过程相反。如果调光器2是滑动式切相调光器，原理相似，这样我们就可以利用传统调光器对LED照明装置进行亮度上的控制，同时改变LED照明装置的色温。

另外，在本实施例中，LED照明装置包括两个LED模组，也可以根据需要设置多个LED模组。

图2是本发明LED照明装置的驱动方法的流程框图，如图2所示，本发明驱动方法的流程步骤如下：

步骤210：打开LED照明装置电源开关；

步骤211：假设调光器2从高亮度区向低亮度区旋转，将从调光器2出来的电压信号进行滤波后输出；

步骤212：将滤波后输出的信号整流成直流信号；

步骤213：调光器相位检测单元6采样整流后K点电压信号后将其转换成低压信号传送到反激转换单元7；

步骤214：反激转换单元7根据这个电压信号调节流过变压器单元5和第一晶体管13的电流大小从而控制LED照明装置的驱动电路的输出电流大小；

步骤215：第一电流检测元件15检测到驱动电路输出电流变小，颜色控制单元10根据接收到的第一电流检测元件15电流信号的变化来打开控制第二晶体管14，当第二电流检测元件16检测到流经第一LED模组17电流变化时，颜色控制单元10根据第二电流检测元件16检测的电流大小来控制流经第一LED模组的电流大小；

步骤216：当调光器2继续向低亮度区旋转时，驱动电路的输出电流继续减少，第一、第二电流检测元件15、16继续检测电流，当驱动电路的输出电流低于第一LED模组的控制电流时，颜色控制单元10不再控制流经第一LED模组17的电流，使输出电流完全流经第一LED模组17，不再流经第二LED模组18，从而来持续改变LED照明装置的颜色状态；

步骤217：当调光器2从低亮度区向高亮度区旋转时，调节过程与与调光器从高亮度区向低亮度区旋转时的过程相反。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (3)

1.一种LED照明装置的驱动电路，用于驱动LED照明装置，包括交流电源、调光器以及控制电路，其特征是：所述LED照明装置包括色温不同的第一LED模组和第二LED模组，所述控制电路包括：

滤波单元，用于将从调光器出来的电压信号进行滤波后输出；

整流单元，接收滤波单元输出的信号并整流成直流信号，然后输出；

变压器单元，与整流单元连接，包括初级与次级；

调光器相位检测单元，用于取样整流后K点电压信号，并将其转换成低压信号后输出；以及：

反激转换单元，一端与调光器相位检测单元连接，另一端与变压器单元的初级以及第一晶体管连接，所述第一晶体管为场效应管，第一晶体管包括栅极、漏极和源极，所述第一晶体管的栅极与所述反激转换单元连接，所述第一晶体管的漏极与所述变压器单元初级连接；该反激转换单元接收调光器相位检测单元输出的电压信号，然后根据这个电压信号调节流过变压器单元和第一晶体管的电流大小，从而控制驱动电路的输出电流大小；

所述控制电路还包括：颜色控制单元、第二晶体管、第一电流检测元件和第二电流检测元件，所述第二晶体管为场效应管，第二晶体管包括栅极、漏极和源极，所述第二晶体管的栅极与所述颜色控制单元连接，所述第二晶体管的漏极与所述第一LED模组连接，所述第一电流检测元件的一端与变压器单元的次级连接，第一电流检测元件的另一端与颜色控制单元和LED照明装置连接，所述第二电流检测元件的一端与第二晶体管的源极和颜色控制单元连接，第二电流检测元件的另一端接地；当驱动电路输出电流低于第一LED模组的控制电流时，颜色控制单元不再控制流经第一LED模组的电流，使得驱动电路输出电流完全流经第一LED模组。

2.一种LED照明装置的驱动方法，其特征是：包括如下步骤：

打开LED照明装置电源开关；

将调光器从高亮度区向低亮度区旋转，将从调光器出来的电压信号进行滤波后输出；

将滤波后输出的信号整流成直流信号；

采样整流后K点电压信号后将其装换成低压信号传送到反激转换单元；

反激转换单元根据这个电压信号调节流过变压器单元和第一晶体管的电流大小，从而控制LED照明装置的输出电流大小；

第一电流检测元件检测到驱动电路输出电流变小，颜色控制单元根据接收到的第一电流检测元件电流信号的变化来打开控制第二晶体管，当第二电流检测元件检测到流经第一LED模组电流变化时，颜色控制单元根据第二电流检测元件检测的电流大小来控制流经第一LED模组的电流大小；

还包括以下步骤：当调光器继续向低亮度区旋转时，驱动电路的输出电流继续减少，第一、第二电流检测元件继续检测电流，当驱动电路的输出电流低于第一LED模组的控制电流时，颜色控制单元不再控制流经第一LED模组的电流，使输出电流完全流经第一LED模组，不再流经第二LED模组，从而来持续改变LED照明装置的颜色状态；

所述第二晶体管为场效应管，第二晶体管包括栅极、漏极和源极，所述第二晶体管的栅极与所述颜色控制单元连接，所述第二晶体管的漏极与所述第一LED模组连接，所述第一电流检测元件的一端与变压器单元的次级连接，第一电流检测元件的另一端与颜色控制单元和LED照明装置连接，所述第二电流检测元件的一端与第二晶体管的源极和颜色控制单元连接，第二电流检测元件的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种LED照明装置的驱动方法，其特征是：还包括以下步骤：当调光器从低亮度区向高亮度区旋转时，调节过程与调光器从高亮度区向低亮度区旋转时的过程相反。