CN103997835B - 用于可控硅调光器实现光色同调的led照明控制电路及方法 - Google Patents
用于可控硅调光器实现光色同调的led照明控制电路及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路及方法，控制电路包括旁路放大电路、旁路开关电路、自适应检测电路、LED模块、色温调节深度控制点电路以及色温调节起始点控制电路；所述旁路放大电路、旁路开关电路、自适应检测电路、色温调节深度控制点电路以及色温调节起始点控制电路顺序连接；所述LED模块分别与旁路放大电路、旁路开关电路、自适应检测电路以及色温调节深度控制点电路连接。本发明的方法是同步控制第一LED模块和第二LED模块不同的电流大小，使不同色温的LED模块发生混色亮度比率发生变化。本发明在LED负载两端增加调光调色检测和控制电路，使可控硅调光器进行调光的同时同步进行色温的变化，实现同步调光调色的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED控制电路技术，尤其涉及的是一种用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路及方法。
背景技术
当今使用LED节能环保的光源应用越来越广，随着LED技术的发展，人们对光品质要求也越来越高。调整亮度和调整色温可以满足众多客户对光变化的需求，LED发光能力的变化正在逐步改变人们的生活。
目前实现可调光可调色的方式主要采用RGB混光混色来实现，LED负载采用红色、绿色、蓝色三种基本色温，通过对三种色温LED工作电流的大小控制，使各种色温LED亮度进行控制，达到一种混合色温的效果来实现调色。但这种控制方式调整色温的同时无法实现同步调光，调光和调色功能分开控制。另外一种控制方式通过PWM等复杂控制电路，需要加额外控制器、遥控器等来实现分别的调光和调色功能，整体控制不精简，设计成本高，不易针对通用照明进行大批量推广采用。
现有的可调光可调色控制电路，如中国专利CN103152932A公开的一种可调光可调色温的LED驱动电路，参照图1，它这种可调光可调色温的LED驱动电路，用以驱动由N路LED灯串组成的LED照明装置，N≥2，包括一恒流发生电路，一缓冲电路、一选择电路和一控制电路；所述控制电路根据所述LED照明装置的调光和调色温要求，产生相应的控制信号来控制所述恒流发生电路和所述选择电路的状态；所述恒流发生电路接收直流输入电压和所述控制信号，以产生恒定的输出电流来驱动所述LED照明装置；所述缓冲电路连接在所述恒流发生电路的输出端，以限制所述恒流发生电路输出的输出电压；所述选择电路与所述N路LED灯串连接，以根据所述控制信号选择对应的所述LED灯串，使所述输出电流驱动相应的LED灯串。
上述可调光可调色温的LED驱动电路，虽然实现了可以调光和调色温的功能，但存在以下缺陷：
1、调光的同时无法实现同步调色温。
2、LED负载必须两路以上，这样不利于成本的控制。
3、采用PWM信号控制，不利于实现LED一体化整灯光源小型化设计。
4、采用MCU可编程序控制各输出回路，控制线路复杂，成本高。
5、无法兼容可控硅调光。
发明内容
本发明提供一种改进型的LED同步调光调色控制电路，通过LED灯珠负载自身的色温特性实现自适应调光调色，到达既定亮度所需的色温。
本发明的另一目的在于，提供一种用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路的控制方法。
为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：
用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路，包括用于产生色温变化效果的旁路放大电路101、用于控制色温变化与亮度变化同步的旁路开关电路102、用于提供色温控制参考信号的自适应检测电路103、LED模块、色温调节深度控制点电路105以及色温调节起始点控制电路106；所述旁路放大电路101、旁路开关电路102、自适应检测电路103、色温调节深度控制点电路105以及色温调节起始点控制电路106顺序连接；所述LED模块分别与旁路放大电路101、旁路开关电路102、自适应检测电路103以及色温调节深度控制点电路105连接，随着可控硅调节器调节LED模块的亮度，LED模块的色温也按照预设的范围随之变化。
优选的，所述旁路放大电路包括第一三级管，第一三级管的发射极连接第一电阻R1，基极连接旁路开关电路，集电极连接LED模块。
优选的，所述旁路开关单元包括第二三级管，第二三极管的集电极连接有第三电阻R3，第二三级管的集电极与第一三极管的基极连接。
优选的，所述自适应检测电路包括第三三级管和第四三极管，第三三极管的基极和第四三级管的基极连接，第四三极管集电极还连接有二极管，二极管的阴极与第四三极管集电极连接，二极管的阳极连接有第二电阻R2；第四三级管的发射极连接有稳压二极管Z1。
优选的，所述色温调节深度控制点电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第一电容，所述第六电阻和第七电阻串联后与第五电阻并联，第七电阻和第一电容并联。
优选的，所述色温调节起始点控制电路为一变阻器。
优选的，所述LED模块包括第一LED模块和第二LED模块，第一LED模块和第二LED模块分别串联在色温调节深度控制点电路和色温调节起始点控制电路两端。
为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：
用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路的控制方法，包括下述步骤：
S1、当色温调节起始点在整灯开始点亮后，色温调节起始点控制电路106反馈LED电流信息到自适应检测电路103；
S2、然后控制旁路开关电路102，旁路放大电路101输入控制电流；
S3、根据所需要的色温配合LED驱动输入端可控硅调光器的调光曲线来分配不同色温LED电流的大小，确定色温开始变化的具体位置。
优选的，步骤S3具体为：通过色温调节深度点控制电路105反馈LED电流信息到自适应检测电路103,然后控制旁路开关电路102,提供旁路放大电路101输入控制电流，根据所需要的色温配合LED驱动输入端可控硅调光器的调光曲线来调配不同色温LED电流I1和I2的大小，实现色温的具体变化范围。
优选的，通过控制色温调节起始点控制电路106改变色温调节起始点位置；通过色温调节深度点控制电路105控制色温调节深度控制点的位置。
本发明的工作原理为：
当LED驱动没有接调光器时，LED驱动的电流为I1回路；
当LED驱动接调光器时，调节调光器使LED模块的亮度变小，但色温调节深度控制点电路105以及色温调节起始点控制电路106未达色温调整预设值，自适应检测电路103保持旁路开关电路102不触发使旁路放大电路101静止，LED驱动的电流为I1回路；
当LED驱动接调光器时，调节调光器使LED模块的亮度变小，色温调节起始点控制电路106达到色温调整预设值，自适应检测电路103触发旁路开关电路102使旁路放大电路101启动，LED驱动的电流为I2回路；LED模块的色温开始从预设的起始边界开始变化，并且根据色温调节深度控制点电路105提供的实时信息自适应检测电路103控制旁路开关电路102以及旁路放大电路101使LED模块的色温随亮度作同步变化；
当调节调光器使LED模块的亮度持续变小，根据色温调节深度控制点电路105和色温调节起始点控制电路106提供的实时信息自适应检测电路103控制旁路开关电路102使旁路放大电路101吸收回路所有的电流，随着LED模块亮度的变小LED模块的色温无限趋近色温预设的终止边界。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明采用在的控制电路再LED负载电路中设计检测控制电路，结合LED模块混光混色要求，并配合可控硅调节亮度时同步进行色温调节。本发明的这种电路控制方式设计适用于任何普通的可控硅调光器实现调光的LED产品，不需要额外增加无线信号接收和控制电路，不需要遥控器来控制调光调色功能，不需要投入昂贵的结构设计。
2、本发明的控制电路整体控制电路紧凑灵活，只需要在LED散热基板上或者在驱动电路的LED输出端排布控制电路；整体设计非常简单，外观看起来和传统的普通调光LED光源产品相同；同时低成本设计，可以满足普通消费者的使用。
3、本发明的控制方法不仅可以实现LED+和LED-之间单路控制，也可以实现N路控制，N≥2，本发明中调光调色通过不同色温范围第一LED模块(高色温)和第二LED模块(低色温)、一色温范围控制电路、一色温转换控制电路、自适应检测电路、旁路开光控制电路和旁路放大电路实现对两种色温LED工作电流大小的控制，混合两种以上色温达到调光过程同步进行色温变化的功能，达到调光同时多路色温同时变化的效果。
4、本发明的控制电路的移植性强，可以与指定LED驱动供应商所提供的任何电路拓扑结构配合使用，大大增加了电路的灵活性。
5、本发明的控制方法可以在利用可控硅调光实现调光产品的电路上，增加本发明的控制电路就可以实现同步调光调色的功能，区别目前市场上其他调光调色的控制方法，需要增加灯以外的控制器，解决控制方式复杂和成本高的缺点。
附图说明
图1所示为采用现有技术可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图；
图2所示为采用现有技术适用可控硅调光器实现调光的原理框图；
图3所示为依据本发明用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路图；
图4是所示为依据本发明色温调节起始点控制示意图；
图5是所示为依据本发明色温调节深度控制点示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参考图2和图3，图2为现有适用可控硅调光器实现调光的原理框图，常规的可控硅调光电路在AC供电输入端串接可控硅调光器201，经过EMI滤波网络202，再经过整流滤波电路203将交流电整流为直流电，然后通过驱动和调光控制电路204对LED负载205进行输出点亮，同时实现可以调光功能，图3为依据本发明适用于可控硅调光器实现同步调光调色的LED照明控制电路图，在实施过程中，当可控硅201开始调光时，调光控制电路204会调整LED负载电流实现调光，同时图3调色控制电路会根据设计参数设定，同步控制第一LED模块104和第二LED模块107不同的电流大小，使不同色温的第一LED模块104和第二LED模块107发生混色亮度比率发生变化，达到同步调色温的功能。
本发明的实现方案如图2中的205部分，所述LED负载选用两种或者两种以上色温，同时两端增加检测和控制电路，实现同步调光调色控制功能。所述LED负载205部分电路通过不同参数设计，可以控制色温调节起始点位置和色温调节深度控制点位置，可以实现调光过程全程变色，也可以实现调光过程的任意点开始调整色温。
所述LED负载205两端增加部分控制电路结合图3，包括旁路放大电路101、旁路开关电路102、自适应检测电路103、LED模块、色温调节深度控制点电路105以及色温调节起始点控制电路106；所述旁路放大电路101、旁路开关电路102、自适应检测电路103、色温调节深度控制点电路105以及色温调节起始点控制电路106顺序连接；所述LED模块分别与旁路放大电路101、旁路开关电路102、自适应检测电路103以及色温调节深度控制点电路105连接；本实施例的控制电路是根据不同色温控制范围两端按照相对应第一LED模块104和第二LED模块107组成实现调整色温目的。
所述旁路放大电路101包括第一三级管Q1，第一三级管Q1的发射极连接第一电阻R1，基极连接旁路开关电路102，集电极连接LED模块；所述LED模块包括第一LED模块104和第二LED模块107，第一LED模块104和第二LED模块107分别串联在色温调节深度控制点电路105和色温调节起始点控制电路106两端。
所述旁路开关单元102包括第二三级管Q2，第二三极管Q2的集电极连接有第三电阻R3，第三电阻R3的另一端连接有第四电阻R4，第二三级管Q2的集电极与第一三极管的基极连接。
所述自适应检测电路103包括第三三级管Q3和第四三极管Q4，第三三极管Q3的基极和第四三级管Q4的基极连接，第四三极管Q4的集电极还连接有二极管D1，二极管D1的阴极与第四三极管Q4集电极连接，二极管D1的阳极连接有第二电阻R2；第四三级管Q4的发射极连接有稳压二极管Z1。
所述色温调节深度控制点电路105包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第一电容C1，所述第六电阻R6和第七电阻R7串联后与第五电阻R5并联，第七电阻R7和第一电容C1并联。
在本实施例中，为了更加简单的实现色温调节，所述色温调节起始点控制电路106为一变阻器RT。
本实施例的控制电路可以实现同步调光调色，即为常规适用LED可控硅调光器产品，在调光的同时实现同步色温调节，如图4和图5所示，图4中，A点为色温调节的起始点，L1为调光曲线，L2为调色温曲线；图5中，B点为色温调节深度控制点，L3为调光曲线，L4为调色温曲线。
本发明可以实现调光过程色温同步调节变化点的控制，如图3所示，所述色温调节起始点在整灯开始点亮后，色温调节起始点控制电路106反馈LED电流信息到自适应检测电路103，然后控制旁路开关电路102，提供旁路放大电路101输入控制电流，根据所需要的色温配合LED驱动输入端可控硅调光器的调光曲线来分配不同色温LED电流的大小，实现色温开始变化的具体位置，如图4所示，通过色温调节起始点控制电路106调节，可以改变色温调节起始点位置。
本发明还可以实现调光过程色温调节深度的控制，如图3所示，所述色温调节深度点控制电路105反馈LED电流信息到自适应检测电路103,然后控制旁路开关电路102,提供旁路放大电路101输入控制电流，根据所需要的色温配合LED驱动输入端可控硅调光器的调光曲线来调配不同色温LED电流I1和I2的大小，实现色温的具体变化范围，如图5所示，通过色温调节深度点控制电路105调节，可以控制色温调节深度控制点的位置。
依据本发明实施例的适用于可控硅调光器实现同步调光调色的LED照明控制电路，可以实现LED+和LED-之间单路控制，也可以实现N路控制，N≥2，所述调光调色通过不同色温范围第一LED模块104(高色温)和第二LED模块107(低色温)、一色温范围控制电路、一色温转换控制电路、自适应检测电路、旁路开光控制电路、旁路放大电路实现对两种色温LED工作电流大小的控制，混合两种以上色温达到调光过程同步进行色温变化的功能。这种控制模块可以多路并联的方式，达到调光同时多路色温同时变化的效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路，其特征在于，包括用于产生色温变化效果的旁路放大电路(101)、用于控制色温变化与亮度变化同步的旁路开关电路(102)、用于提供色温控制参考信号的自适应检测电路(103)、LED模块、色温调节深度控制点电路(105)以及色温调节起始点控制电路(106)；所述LED模块分别与旁路放大电路(101)、旁路开关电路(102)、自适应检测电路(103)以及色温调节深度控制点电路(105)连接，随着可控硅调节器调节LED模块的亮度，LED模块的色温也按照预设的范围随之变化；所述LED模块包括第一LED模块(104)和第二LED模块(107)；所述旁路放大电路(101)包括第一三级管，第一三级管的发射极连接第一电阻(R1)，第一电阻(R1)另一端分别与第一电容及自适应检测电路(103)连接，基极连接旁路开关电路(102)，第一三级管的集电极连接第一LED模块(104)的正极；所述色温调节深度控制点电路(105)包括第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第一电容，所述第六电阻和第七电阻串联后与第五电阻并联，第七电阻和第一电容并联，第六电阻和第五电阻共同连接端与自适应检测电路(103)连接，第六电阻和第五电阻共同连接端与第一LED模块(104)的阴极连接，第五电阻、第七电阻和第一电容共同连接端和色温调节起始点控制电路(106)一端及自适应检测电路(103)连接，色温调节起始点控制电路(106)另一端连接第二LED模块(107)的正极；所述色温调节起始点控制电路(106)为一变阻器；所述旁路开关单元(102)包括第二三级管，第二三极管的基极连接有第三电阻(R3)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接第四电阻(R4)一端，第四电阻(R4)另一端与第一LED模块(104)正极连接，第二三级管的集电极与第一三极管的基极连接；第二三级管的发射极连接于色温调节起始点控制电路与第二LED模块(107)之间；所述自适应检测电路(103)包括第三三级管和第四三极管，第三三极管的基极和第四三级管的基极连接，第四三极管集电极还连接有二极管，二极管的阴极与第四三极管集电极连接，二极管的阳极连接有第二电阻(R2)一端，第二电阻(R2)另一端分别连接第一三级管的集电极和第一LED模块(104)的正极，第一三级管的基极、第二三级管的集电极及第三三级管的集电极的共同端连接于二极管和第二电阻(R2)之间；第四三级管的发射极连接有稳压二极管(Z1)的阳极，稳压二极管(Z1)的阴极连接于第一电阻(R1)、第一电容、第七电阻和第五电阻共同连接端，稳压二极管(Z1)的阳极和第四三级管发射极连接；第三三级管的发射极连接第一电阻(R1)、稳压二极管(Z1)的阴极和第一电容。
2.一种根据权利要求1所述用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、当色温调节起始点在整灯开始点亮后，色温调节起始点控制电路(106)反馈LED电流信息到自适应检测电路(103)；
S2、然后控制旁路开关电路(102)，旁路放大电路(101)输入控制电流；
S3、根据所需要的色温配合LED驱动输入端可控硅调光器的调光曲线来分配不同色温LED电流的大小，确定色温开始变化的具体位置。
3.根据权利要求2所述用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路的控制方法，其特征在于，步骤S3具体为：通过色温调节深度控制点电路(105)反馈LED电流信息到自适应检测电路(103),然后控制旁路开关电路(102),提供旁路放大电路(101)输入控制电流，根据所需要的色温配合LED驱动输入端可控硅调光器的调光曲线来调配不同色温LED电流(I1)和电流(I2)的大小，实现色温的具体变化范围。
4.根据权利要求3所述用于可控硅调光器实现光色同调的LED照明控制电路的控制方法，其特征在于，通过控制色温调节起始点控制电路(106)改变色温调节起始点位置；通过色温调节深度控制点电路(105)控制色温调节深度控制点的位置。
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- 2014-05-29 CN CN201410240336.5A patent/CN103997835B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201925771U (zh) * | 2010-12-16 | 2011-08-10 | 唐万华 | 一种可调节光通量和色温的灯具 |
| CN203896560U (zh) * | 2014-05-29 | 2014-10-22 | 横店集团得邦照明股份有限公司 | 用于可控硅调光器实现光色同调的led照明控制电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN103997835A (zh) | 2014-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: LED lighting control circuit and method for achieving light color coherence using a thyristor dimmer Effective date of registration: 20231111 Granted publication date: 20160629 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Dongyang sub branch Pledgor: HENGDIAN GROUP TOSPO LIGHTING Co.,Ltd. Registration number: Y2023330002597 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |