CN104582169A - 一种变色温led光源的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变色温LED光源的控制装置，公开了一种变色温LED光源的控制装置，包括冷色温LED光源、暖色温LED光源、交流电源、与交流电源相连的稳压开关模块、用于输出稳定的电流信号的恒流驱动模块、用于输出稳定的开关信号的光电耦合模块、用于输出控制信号的信号处理模块以及极性变换模块。本发明提供的一种变色温LED光源的控制装置，结构合理，采用两种LED与微控制器相互配合，使得两种不同色温LED交替通电发光，实现LED灯具的色温可调，同时还采用了驱动芯片作为恒流稳压模块的核心，使得电路能够输出可变PWM脉冲，从而使得LED能够在额定功率的10％-100％范围内工作，不仅能够实现调光的功能，还适用于多种场合，大大提高了变色温LED的使用效果。

Description

一种变色温LED光源的控制装置

【技术领域】

本发明涉及一种变色温LED光源的控制装置。

【背景技术】

目前，LED平板灯作为一种照明灯具被广泛应用在各种照明场合，由于不同场合不同客户对LED照明色温有不同的要求，现有的调光调色温采用分段式和二种LED灯珠色温混合，再通过给二种LED灯珠加入不同的电流实现调光色温。但是其仍具有缺点：结构复杂，加工步骤繁琐，生产成本高，而且在平板式照明灯中难以实现。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种变色温LED光源的控制装置，其旨在解决现有技术中的变色温LED结构复杂、控制步骤繁琐的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种变色温LED光源的控制装置，包括冷色温LED光源、暖色温LED光源、交流电源、与交流电源相连的稳压开关模块、用于输出稳定的电流信号的恒流驱动模块、用于输出稳定的开关信号的光电耦合模块、用于输出控制信号的信号处理模块以及极性变换模块，所述的稳压开关模块与恒流驱动模块和光电耦合模块均相连，所述的恒流驱动模块与极性变换模块相连，所述的光电耦合模块与信号处理模块相连，所述的信号处理模块也与极性变换模块相连，所述的极性变换模块包括相互对称的左半部分和右半部分，所述的左半部分和右半部分相互并联连接，所述的左半部分与冷色温LED光源相连，所述的右半部分与暖色温LED光源相连；

所述的稳压开关模块包括分别与交流电源正级和负级相连的两个继电器K1和K2，所述的光电耦合模块包括光电耦合器U1，所述的光电耦合器U1的输入端与继电器K1和K2相连、输出端与信号处理模块相连，所述的信号处理模块包括微控制器U2，所述的微控制器设有输入端Test、第一输出端out1和第二输出端out2，所述的输入端Test与光电耦合器U1的输出端相连，所述的第一输出端out1和第二输出端out2分别与极性变换模块的左半部分和右半部分相连。

作为优选，所述的稳压开关模块还包括线圈L1、线圈L1、电容C1、极性电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，线圈L1和线圈L2分别与继电器K1和继电器K2连接，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4共同组成整流桥，二极管D1的阳极与线圈L1连接，二极管D4的阳极与线圈L2连接，二极管D2的阳极和二极管D3的阳极连接后一起与接地端连接，二极管D1的阴极和二极管D4的阴极连接后一起与恒流驱动模块相连，电容C1与整流桥并联连接，极性电容C2的正极与二极管D1的阴极连接、负极与接地端连接。

作为优选，所述的恒流驱动模块包括驱动芯片U3、极性电容C3、电容C4、电容C5、极性电容C6、电容C7、线圈L3、变压器L4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、场效应管Q1、变压线圈电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及并联电阻群，驱动芯片U3包括电压端VDD、比较输出端COM、比较输入端INV、接地端GND、门输入端GA和电流输入端CS，电阻R1一端与稳压开关模块相连、另一端与电压端VDD连接，极性电容C3的一端也与电阻R1连接、另一端通过电容C4与比较输出端COM连接，电阻R2与极性电容C3并联连接后还直接接地，二极管D5、电阻R3和电阻R4串联连接后一起与比较输入端INV连接，二极管D5的阴极与电阻R1连接，电阻R5的一端与电阻R4连接、另一端与接地端连接，接地端GND与接地端连接，电流输入端CS通过相互串联连接的电阻R6和电阻R7与电阻R1连接，极性电容C6的正极与稳压开关模块相连，另一端与电阻R7连接后一起与电流输入端CS连接，场效应管Q1的栅级与门输入端GA连接、源极通过相互并联连接的电容C5和电阻R8连接后与电流输入端CS连接、漏极通过线圈L3与稳压开关模块连接，电容C7和电阻R9并联连接后一端与稳压开关模块连接、另一端与二极管D6的阴极连接，二极管D6的阳极与场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的源级还通过并联电阻群与接地端连接，变压器L4的初级线圈一端与电阻R3连接、另一端与接地端连接，变压器L4的次级线圈一端与二极管D7的阴极连接、另一端直接接地，二极管D7的阳极与极性变换电路相连。

作为优选，所述的光电耦合模块还包括二极管D8、电阻R10和极性电容C9，光电耦合器U1的输入端一路直接与继电器K1连接、另一路通过串联连接的二极管D8和电阻R10与继电器K2连接，二极管D8的阳极与继电器K2连接，光电耦合器U1的输出端一路直接与信号处理模块相连、另一路与接地端连接，极性电容C9的正极与信号处理模块相连、负极与接地端连接。

作为优选，所述的信号处理模块还包括电磁阀U4、极性电容C10以及外界稳定电压，微控制器U2还包括电源端VDD和负极端VSS，电池阀U4包括输入端Vin、输出端Vout和接地端GND，输入端Vin与外界稳定电压连接，输出端Vout与电源端VDD连接，接地端GND直接接地，极性电容C10的正极与输出端Vout连接、负极直接接地，微控制器U2的负极端VSS直接接地。

作为优选，所述的极性变换模块的左半部分包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、场效应管Q2、场效应管Q3以及场效应R4，场效应管Q2的栅级与微控制器U2的第一输出端out1连接、源级直接接地、漏极通过电阻R10与场效应管Q3的源级连接，场效应管Q2的栅级还通过电阻R11与自身的源级连接，场效应管Q3的漏极与恒流稳压模块相连，场效应管Q3的栅级通过电阻R12与自身的漏极连接，场效应管Q3的源级与场效应管Q4的漏极连接后一起与冷色温LED相连，场效应管Q4的栅级也与恒流稳压模块相连、源级直接接地，场效应管Q4的栅级还通过电阻R13与自身的源级连接；

所述的极性变换电路的右半部分与左半部分结构相同，所述的左半部分通过场效应管Q3的漏极和场效应管Q4的源级与右半部分连接。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种变色温LED光源的控制装置，结构合理，采用两种LED与微控制器相互配合，使得两种不同色温LED交替通电发光，实现LED灯具的色温可调，同时还采用了驱动芯片作为恒流稳压模块的核心，使得电路能够输出可变PWM脉冲，从而使得LED能够在额定功率的10％-100％范围内工作，不仅能够实现调光的功能，还适用于多种场合，大大提高了变色温LED的使用效果。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明实施例的连接结构示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

参阅图1，本发明实施例提供一种变色温LED光源的控制装置，包括冷色温LED光源、暖色温LED光源、交流电源、与交流电源相连的稳压开关模块、用于输出稳定的电流信号的恒流驱动模块、用于输出稳定的开关信号的光电耦合模块、用于输出控制信号的信号处理模块以及极性变换模块，稳压开关模块与恒流驱动模块和光电耦合模块均相连，恒流驱动模块与极性变换模块相连，光电耦合模块与信号处理模块相连，信号处理模块也与极性变换模块相连，极性变换模块包括相互对称的左半部分和右半部分，左半部分和右半部分相互并联连接，左半部分与冷色温LED光源相连，右半部分与暖色温LED光源相连。

在本发明实施例中，左半部分和右半部分的结构完全相同，其均以恒流稳压模块输出的电压作为驱动电压，并在相互连接后一起直接接地。

具体地，稳压开关模块包括分别与交流电源正级和负级相连的两个继电器K1和K2，光电耦合模块包括光电耦合器U1，光电耦合器U1的输入端与继电器K1和K2相连、输出端与信号处理模块相连，信号处理模块包括微控制器U2，微控制器设有输入端Test、第一输出端out1和第二输出端out2，输入端Test与光电耦合器U1的输出端相连，第一输出端out1和第二输出端out2分别与极性变换模块的左半部分和右半部分相连。

进一步地，稳压开关模块还包括线圈L1、线圈L1、电容C1、极性电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，线圈L1和线圈L2分别与继电器K1和继电器K2连接，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4共同组成整流桥，二极管D1的阳极与线圈L1连接，二极管D4的阳极与线圈L2连接，二极管D2的阳极和二极管D3的阳极连接后一起与接地端连接，二极管D1的阴极和二极管D4的阴极连接后一起与恒流驱动模块相连，电容C1与整流桥并联连接，极性电容C2的正极与二极管D1的阴极连接、负极与接地端连接。

具体地，恒流驱动模块包括驱动芯片U3、极性电容C3、电容C4、电容C5、极性电容C6、电容C7、线圈L3、变压器L4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、场效应管Q1、变压线圈电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及并联电阻群，驱动芯片U3包括电压端VDD、比较输出端COM、比较输入端INV、接地端GND、门输入端GA和电流输入端CS，电阻R1一端与稳压开关模块相连、另一端与电压端VDD连接，极性电容C3的一端也与电阻R1连接、另一端通过电容C4与比较输出端COM连接，电阻R2与极性电容C3并联连接后还直接接地，二极管D5、电阻R3和电阻R4串联连接后一起与比较输入端INV连接，二极管D5的阴极与电阻R1连接，电阻R5的一端与电阻R4连接、另一端与接地端连接，接地端GND与接地端连接，电流输入端CS通过相互串联连接的电阻R6和电阻R7与电阻R1连接，极性电容C6的正极与稳压开关模块相连，另一端与电阻R7连接后一起与电流输入端CS连接，场效应管Q1的栅级与门输入端GA连接、源极通过相互并联连接的电容C5和电阻R8连接后与电流输入端CS连接、漏极通过线圈L3与稳压开关模块连接，电容C7和电阻R9并联连接后一端与稳压开关模块连接、另一端与二极管D6的阴极连接，二极管D6的阳极与场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的源级还通过并联电阻群与接地端连接，变压器L4的初级线圈一端与电阻R3连接、另一端与接地端连接，变压器L4的次级线圈一端与二极管D7的阴极连接、另一端直接接地，二极管D7的阳极与极性变换电路相连。

具体地，光电耦合模块还包括二极管D8、电阻R10和极性电容C9，光电耦合器U1的输入端一路直接与继电器K1连接、另一路通过串联连接的二极管D8和电阻R10与继电器K2连接，二极管D8的阳极与继电器K2连接，光电耦合器U1的输出端一路直接与信号处理模块相连、另一路与接地端连接，极性电容C9的正极与信号处理模块相连、负极与接地端连接。

具体地，信号处理模块还包括电磁阀U4、极性电容C10以及外界稳定电压，微控制器U2还包括电源端VDD和负极端VSS，电池阀U4包括输入端Vin、输出端Vout和接地端GND，输入端Vin与外界稳定电压连接，输出端Vout与电源端VDD连接，接地端GND直接接地，极性电容C10的正极与输出端Vout连接、负极直接接地，微控制器U2的负极端VSS直接接地。

具体地，极性变换模块的左半部分包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、场效应管Q2、场效应管Q3以及场效应R4，场效应管Q2的栅级与微控制器U2的第一输出端out1连接、源级直接接地、漏极通过电阻R10与场效应管Q3的源级连接，场效应管Q2的栅级还通过电阻R11与自身的源级连接，场效应管Q3的漏极与恒流稳压模块相连，场效应管Q3的栅级通过电阻R12与自身的漏极连接，场效应管Q3的源级与场效应管Q4的漏极连接后一起与冷色温LED相连，场效应管Q4的栅级也与恒流稳压模块相连、源级直接接地，场效应管Q4的栅级还通过电阻R13与自身的源级连接。

进一步地，极性变换电路的右半部分与左半部分结构相同，左半部分通过场效应管Q3的漏极和场效应管Q4的源级与右半部分连接。

本发明的具体工作过程如下：继电器开关K1和K2开启后，恒流驱动模块开始工作，将稳定电压提供给信号处理模块，极性转换模块作为冷色温LED和暖色温LED的输出电源。当信号处理模块接收到光电耦合模块传输来的第一次开关信号时，控制极性转换模块使得冷色温LED点亮，此时LED光源为冷色温工作状态。当继电器开关K1和K2关闭后再开启，微控制器U2接收到光电耦合模块的第二次开关信号后，控制极性转换模块反转，由于极性转换后，冷色温LED因电压反向不亮，相反暖色温LED加正向电压被点亮，此时LED光源为暖色温工作状态。

其中，冷色温状态为：在继电器开关K1和K2开启时驱动芯片U3开始工作，并给信号处理模块和极性转换模块供电，同时，光电耦合模块将检测到开关信号送给微控制器U2，微控制器U2检测到后经分析为第一个信号后，控制极性控制模块使冷色温LED正向点亮，而暖色温LED则因加反向电压而不亮，此时LED光源工作在冷色温状态。

暖色温状态为：当继电器开关K1和K2关闭后5s内开启，即第二次开机时，光电耦合模块检测到第二次开关信号送给微控制器U2，微控制器U2识别为第二个开启信号后，控制极性转换器输出，暖色LED光源正向点亮，而“冷色LED光源”二端因加反向电压而不亮，此时LED灯工作在冷色状态。

记忆功能：在上述二种的任意一种状态下，开关关闭后等5秒以上单片机保存并记忆上次关机前的色温状态。在下次开机时自行恢复上次关机前的色温状态。

色温同步校正功能：在多灯共用一个开关控制时，可能会出现几个灯冷暖温色不一致时，可用色温同步校正功能进行校正。方法是；开关开启后，如几个灯色温不一致，可以马上关机，等待5秒以上后开关三次后自动色温同步。

调光功能：在电源开启时连续按4下电源开关，LED智能控制装置将输出10％的功率，LED灯工作在省电模式。

其中，变色温LED控制装置外壳的形状可根据LED筒灯，LED天花灯，LED平板灯等不同要求而设计。

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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种变色温LED光源的控制装置，其特征在于：包括冷色温LED光源、暖色温LED光源、交流电源、与交流电源相连的稳压开关模块、用于输出稳定的电流信号的恒流驱动模块、用于输出稳定的开关信号的光电耦合模块、用于输出控制信号的信号处理模块以及极性变换模块，所述的稳压开关模块与恒流驱动模块和光电耦合模块均相连，所述的恒流驱动模块与极性变换模块相连，所述的光电耦合模块与信号处理模块相连，所述的信号处理模块也与极性变换模块相连，所述的极性变换模块包括相互对称的左半部分和右半部分，所述的左半部分和右半部分相互并联连接，所述的左半部分与冷色温LED光源相连，所述的右半部分与暖色温LED光源相连；

所述的稳压开关模块包括分别与交流电源正级和负级相连的两个继电器K1和K2，所述的光电耦合模块包括光电耦合器U1，所述的光电耦合器U1的输入端与继电器K1和K2相连、输出端与信号处理模块相连，所述的信号处理模块包括微控制器U2，所述的微控制器设有输入端Test、第一输出端out1和第二输出端out2，所述的输入端Test与光电耦合器U1的输出端相连，所述的第一输出端out1和第二输出端out2分别与极性变换模块的左半部分和右半部分相连。

2.如权利要求1所述的一种变色温LED光源的控制装置，其特征在于：所述的稳压开关模块还包括线圈L1、线圈L2、电容C1、极性电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，线圈L1和线圈L2分别与继电器K1和继电器K2连接，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4共同组成整流桥，二极管D1的阳极与线圈L1连接，二极管D4的阳极与线圈L2连接，二极管D2的阳极和二极管D3的阳极连接后一起与接地端连接，二极管D1的阴极和二极管D4的阴极连接后一起与恒流驱动模块相连，电容C1与整流桥并联连接，极性电容C2的正极与二极管D1的阴极连接、负极与接地端连接。

3.如权利要求1所述的一种变色温LED光源的控制装置，其特征在于：所述的恒流驱动模块包括驱动芯片U3、极性电容C3、电容C4、电容C5、极性电容C6、电容C7、线圈L3、变压器L4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、场效应管Q1、变压线圈电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及并联电阻群，驱动芯片U3包括电压端VDD、比较输出端COM、比较输入端INV、接地端GND、门输入端GA和电流输入端CS，电阻R1一端与稳压开关模块相连、另一端与电压端VDD连接，极性电容C3的一端也与电阻R1连接、另一端通过电容C4与比较输出端COM连接，电阻R2与极性电容C3并联连接后还直接接地，二极管D5、电阻R3和电阻R4串联连接后一起与比较输入端INV连接，二极管D5的阴极与电阻R1连接，电阻R5的一端与电阻R4连接、另一端与接地端连接，接地端GND与接地端连接，电流输入端CS通过相互串联连接的电阻R6和电阻R7与电阻R1连接，极性电容C6的正极与稳压开关模块相连，另一端与电阻R7连接后一起与电流输入端CS连接，场效应管Q1的栅级与门输入端GA连接、源极通过相互并联连接的电容C5和电阻R8连接后与电流输入端CS连接、漏极通过线圈L3与稳压开关模块连接，电容C7和电阻R9并联连接后一端与稳压开关模块连接、另一端与二极管D6的阴极连接，二极管D6的阳极与场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的源级还通过并联电阻群与接地端连接，变压器L4的初级线圈一端与电阻R3连接、另一端与接地端连接，变压器L4的次级线圈一端与二极管D7的阴极连接、另一端直接接地，二极管D7的阳极与极性变换电路相连。

4.如权利要求1所述的一种变色温LED光源的控制装置，其特征在于：所述的光电耦合模块还包括二极管D8、电阻R10和极性电容C9，光电耦合器U1的输入端一路直接与继电器K1连接、另一路通过串联连接的二极管D8和电阻R10与继电器K2连接，二极管D8的阳极与继电器K2连接，光电耦合器U1的输出端一路直接与信号处理模块相连、另一路与接地端连接，极性电容C9的正极与信号处理模块相连、负极与接地端连接。

5.如权利要求1所述的一种变色温LED光源的控制装置，其特征在于：所述的信号处理模块还包括电磁阀U4、极性电容C10以及外界稳定电压，微控制器U2还包括电源端VDD和负极端VSS，电池阀U4包括输入端Vin、输出端Vout和接地端GND，输入端Vin与外界稳定电压连接，输出端Vout与电源端VDD连接，接地端GND直接接地，极性电容C10的正极与输出端Vout连接、负极直接接地，微控制器U2的负极端VSS直接接地。

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种变色温LED光源的控制装置，其特征在于：所述的极性变换模块的左半部分包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、场效应管Q2、场效应管Q3以及场效应R4，场效应管Q2的栅级与微控制器U2的第一输出端out1连接、源级直接接地、漏极通过电阻R10与场效应管Q3的源级连接，场效应管Q2的栅级还通过电阻R11与自身的源级连接，场效应管Q3的漏极与恒流稳压模块相连，场效应管Q3的栅级通过电阻R12与自身的漏极连接，场效应管Q3的源级与场效应管Q4的漏极连接后一起与冷色温LED相连，场效应管Q4的栅级也与恒流稳压模块相连、源级直接接地，场效应管Q4的栅级还通过电阻R13与自身的源级连接；

所述的极性变换电路的右半部分与左半部分结构相同，所述的左半部分通过场效应管Q3的漏极和场效应管Q4的源级与右半部分连接。