CN104812146A - 并联于电流源的无线可控多路led调光调色控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联于电流源的无线可控多路LED调光调色控制方法，该方法包括：将可调电流源作为LED的驱动电源，该可调电流源并联设置N路LED支路，每一LED支路上均串联一LED串及控制开关；利用无线控制模块来根据用户输出的指令产生用于控制所述可调电流源及每一LED支路中控制开关的控制信号；从而实现色温、颜色与光强的调节，具有电路简单，成本低的特点，并且在调节色温或颜色的同时还能调节光的强度。

Description

并联于电流源的无线可控多路LED调光调色控制方法

技术领域

本发明涉及LED照明控制技术领域，尤其涉及一种并联于电流源的无线可控的多路LED调光调色控制方法。

背景技术

LED(发光二极管)是一种能够将电能转换为光能的半导体器件，它采用电场发电，具有体积小、寿命长、发光效率高、低功耗等优点，近两年越来越广泛的被应用在各类照明灯具中。

不同场地，不同时段，对照明的亮度有不同的要求，尤其是从节能的角度，具有调光功能的LED灯具可以根据日光情况进行自动调节，从而实现二次节能，所以根据不同使用要求，灯具需具备亮度调节功能。

不同色温的光源能够给用户带来不同的感受，同时对用户心理带来不同影响，不同场景下对色温的要求不同，因此，灯具需具备色温调节功能。

现代人们对生活有更高品质的要求，在不同时段，伴随不同的娱乐活动，希望通过不同颜色的灯光营造出各种氛围，为满足人们对灯光颜色的需求，灯具需具备调节颜色功能。

LED的亮度几乎与它的驱动电流直接成正比关系，因此通常通过调整LED正向电流的方法来调整亮度。LED调光控制可通过改变单路LED驱动电流来实现，而LED调色温和调颜色控制则需要通过对多路LED驱动电流进行调节来实现。通常调色温需要两路LED控制，一路控制冷白光LED，一路控制暖白光LED。而调颜色通常需要三路RGB(红色，绿色，蓝色)或四路RGBW(红色，绿色，蓝色，白色)LED控制。

目前常用的多路LED控制方案大多使用电压源加多路DC-DC变压控制，两极DC转DC电路结构复杂，体积大，从而导致成本较高，同时，也没有配套的无线控制方案。

鉴于此，有必要提供一种结构简单成本较低的可调光调色温和调颜色的无线可控LED电路以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联于电流源的无线可控多路LED调光调色控制方法，其结构简单，成本较低，摒弃并且可通过无线方式调节色温或颜色的同时，还能调节光的强度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

(与权利要求相对应)。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过控制并联于电流源的无线可控多路LED支路，通过无线控制模块来根据用户输出的指令产生用于控制可调电流源及每一LED支路中控制开关的控制信号，从而实现色温、颜色与光强的调节，具有电路简单，成本低的特点，并且在调节色温或颜色的同时还能调节光的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的并联于电流源的无线可控多路LED调光调色控制方法的原理图；

图2为本发明实施例提供的LED支路开关控制策略的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

无线组网技术的成熟大大的简化了LED照明系统的安装过程，通过无线通信模组对LED电源的控制，使用者可以简便的使用无线遥控器或智能手机对LED灯具进行调光、调色、调色温的控制，并且可以设置不同的场景来配合不同的娱乐生活，本发明实施例的下述方案采用无线的方式接收用户输出的控制指令，再转换为相应的控制信号来实现色温、颜色与光强的调节。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种并联于电流源的无线可控多路LED调光调色控制方法的原理图。

该控制方法，将可调电流源作为LED的驱动电源，该可调电流源并联设置N路LED支路，每一LED支路上均串联一LED串及控制开关；利用无线控制模块来根据用户的指令产生用于控制所述可调电流源及每一LED支路中控制开关的控制信号；

其中，所述无线控制模块输出DIM控制信号至所述可调电流源中，由可调电流源根据接收到的DIM控制信号来改变输出电流的大小，从而改变每一LED支路上流过电流的大小，实现光强调节；

所述无线控制模块输出控制信号CTL₁至CTL_N至对应LED支路的控制开关，通过控制控制开关的PWM信号占空比来实现色温调节与颜色调节；具体的：通过分别控制冷白光LED串以及暖白光LED串对应控制开关的PWM信号占空比来实现色温调节；通过分别控制红色LED串、绿色LED串、蓝色LED串和/或白光LED串对应控制开关的PWM信号占空比来实现颜色调节。

本发明实施例所述的可调电流源为恒流源，主要包括：依次连接的整流桥、控制单元电路与隔离变压器；其中，所述整流桥，用于将输入的交流电压整流为直流电压，并输出至控制单元电路；所述控制单元电路，用于根据接收到的DIM控制信号对所述直流电压进行处理，产生高频脉冲电压并输出至所述隔离变压器；所述隔离变压器，用于对所述高频脉冲电压进行变换后输出。

示例性的，所述控制单元电路可以使用以IW3630为核心芯片的控制单元电路。在实际工作中，市电交流220V电压输入到整流桥，经过整流将50赫兹的交流电压变成100赫兹的直流电压，然后此直流电压供电给以IW3630为核心芯片的控制单元电路，所述以IW3630为核心芯片的控制单元电路根据DIM控制信号对该直流电压进行处理，产生一个100K赫兹左右的高频脉冲电压，再经过隔离变压器的电压变换，供给后级的每路LED负载使用。

本发明实施例中，LED支路的数量N可根据实际需求来设定，每一LED支路上均串联一LED串及控制开关。具体的：所述LED串为串联的若干相同颜色的LED灯，其一端与所述可调电流源(具体为可调电流源中的隔离变压器)相连，另一端与所述控制开关相连；

所述控制开关包括：第一级开关MOS管与第二级开关MOS管；所述第一级开关MOS管的漏极与所述LED串相连，其栅极与第二级开关MOS管漏级相连，同时连接上拉电阻，所述第二级MOS管栅极接收所述无线控制模块输出的控制信号CTL_n，n＝[1,N]，所述第一级开关MOS管与第二级开关MOS管的源极均接地。

本发明实施例中，所有控制信号CTL₁至CTL_N均使用相同周期的PWM信号，而PWM信号的占空比决定电路导通时间，从而决定该路LED串发光的平均亮度。

为了便于理解，下面对调光调色的控制方法做详细的说明。

1、调节光强：由可调电流源根据接收到的DIM控制信号改变整体输出电流的大小，从而按比例改变每一路LED上流过电流的大小，实现整体光强调节。

2、调节色温与颜色。

本发明实施例中，通过控制信号CTL₁至CTL_N来控制对应LED支路控制开关的PWM信号占空比来实现色温调节与颜色调节。

1)调节色温：通过分别控制冷白光LED串以及暖白光LED串对应控制开关的PWM信号占空比来实现。

示例性的，可以使用两路LED支路分别进行控制，假设图1中的LED1为冷白光LED串，LED2为暖白光LED串，则通过调节两路光的不同光强，以达到调节色温的效果。举例说明，如果需要输出偏冷的光，那么冷白光的光强应该大于暖白光的光强，反之亦然。而每路LED的光强是和它相应的控制开关的占空比成正比的，比如占空比100％所产生的光强是占空比50％时的两倍，所以，本方案最终是通过控制信号CTL_n来调节不同控制回路的控制开关占空比来实现色温的调节。

2)调节颜色：通过分别控制红色LED串、绿色LED串、蓝色LED串和/或白光LED串对应控制开关的PWM信号占空比来实现。

示例性的，可以使用两路或两路以上LED支路分别进行控制，假设图1中的LED1为红色(R)LED串，LED2为绿色(G)LED串，LED3(未示出)为蓝色(B)LED串，LED4(未示出)为白光(W)LED串，最终输出的颜色是通过调节RGBW四种颜色不同的比例而形成的混色。举例说明，如果需要输出黄色，红色和绿色需要各占一半，而蓝色不需要出现，白光可根据需求来确定加入比例。与调节色温相似，每一种颜色的强度通过调节该回路开关的占空比实现，以黄色为例，在不加入白光的情况下，红色LED串对应控制开关(即控制信号CTL₁)的占空比应设为50％，绿色LED串对应控制开关(即控制信号CTL₂)的占空比也应设为50％，蓝色和白色LED串对应控制开关(即控制信号CTL₃、CTL₄)的占空比应为0％。

本发明实施例中，可根据需求单独调节光强，也可以在调节色温或颜色的同时调节光强。

另一方面，如图2所示，本发明实施例中所有控制信号CTL₁至CTL_N均使用相同周期(TP)、不同占空比的PWM信号，且所有PWM信号的占空比总和为100％，即全部支路导通时间合为TP(T1+T2+T3+…+TN＝TP)；并且，所有PWM信号均为具有统一开始时间与结束时间的同步PWM信号。

此外，本发明实施例还对电流源需实施PWM重叠保护，在一个PWM周期中，每个瞬间只开启一个支路，只有在转换LED支路时，前后LED支路开关通断有一定的重叠时间，即前一路支路必须在后一路支路导通后才能断开，即保证任意时刻总有至少一路支路处于导通状态；这个重叠时间为系统开关PWM信号所能实现的最小重叠时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种并联于电流源的无线可控多路LED调光调色控制方法，其特征在于，该方法包括：

将可调电流源作为LED的驱动电源，该可调电流源并联设置N路LED支路，每一LED支路上均串联一LED串及控制开关；利用无线控制模块来根据用户的指令产生用于控制所述可调电流源及每一LED支路中控制开关的控制信号；

其中，所述无线控制模块输出DIM控制信号至所述可调电流源中，由可调电流源根据接收到的DIM控制信号来改变输出电流的大小，从而改变每一LED支路上流过电流的大小，实现光强调节；

所述无线控制模块输出控制信号CTL₁至CTL_N至对应LED支路的控制开关，通过控制控制开关的PWM信号占空比来实现色温调节与颜色调节；具体的：通过分别控制冷白光LED串以及暖白光LED串对应控制开关的PWM信号占空比来实现色温调节；通过分别控制红色LED串、绿色LED串、蓝色LED串和/或白光LED串对应控制开关的PWM信号占空比来实现颜色调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所有控制信号CTL₁至CTL_N均使用相同周期、不同占空比的PWM信号，且所有PWM信号的占空比总和为100％；

所有PWM信号均为具有统一开始时间与结束时间的同步PWM信号；

在一个PWM周期中，每个瞬间只开启一个支路，但在两个支路换路时，前后LED支路开关通断有一定的重叠时间，必须先打开后一支路，再关闭前一支路，这个重叠时间为系统开关PWM信号所能实现的最小重叠时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可调电流源包括：依次连接的整流桥、控制单元电路与隔离变压器；

其中，所述整流桥，用于将输入的交流电压整流为直流电压，并输出至控制单元电路；

所述控制单元电路，用于根据接收到的DIM控制信号对所述直流电压进行处理，产生高频脉冲电压并输出至所述隔离变压器；

所述隔离变压器，用于对所述高频脉冲电压进行变换后输出。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每一LED支路上均串联一LED串及控制开关包括：

所述LED串为串联的若干相同颜色的LED灯，其一端与所述可调电流源相连，另一端与所述控制开关相连；

所述控制开关包括：第一级开关MOS管与第二级开关MOS管；所述第一级开关MOS管的漏极与所述LED串相连，其栅极与第二级开关MOS管漏级相连，同时连接上拉电阻，所述第二级MOS管栅极接收所述无线控制模块输出的控制信号CTL_n，n＝[1,N]，所述第一级开关MOS管与第二级开关MOS管的源极均接地。