CN105764203A - 可调色温的led驱动电路 - Google Patents

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Abstract

可调色温的LED驱动电路通过电压调节模块调整输入电压大小,并由分压滤波模块对输入电压进行分压滤波处理后输出给PWM控制模块。而PWM控制模块输出的PWM信号的占空比由输入电压大小决定。PWM控制模块输出互补的两路PWM信号,分别由第一放大模块和第二放大模块进行放大后,对应输出给第一开关模块和第二开关模块。即第一开关模块和第二开关模块接收的PWM信号的占空比互补。因此,分别由第一开关模块和第二开关模块控制的第一LED灯组和第二LED灯组的发光亮度强弱互补。因而改变输入电压大小能够调节第一LED灯组和第二LED灯组的发光亮度,进而改变第一LED灯组和第二LED灯组的色温。

Description

可调色温的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及LED驱动电路,特别是涉及一种易操作、适用多种场合的可调色温的LED驱动电路。
背景技术
色温是表示光源光色的尺度,单位为K(开尔文)。色温在摄影、录象、出版等领域具有重要应用。光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温,它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。目前使用的办公照明灯具基本是以冷白两色为主。且灯具安装后色温固定,即无法改变色温。而人长时间在冷白色温环境下容易引起眼睛疲劳,且工作效率低下。
发明内容
基于此,有必要一种易操作、适用多种场合的可调色温的LED驱动电路。
一种可调色温的LED驱动电路,用于对LED灯组的色温进行调节,包括电压调节模块、分压滤波模块、PWM控制模块、第一放大模块、第一开关模块、第二放大模块及第二开关模块;
所述电压调节模块用于调节输入电压大小,并将调节后的输入电压输出给所述分压滤波模块;所述分压滤波模块用于对输入电压依次进行分压、滤波处理后输出给所述PWM控制模块;所述PWM控制模块根据接收的输入电压分别输出占空比互补的PWM信号到所述第一放大模块和所述第二放大模块;所述第一放大模块用于将接收的PWM信号进行放大后输出给所述第一开关模块;所述第一开关模块根据接收的PWM信号的占空比控制与其连接的第一LED灯组的发光亮度;所述第二放大模块用于将接收的PWM信号进行放大后输出给所述第二开关模块;所述第二开关模块根据接收的PWM信号的占空比控制与其连接的第二LED灯组的发光亮度。
在其中一个实施例中,还包括振荡频率模块;所述振荡频率模块用于输出固定振荡频率给所述PWM控制模块。
在其中一个实施例中,还包括电压转换模块;所述电压转换模块用于将输入电压转换为所述PWM控制模块所需的工作电压大小。
在其中一个实施例中,还包括稳压模块,所述稳压模块用于将所述输入电压稳定在额定电压值并将所述额定电压值输出给所述电压转换模块。
在其中一个实施例中,所述电压调节模块包括电压调节器,所述电压调节器用于调节输入电压大小,并将输入电压输出给所述分压滤波模块。
在其中一个实施例中,所述分压滤波模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R13和电容C2;
所述电阻R1、所述电阻R13、所述电容C2依次串联,其中所述电阻R1远离所述电阻R13的一端接输入电压,所述电容C2远离所述电阻R13的一端接地;所述电阻R13和所述电容C2的公共连接点接所述PWM控制模块;所述电阻R2一端接所述电阻R1和所述电阻R13的公共连接点,另一端接地。
在其中一个实施例中,所述PWM控制模块包括单片机U2,所述单片机U2的输入端P1.0/AD0接口接所述分压滤波模块;所述单片机U2的占空比输出端P1.3/AD3接口和P1.4/AD4接口分别向所述第一放大模块和所述第二放大模块输出占空比互补的PWM信号。
在其中一个实施例中,所述第一放大模块包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R8和三极管Q3;
所述电阻R8一端接所述PWM控制模块,另一端接所述三极管Q3的基极,所述电阻R3一端接输入电压,另一端接所述三极管Q3的集电极;所述电阻R4一端接所述电阻R3和所述三极管Q3的公共连接点,另一端接所述第一开关模块;所述电阻R6一端接所述电阻R4和所述第一开关模块的公共连接点,另一端接地。
在其中一个实施例中,所述第二放大模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和三极管Q5;
所述电阻R11一端接所述PWM控制模块,另一端接所述三极管Q5的基极,所述电阻R9一端接输入电压,另一端接所述三极管Q5的集电极;所述电阻R10一端接所述电阻R9和所述三极管Q5的公共连接点,另一端接所述第二开关模块;所述电阻R12一端接所述电阻R10和所述第二开关模块的公共连接点,另一端接地。
在其中一个实施例中,所述第一开关模块包括场效应管Q1,所述第二开关模块包括场效应管Q4;所述场效应管Q1的栅极接所述第一放大模块,所述场效应管Q1的源极接地,所述场效应管Q1的漏极接所述第一LED灯组;所述场效应管Q4的栅极接所述第二放大模块,所述场效应管Q4的源极接地,所述场效应管Q4的漏极接所述第二LED灯组。
上述可调色温的LED驱动电路通过所述电压调节模块调整输入电压大小,并由所述分压滤波模块对输入电压进行分压滤波处理后输出给所述PWM控制模块。而所述PWM控制模块输出的PWM信号的占空比由输入电压大小决定。所述PWM控制模块输出互补的两路PWM信号,分别由所述第一放大模块和所述第二放大模块进行放大后,对应输出给所述第一开关模块和所述第二开关模块。即所述第一开关模块和所述第二开关模块接收的PWM信号的占空比互补。因此,分别由所述第一开关模块和所述第二开关模块控制的所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的发光亮度强弱互补。因而改变输入电压大小能够调节所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的发光亮度,进而改变所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的色温。
附图说明
图1为可调色温的LED驱动电路的模块图;
图2为可调色温的LED驱动电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示,为可调色温的LED驱动电路的模块图。
一种可调色温的LED驱动电路,用于对LED灯组的色温进行调节,包括电压调节模块(图未示)、分压滤波模块101、PWM(PulseWidthModulation,脉冲宽度调制)控制模块102、第一放大模块103、第一开关模块104、第二放大模块105及第二开关模块106。
所述电压调节模块(图未示)用于调节输入电压大小,并将调节后的输入电压输出给所述分压滤波模块101;所述分压滤波模块101用于对输入电压依次进行分压、滤波处理后输出给所述PWM控制模块102;所述PWM控制模块102根据接收的输入电压分别输出占空比互补的PWM(PulseWidthModulation,脉冲宽度调制)信号到所述第一放大模块103和所述第二放大模块105;所述第一放大模块103用于将接收的PWM信号进行放大后输出给所述第一开关模块104;所述第一开关模块104根据接收的PWM信号的占空比控制与其连接的第一LED灯组的发光亮度;所述第二放大模块105用于将接收的PWM信号进行放大后输出给所述第二开关模块106;所述第二开关模块106根据接收的PWM信号的占空比控制与其连接的第二LED灯组的发光亮度。
在本实施例中,所述电压调节模块(图未示)安装于输入接口J4上,用于调节输入接口J4上的电位。从而使得经由所述分压滤波模块101输出给所述PWM控制模块102的电压产生变化。
所述分压滤波模块101用于对输入电压进行分压、滤波处理,使得输出给所述PWM控制模块102的电压符合要求。
所述PWM控制模块102用于根据输入电压的大小输出对应占空比的PWM信号。具体的,所述PWM控制模块102输出两路占空比互补的PWM信号。PWM信号的占空比大小互补,即两路PWM信号的占空比和始终为1。
所述第一放大模块103和所述第二放大模块105均用于对接收的PWM信号进行放大,使得输出到所述第一开关模块104的PWM信号能够驱动所述第一开关模块104及输出到所述第二开关模块106的PWM信号能够驱动所述第二开关模块106。
所述第一开关模块104与所述第一LED灯组连接,用于根据接收的PWM信号的占空比变化控制自身的导通占空比变化,从而改变流经所述第一LED灯组的电流,进而改变所述第一LED灯组的亮度变化。
对应的,所述第二开关模块106与所述第二LED灯组连接,用于根据接收的PWM信号的占空比变化控制自身的导通占空比变化,从而改变流经所述第二LED灯组的电流,进而改变所述第二LED灯组的亮度变化。
由于输出给所述第一开关模块104的PWM信号占空比与输出给所述第二开关模块106的PWM信号占空比互补。因此,对应的,流经所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的电流强弱互补。假设,输出给所述第一开关模块104的PWM信号占空比为0.6,输出给所述第二开关模块106的PWM信号占空比为0.4。那么对应的,与所述第一开关模块104连接的第一LED灯组的亮度大于与所述第二开关模块106连接的第二LED灯组的亮度。
因此,在改变输入电压大小后,输出给所述第一开关模块104和所述第二开关模块106的PWM信号的占空比对应发生变化,从而能够改变所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的亮度,进而起到调节色温的效果。
所述可调色温的LED驱动电路还包括振荡频率模块107;所述振荡频率模块107用于输出固定振荡频率给所述PWM控制模块102。
请结合图2。
所述PWM控制模块102包括单片机U2,所述单片机U2的输入端P1.0/AD0接口接所述分压滤波模块101;所述单片机U2的占空比输出端P1.3/AD3接口和P1.4/AD4接口分别向所述第一放大模块103和所述第二放大模块105输出占空比互补的PWM信号。
所述振荡频率模块107包括石英晶振Y1、电容C8和电容C9。所述石英晶振Y1的两端分别连接所述单片机U2的XTAL1端和XTAL2端。所述电容C8一端接单片机U2的XTAL1端,另一端接地。所述电容C9一端接单片机U2的XTAL2端,另一端接地。
可调色温的LED驱动电路还包括电压转换模块108;所述电压转换模块108用于将输入电压转换为所述PWM控制模块102所需的工作电压大小。
所述电压转换模块108包括芯片U1、电解电容C3和电容C5;所述芯片U1的输入端接输入电压,输出端接所述PWM控制模块102的电源端VCC。所述电解电容C3的正极接所述芯片U1的输出端Vo、负极接地。所述电容C5与所述电解电容C3并联。
所述芯片U1的型号为78L05,用于将12V电压转换为5V电压输出给所述单片机U2。
可调色温的LED驱动电路还包括稳压模块109,所述稳压模块109用于将所述输入电压稳定在额定电压值并将所述额定电压值输出给所述电压转换模块108。
所述稳压模块109包括三极管Q2、电解电容C4、电解电容C7、电阻R5和稳压二极管D2。
所述三极管Q2的集电极接输入电压、发射极接所述电压转换模块108。所述电解电容C4的正极接所述三极管Q2的发射极、负极接地。所述稳压二极管D2的负极接所述三极管Q2的基极、正极接地。所述电阻R5的两端分别连接所述三极管Q2的基极和集电极。所述电解电容C7的正极接输入电压、负极接地。
所述电压调节模块(图未示)包括电压调节器,所述电压调节器用于调节输入电压大小,并将输入电压输出给所述分压滤波模块101。
所述分压滤波模块101包括电阻R1、电阻R2、电阻R13和电容C2。
所述电阻R1、所述电阻R13、所述电容C2依次串联,其中所述电阻R1远离所述电阻R13的一端接输入电压,所述电容C2远离所述电阻R13的一端接地;所述电阻R13和所述电容C2的公共连接点接所述PWM控制模块102的P1.0/AD0接口;所述电阻R2一端接所述电阻R1和所述电阻R13的公共连接点、另一端接地。
所述第一放大模块103包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R8和三极管Q3。
所述电阻R8一端接所述单片机U2的P1.4/AD4接口,另一端接所述三极管Q3的基极,所述电阻R3一端接输入电压、另一端接所述三极管Q3的集电极;所述电阻R4一端接所述电阻R3和所述三极管Q3的公共连接点、另一端接所述第一开关模块104;所述电阻R6一端接所述电阻R4和所述第一开关模块104的公共连接点、另一端接地。
第二放大模块105包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和三极管Q5。
所述电阻R11一端接所述单片机U2的P1.3/AD3接口、另一端接所述三极管Q5的基极,所述电阻R9一端接输入电压、另一端接所述三极管Q5的集电极;所述电阻R10一端接所述电阻R9和所述三极管Q5的公共连接点、另一端接所述第二开关模块106;所述电阻R12一端接所述电阻R10和所述第二开关模块106的公共连接点、另一端接地。
所述第一开关模块104包括场效应管Q1,所述第二开关模块106包括场效应管Q4;所述场效应管Q1的栅极接所述第一放大模块103,所述场效应管Q1的源极接地,所述场效应管Q1的漏极接所述第一LED灯组;所述场效应管Q4的栅极接所述第二放大模块105,所述场效应管Q4的源极接地,所述场效应管Q4的漏极接所述第二LED灯组。
可调色温的LED驱动电路还包括肖基特二极管D1,所述肖基特二极管D1的正极接输入接口J2,负极分别接所述第一LED灯组和所述第二LED灯组。所述输入接口J2用于为所述第一LED灯组和所述第二LED灯组提供驱动电流。其中,灯组接口J1和灯组接口J3分别连接所述第一LED灯组和所述第二LED灯组。在输入接口J2和灯组接口J1和灯组接口J3之间连接肖基特二极管D1,避免输入接口J2接入的电源正负极反接造成所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的损坏。
基于上述所有实施例,可调色温的LED驱动电路的工作原理如下:
通过调节连接在输入接口J4上的0-10V电压调节器的旋钮,可使0-10V电压调节器在所述输入接口J4上的电位产生变化。通过所述电阻R1、电阻R2分压,再经过所述电阻R13、电容C2组成的RC滤波器滤波后,输出给所述单片机U2的P1.0/AD0接口。单片机U2的P1.0/AD0接口检测传输过来的电压变化,所述单片机U2根据此电压变化调整单片机U2的P1.3/AD3与P1.4/AD4接口输出两路占空比互补的PWM信号。且一路PWM信号经由所述三极管Q3、电阻R8、电阻R3、电阻R4、电阻R6组成的所述第一放大模块104放大后,控制所述场效应管Q1的开关状态。另一路PWM信号经由所述三极管Q5、电阻R11、电阻R9、电阻R10、电阻R12组成的所述第二放大模块105放大后,控制所述场效应管Q4开关状态。
所述输入接口J2用于输出LED恒流驱动电源到所述第一LED灯组和所述第二LED灯组。因此,与所述灯组接口J1连接的所述第一LED灯组和与所述灯组接口J3连接的所述第二LED灯组的亮度会产生变化,两组LED灯组的混光亮度在此强彼弱的情况下,色温也会发生相应的改变。
在本实施例中,与所述灯组接口J1连接的第一LED灯组的色温为6000k。与所述灯组灯组接口J3连接的第二LED灯组的色温为3000k,在所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的发光亮度改变时,两组LED灯组的混光,色温可调整在3000k~6000K之间的任意值。
上述可调色温的LED驱动电路通过所述电压调节模块(图未示)调整输入电压大小,并由所述分压滤波模块101对输入电压进行分压滤波处理后输出给所述PWM控制模块102。而所述PWM控制模块102输出的PWM信号的占空比由输入电压大小决定。所述PWM控制模块102输出互补的两路PWM信号,分别由所述第一放大模块103和所述第二放大模块105进行放大后,对应输出给所述第一开关模块104和所述第二开关模块106。即所述第一开关模块104和所述第二开关模块106接收的PWM信号的占空比互补。因此,分别由所述第一开关模块104和所述第二开关模块106控制的所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的发光亮度强弱互补。因而改变输入电压大小能够调节所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的发光亮度,进而改变所述第一LED灯组和所述第二LED灯组的色温。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可调色温的LED驱动电路,用于对LED灯组的色温进行调节,其特征在于,包括电压调节模块、分压滤波模块、PWM控制模块、第一放大模块、第一开关模块、第二放大模块及第二开关模块;
所述电压调节模块用于调节输入电压大小,并将调节后的输入电压输出给所述分压滤波模块;所述分压滤波模块用于对输入电压依次进行分压、滤波处理后输出给所述PWM控制模块;所述PWM控制模块根据接收的输入电压分别输出占空比互补的PWM信号到所述第一放大模块和所述第二放大模块;所述第一放大模块用于将接收的PWM信号进行放大后输出给所述第一开关模块;所述第一开关模块根据接收的PWM信号的占空比控制与其连接的第一LED灯组的发光亮度;所述第二放大模块用于将接收的PWM信号进行放大后输出给所述第二开关模块;所述第二开关模块根据接收的PWM信号的占空比控制与其连接的第二LED灯组的发光亮度。
2.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,还包括振荡频率模块,所述振荡频率模块用于输出固定振荡频率给所述PWM控制模块。
3.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,还包括电压转换模块,所述电压转换模块用于将输入电压转换为所述PWM控制模块所需的工作电压大小。
4.根据权利要求3所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,还包括稳压模块,所述稳压模块用于将所述输入电压稳定在额定电压值并将所述额定电压值输出给所述电压转换模块。
5.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,所述电压调节模块包括电压调节器,所述电压调节器用于调节输入电压大小,并将输入电压输出给所述分压滤波模块。
6.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,所述分压滤波模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R13和电容C2;
所述电阻R1、所述电阻R13、所述电容C2依次串联,其中所述电阻R1远离所述电阻R13的一端接输入电压,所述电容C2远离所述电阻R13的一端接地;所述电阻R13和所述电容C2的公共连接点接所述PWM控制模块;所述电阻R2一端接所述电阻R1和所述电阻R13的公共连接点,另一端接地。
7.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,所述PWM控制模块包括单片机U2,所述单片机U2的输入端P1.0/AD0接口接所述分压滤波模块,所述单片机U2的占空比输出端P1.3/AD3接口和P1.4/AD4接口分别向所述第一放大模块和所述第二放大模块输出占空比互补的PWM信号。
8.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,所述第一放大模块包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R8和三极管Q3;
所述电阻R8一端接所述PWM控制模块,另一端接所述三极管Q3的基极,所述电阻R3一端接输入电压,另一端接所述三极管Q3的集电极;所述电阻R4一端接所述电阻R3和所述三极管Q3的公共连接点,另一端接所述第一开关模块;所述电阻R6一端接所述电阻R4和所述第一开关模块的公共连接点,另一端接地。
9.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,所述第二放大模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和三极管Q5;
所述电阻R11一端接所述PWM控制模块,另一端接所述三极管Q5的基极,所述电阻R9一端接输入电压,另一端接所述三极管Q5的集电极;所述电阻R10一端接所述电阻R9和所述三极管Q5的公共连接点,另一端接所述第二开关模块;所述电阻R12一端接所述电阻R10和所述第二开关模块的公共连接点,另一端接地。
10.根据权利要求1所述的可调色温的LED驱动电路,其特征在于,所述第一开关模块包括场效应管Q1,所述第二开关模块包括场效应管Q4;所述场效应管Q1的栅极接所述第一放大模块,所述场效应管Q1的源极接地,所述场效应管Q1的漏极接所述第一LED灯组;所述场效应管Q4的栅极接所述第二放大模块,所述场效应管Q4的源极接地,所述场效应管Q4的漏极接所述第二LED灯组。
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