CN106793330B - 调光调色温的电路 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种调光调色温的电路，通过切换开关、稳压管和检测电阻的配合，能够在灯具亮度由亮到暗的转变的同时实现灯具色温的转变，且电路结构简单，成本低廉，调色温区间宽，能量转换效率高，可以解决现有调光调色温灯具结构复杂，造价昂贵，转换效率低，调色温区间窄的问题。

Description

调光调色温的电路

技术领域

本发明涉及调光LED灯具领域，尤其涉及一种调光调色温的电路。

背景技术

调光灯具随着人们节能环保意识的不断增强，已经越来越广泛的应用于日常生活工作当中。但是常规的调光灯具只能实现灯具亮度由亮到暗的转变，而不能在灯具亮度变化的同时实现灯具色温的转变。

目前市场上也有既可以调光也可以调色温的灯具，但是此类灯具的实现方法普遍都采用两路控制，即两路电源控制两路不同色温的LED发光，通过改变两路LED电流的大小来实现调光及调色温的功能，此种架构可以实现灯具亮度和色温的单独控制。但同时也使得灯具架构复杂，能量转换效率低，并且整灯造价也十分昂贵，不利于市场大面积推广，也不符合当下节能环保的主流意识形态。

对于LED灯具亮度和色温同时变化的实现方式还有一种线路：同样是两路LED，其中一路暖色温LED，另一路冷色温LED，暖色温LED的VF值要低于冷色温LED，另外，在暖色温一路串入电阻。此种方法灯具色温变换区间很小，并且电阻损耗非常大，发光效率很低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种调光调色温的电路，能够解决现有的调光调色温灯具结构复杂，造价昂贵，转换效率低，调色温区间窄的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种调光调色温的电路，该调光调色温的电路包括：

N颗串联的第一色温可调光LED，其中，N为正整数；

N+M颗串联的第二色温可调光LED，其中，N颗串联的第一色温可调光LED中的第一颗第一色温可调光LED的阳极与N+M颗串联的第二色温可调光LED中的第一颗第二色温可调光LED的阳极连接，M为正整数；

与第N颗第一色温可调光LED的串联的第一电阻，所述第一电阻的一端与第N颗第一色温可调光LED的阴极连接；

与所述第一电阻串联的切换开关，所述切换开关的第一端与所述第一电阻的另一端连接，所述切换开关的第二端与第N+M颗第二色温可调光LED的阴级连接；

与所述N颗串联的第一色温可调光LED和N+M颗串联的第二色温可调光LED并联的第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一颗第一色温可调光LED、第二色温可调光LED的阳极公共端连接，所述第二电阻的另一端与所述切换开关的第三端连接；

稳压管，所述稳压管的阴极与所述切换开关的第三端连接；

检测电阻，所述检测电阻的一端与所述稳压管的阳极连接，所述检测电阻的另一端与所述切换开关的第二端和第N+M颗第二色温可调光LED的阳极的公共端连接；

电流变化的调光电源，所述电流变化的电源的正极与所述第一颗第一色温可调光LED的阳极、第一颗第二色温可调光LED的阳极和第二电阻的公共端连接，所述电流变化的电源的负极与所述检测电阻、稳压管的阳极的公共端连接。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述切换开关由第一三极管和第二三极管串联而成，所述第二三极管的集电极与第一三极管的集电极的连接公共端为所述切换开关的第一端，所述第一三极管的发射极为所述切换开关的第二端，所述第二三极管的基极为所述切换开关的第三端。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述第二三极管的发射极与第一三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极与第一三极管的集电极的公共端与所述第一电阻的另一端连接，所述第二三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和所述稳压管的阴极连接，所述第一三极管的发射极分别与第N+M颗第二色温可调光LED的阴级和所述检测电阻的另一端连接。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述M为2～4。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述第一色温为冷色温，所述第二色温为暖色温。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述第一色温为暖色温，所述第二色温为冷色温。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，串联的冷色温的可调光LED排布于内圈，串联的暖色温的可调光LED排布于外圈。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述电路最亮100％时色温为6000K，灯具亮度为70％时色温为4000K，灯具亮度最暗10％左右时色温为2700K。

进一步的，上述的调光调色温的电路中，所述调光电源包括可控硅调光电源、0－10V调光电源、PWM调光电源、DALI调光电源中的任一种。

与现有技术相比，本发明通过切换开关、稳压管和检测电阻的配合，能够在灯具亮度由亮到暗的转变的同时实现灯具色温的转变，且电路结构简单，成本低廉，调色温区间宽，能量转换效率高，可以解决现有调光调色温灯具结构复杂，造价昂贵，转换效率低，调色温区间窄的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明一实施例的调光调色温的电路图；

图2示出本发明一实施例的两种色温LED电流变化图；

图3示出根据本发明一实施例的调光过程中亮度和色温的对应关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供一种调光调色温的电路，该电路包括：

N颗串联的第一色温可调光LED3，其中，N为正整数；

N+M颗串联的第二色温可调光LED6，其中，N颗串联的第一色温可调光LED3中的第一颗第一色温可调光LED3-1的阳极与N+M颗串联的第二色温可调光LED6中的第一颗第二色温可调光LED6-1的阳极连接，M为正整数；在此，N颗串联的第一色温可调光LED3与N+M颗串联的第二色温可调光LED6为并联关系；

与第N颗第一色温可调光LED3-n的串联的第一电阻Rcl1，所述第一电阻的一端Rcl1与第N颗第一色温可调光LED3-n的阴极连接；

与所述第一电阻串联Rcl1的切换开关switch tube，所述切换开关switch tube的第一端与所述第一电阻Rcl1的另一端连接，所述切换开关switch tube的第二端与第N+M颗第二色温可调光LED如LED6-(n+2)的阴级连接；

与所述N颗串联的第一色温可调光LED-3和N+M颗串联的第二色温可调光LED-6并联的第二电阻Rcl2，所述第二电阻Rcl2的一端与所述第一颗第一色温可调光LED3-1、第二色温可调光LED-6的阳极公共端连接，所述第二电阻Rcl2的另一端与所述切换开关switchtube的第三端连接；

稳压管Vref，所述稳压管Vref的阴极与所述切换开关switch tube的第三端连接；

检测电阻Rsense，所述检测电阻Rsense的一端与所述稳压管Vref的阳极连接，所述检测电阻Rsense的另一端与所述切换开关switch tube的第二端和第N+M颗第二色温可调光LED如LED6-(n+2)的阴极的公共端连接；

电流变化的调光电源Current source，所述电流变化的电源Current source的正极与所述第一颗第一色温可调光LED3-1的阳极、第一颗第二色温可调光LED6-1的阳极的第二电阻Rcl2的公共端连接，所述电流变化的电源Current source的负极与所述检测电阻Rsense、稳压管Vref的阳极的公共端连接。本发明能够在灯具亮度由亮到暗的转变的同时实现灯具色温的转变，且电路结构简单，成本低廉，调色温区间宽，能量转换效率高，可以解决现有调光调色温灯具结构复杂，造价昂贵，转换效率低，调色温区间窄的问题。

如图1所示，本发明一实施例中，所述切换开关switch tube由第一三极管Q1和第二三极管Q2串联而成，所述第二三极管Q2的集电极与第一三极管Q1的集电极的连接公共端为所述切换开关switch tube的第一端，所述第一三极管Q1的发射极为所述切换开关switch tube的第二端，所述第二三极管Q2的基极为所述切换开关switch tube的第三端。

如图1所示，本发明一实施例中，所述第二三极管Q2的发射极与第一三极管Q1的基极连接，所述第二三极管Q2的集电极与第一三极管的集电极Q2连接，所述第二三极管Q2的集电极与第一三极管Q1的集电极的公共端与所述第一电阻Rcl1的另一端连接，所述第二三极管Q2的基极分别与所述第二电阻Rcl2的另一端和所述稳压管Vref的阴极连接，所述第一三极管Q1的发射极分别与第N+M颗第二色温可调光LED如LED6-(n+2)的阴级和所述检测电阻Rsense的另一端连接。

本发明一实施例中，所述M为2～4，从而保证N颗串联的第一色温可调光LED3与N+M颗串联的第二色温可调光LED6之间有适当的压差。如图1所示，所述M为2，冷色温LED和暖色温LED的颗数差值不限于两颗，具体可视灯具实际情况增加，只要满足switch tube的功耗要求及可

如图1所示，本发明一实施例中，所述第一色温为冷色温，所述第二色温为暖色温。具体的，本实施例将LED6-1……LED6-(n+2)采用冷色温LED，LED3-1……LED3-n采用暖色温LED，当Current source的输出电流由大到小发生改变时，LED的发光亮度会由亮到暗的同步发生变化，与此同时检测电阻Rsense两端的电压由于电流值的改变也由大到小的发生变化。检测电阻Rsense的电压值与参考电压点Vref的电压值做比较，当Rsense的电压值低于Vref电压值时，switch tube导通，暖色温LED启动，暖色温LED呈微亮状态，开始灯具色温由冷到暖的转变过程，当电流值降至一定值后，switch tube完全导通，冷色温LED会关断(由于暖色温LED串数小于冷色温LED，所以暖色温LED的启动电压要低于冷色温LED)，以实现暖色温。此线路理论上可以实现全色温段的色温变化。如图2所示，为电路软件模拟两种色温LED电流变化结果：

LED6：线条1代表冷色温LED；

LED3：线条2代表暖色温LED；

X轴从左到右依次表示总输入电流值(current source)由小到大；

Y轴为流过冷色温、暖色温LED的分摊电流值大小标示；

流过LED电流值越大代表LED亮度越高。

如图1所示，本发明一实施例中，所述第一色温为暖色温，所述第二色温为冷色温。具体的，本实施例将上一实施例的，冷色温LED和暖色温LED的位置互换，以满足实现冷色温的不同需求，即LED6-1……LED6-(n+2)采用暖色温LED，LED3-1……LED3-n采用冷色温LED，当Current source的输出电流由大到小发生改变时，LED的发光亮度会由亮到暗的同步发生变化，与此同时检测电阻Rsense两端的电压由于电流值的改变也由大到小的发生变化。检测电阻Rsense的电压值与参考电压点Vref的电压值做比较，当Rsense的电压值低于Vref电压值时，switch tube导通，冷色温LED启动，冷色温LED呈微亮状态，开始灯具色温由暖到冷的转变过程，当电流值降至一定值后，switch tube完全导通，暖色温LED会关断(由于冷色温LED串数小于暖色温LED，所以冷色温LED的启动电压要低于暖色温LED)，以实现冷色温。此线路理论上可以实现全色温段的色温变化。

如图1所示，本发明一实施例中，串联的冷色温的可调光LED排布于内圈，串联的暖色温的可调光LED排布于外圈。在此，通过合理的PCB板布置，即串联的冷色温的可调光LED排布于内圈，串联的暖色温的可调光LED排布于外圈，使灯具由亮到暗的调光过程犹如白炽灯一般，灯具亮度由亮到暗的过程中发光体是不断收缩的，产生类似烛光的效果。

本发明一实施例中，所述电路最亮100％时色温为6000K，灯具亮度为70％时色温为4000K，灯具亮度最暗10％左右时色温为2700K。本发明一具体应用实例中，通过在原有可控硅调光灯具的基础上加入此调光调色温电路，实现灯具在调光的过程中色温的变化，灯具最亮100％时色温为6000K，灯具亮度为70％时色温为4000K，灯具亮度最暗时10％左右色温为2700K。4000K到6000K的色温区间是最适宜工作学习的色温，灯具亮度变化不大。3000K的色温基本都用在休息的场合，灯具亮度很低。

本发明一实施例中，所述调光电源包括可控硅调光电源、0－10V调光电源、PWM调光电源、DALI调光电源中的任一种。在此，本发明的线路应用灵活，可嫁接于目前市场主流的几种LED灯具调光方案，如可控硅调光、0－10V调光、PWM调光、DALI调光等，只要原来调光LED灯具是的调光电源是通过改变流过LED电流大小来实现调光的即可，后端使灯具实现调光调色温功能。

本发明一实施例中，灯具调光过程中亮度和色温的对应关系如下图3所示，其中，线条3表示光通量的变化，线条4色温的变化。

综上所述，本发明通过切换开关、稳压管和检测电阻的配合，能够在灯具亮度由亮到暗的转变的同时实现灯具色温的转变，且电路结构简单，成本低廉，调色温区间宽，能量转换效率高，可以解决现有调光调色温灯具结构复杂，造价昂贵，转换效率低，调色温区间窄的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (9)

1.一种调光调色温的电路，其中，该电路包括：

N颗串联的第一色温可调光LED，其中，N为正整数；

N+M颗串联的第二色温可调光LED，其中，N颗串联的第一色温可调光LED中的第一颗第一色温可调光LED的阳极与N+M颗串联的第二色温可调光LED中的第一颗第二色温可调光LED的阳极连接，M为正整数；

与第N颗第一色温可调光LED的串联的第一电阻，所述第一电阻的一端与第N颗第一色温可调光LED的阴极连接；

与所述第一电阻串联的切换开关，所述切换开关的第一端与所述第一电阻的另一端连接，所述切换开关的第二端与第N+M颗第二色温可调光LED的阴级连接；

与所述N颗串联的第一色温可调光LED和N+M颗串联的第二色温可调光LED并联的第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一颗第一色温可调光LED、第二色温可调光LED的阳极公共端连接，所述第二电阻的另一端与所述切换开关的第三端连接；

稳压管，所述稳压管的阴极与所述切换开关的第三端连接；

检测电阻，所述检测电阻的一端与所述稳压管的阳极连接，所述检测电阻的另一端与所述切换开关的第二端和第N+M颗第二色温可调光LED的阳极的公共端连接；

电流变化的调光电源，所述电流变化的电源的正极与所述第一颗第一色温可调光LED的阳极、第一颗第二色温可调光LED的阳极和第二电阻的公共端连接，所述电流变化的电源的负极与所述检测电阻、稳压管的阳极的公共端连接。

2.根据权利要求1所述的调光调色温的电路，其中，所述切换开关由第一三极管和第二三极管串联而成，所述第二三极管的集电极与第一三极管的集电极的连接公共端为所述切换开关的第一端，所述第一三极管的发射极为所述切换开关的第二端，所述第二三极管的基极为所述切换开关的第三端。

3.根据权利要求2所述的调光调色温的电路，其中，所述第二三极管的发射极与第一三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极与第一三极管的集电极的公共端与所述第一电阻的另一端连接，所述第二三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和所述稳压管的阴极连接，所述第一三极管的发射极分别与第N+M颗第二色温可调光LED的阴级和所述检测电阻的另一端连接。

4.根据权利要求1所述的调光调色温的电路，其中，所述M为2～4。

5.根据权利要求1所述的调光调色温的电路，其中，所述第一色温为冷色温，所述第二色温为暖色温。

6.根据权利要求1所述的调光调色温的电路，其中，所述第一色温为暖色温，所述第二色温为冷色温。

7.根据权利要求5或6所述的调光调色温的电路，其中，串联的冷色温的可调光LED排布于内圈，串联的暖色温的可调光LED排布于外圈。

8.根据权利要求1至6任一项所述的调光调色温的电路，其中，所述电路最亮100％时色温为6000K，灯具亮度为70％时色温为4000K，灯具亮度最暗10％左右时色温为2700K。

9.根据权利要求1至6任一项所述的调光调色温的电路，其中，所述调光电源包括可控硅调光电源、0－10V调光电源、PWM调光电源、DALI调光电源中的任一种。