CN107148124A - 一种开关调光调色温led驱动控制电路以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关调光调色温LED驱动控制电路以及方法，应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，AC/DC恒流驱动变换器的输入侧经由一个电源开关接入市电，所述控制电路包括：电流采样模块，用于采样LED单元的电流；LED驱动模块，用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。本发明的电路可以直接后接在AC/DC恒流驱动变换器后面的两个输出线上即可，不用修改开关电源系统板，即可实现开关调光调色温功能。

Description

一种开关调光调色温LED驱动控制电路以及方法

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，尤其涉及一种开关调光调色温LED驱动控制电路以及方法。

背景技术

近年来，LED灯替代传统白炽灯等作为照明电源得到广泛的应用，同时调光或者调色应用需求也越来越多。目前LED灯调光方案不少，如可控硅调光、PWM调光等；调色方案则多为开关分段调色。

采用开关分段调光调色温方案进行调光调色是一种比较简易的调光调色方案，应用中只需通过电源开关切换即可实现调光或调色温功能。如图1，目前常规的分段调光调色方案却无法做到直接接在AC/DC恒流驱动变换器后面，而是必须修改原来AC/DC恒流驱动变换器的PCB线路，插入一个检测线路才能实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关调光调色温LED驱动控制电路，应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，所述AC/DC恒流驱动变换器的输入侧经由一个电源开关接入市电，所述控制电路包括：

电流采样模块，用于采样LED单元的电流；

LED驱动模块，用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

较佳的，所述LED驱动模块包括：

供电模块，用于给整个控制电路供电；

输出驱动模块，用于驱动LED单元工作。

开关检测模块，用于根据电流采样模块的采样电流生成代表所述电源开关的开关动作的开关信号；

状态切换模块，用于根据所述开关信号输出切换信号至输出驱动模块，以控制所述输出驱动模块驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

较佳的，所述电流采样模块、输出驱动模块与LED单元共同串接于AC/DC恒流驱动变换器的输出端之间，所述供电模块与所述输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块分别连接，所述开关检测模块与所述电流采样模块连接，所述状态切换模块与所述开关检测模块、输出驱动模块分别连接。

较佳的，所述LED单元具有N个工作状态，所述开关信号包括代表电源开关闭合的闭合信号以及代表电源开关断开的断开信号；

所述状态切换模块存储有N个工作状态的循环切换顺序，在首次接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之内接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元工作于第一个工作状态。

较佳的，所述电流采样模块包括检流电阻，所述检流电阻的一端AC/DC恒流驱动变换器的负输出端，另一端连接输出驱动模块。

较佳的，开关检测模块用于获取检流电阻上的电压，如果电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，发送代表电源开关闭合的闭合信号至状态切换模块；如果电压低于阈值电压且持续第二预设时间，则判定电源开关断开，发送代表电源开关断开的断开信号至状态切换模块。

本发明还公开了一种开关调光调色温LED驱动控制方法，所述方法由动控制电路执行，所述控制电路应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，所述控制电路包括电流采样模块和LED驱动模块，所述方法包括：

S100、电流采样模块采样LED单元的电流；

S200、LED驱动模块，用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

较佳的，所述LED驱动模块包括：供电模块、输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块，所述步骤200包括：

S210、开关检测模块根据电流采样模块的采样电流生成代表所述电源开关的开关动作的开关信号；

S220、状态切换模块根据所述开关信号输出切换信号至输出驱动模块，以控制所述输出驱动模块驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

较佳的，所述LED单元具有N个工作状态，所述开关信号包括代表电源开关闭合的闭合信号以及代表电源开关断开的断开信号，所述状态切换模块存储有N个工作状态的循环切换顺序；

所述步骤S220具体包括：所述状态切换模块在首次接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之内接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元工作于第一个工作状态。

较佳的，所述电流采样模块包括检流电阻，

所述步骤S210包括：开关检测模块获取检流电阻上的电压，如果电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，发送代表电源开关闭合的闭合信号至状态切换模块；如果电压低于阈值电压且持续第二预设时间，则判定电源开关断开，发送代表电源开关断开的断开信号至状态切换模块。

实施本发明的开关调光调色温LED驱动控制电路以及方法，具有以下有益效果：本发明的电路可以直接后接在AC/DC恒流驱动变换器后面的两个输出线上即可，不用修改开关电源系统板，即可实现开关调光调色温功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是传统开关调光调色温LED驱动控制电路的结构示意图；

图2是本发明开关调光调色温LED驱动控制电路的实施例一的结构示意图；

图3是工作状态循环示意图；

图4是本发明开关调光调色温LED驱动控制电路的实施例二的结构示意图；

图5是本发明开关调光调色温LED驱动控制电路的实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，词语“相等”、“相同”“同时”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。所述“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。“和/或”这一术语包括多个相关记载项目的组合多个相关记载项目中的某一项。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

参考图2，实施例一中的开关调光调色温LED驱动控制电路，应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，所述AC/DC恒流驱动变换器的输入侧经由一个电源开关接入市电。

具体的，AC/DC恒流驱动变换器，是指通过开关电源控制方式将交流市电转化为直流恒流输出，其中恒流是指平均电流恒定，因为LED灯驱动需求为恒流驱动。

可以理解的是，开关电源控制方式包括但不仅限于BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、PSR等拓扑结构电路，AC/DC恒流驱动变换器是一个完整恒流驱动系统，两个输出端接上LED灯就能恒流驱动LED灯，无需本发明的电路。但加入本发明的控制电路，即可实现调光/调色温功能。

继续参考图2，所述控制电路包括电流采样模块和LED驱动模块，电流采样模块、LED驱动模块以及LED单元共同串接于AC/DC恒流驱动变换器的输出端之间，且LED驱动模块的供电端与AC/DC恒流驱动变换器正输出端连接。

其中，电流采样模块用于采样LED单元的电流；LED驱动模块用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

具体的，假设LED单元具有N个工作状态，N为大于1的正整数，预先存储N个工作状态的循环切换顺序，在首次检测到电源开关闭合时，驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次检测到电源开关断开之后的第一预设时间之内检测到电源开关闭合时，驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，驱动LED单元工作于第一个工作状态。

例如，本实施例中LED单元包括两个LED灯，如图中LED1、LED2所示。每个LED灯是指一个或者多个LED灯珠串联和/或并联组成的LED灯组。LED单元的工作状态有多种，比如LED1灯导通、LED2灯断开；LED1灯断开、LED2灯导通；LED1灯、LED2灯导通；LED1灯、LED2灯断开。在电路实现中，可以选取其中的两种以上工作状态来做，并且固定好工作状态的切换顺序，循环切换。

假如选取LED1灯导通、LED2灯断开，以及LED1灯断开、LED2灯导通，这两种工作状态，即N为2，循环切换顺序为：以LED1灯导通、LED2灯断开为第一个工作状态，LED1灯断开、LED2灯导通为第二个工作状态。

如图3中左图所示，那么在电源开关首次闭合时，则LED单元处于第一个工作状态，即LED1灯导通、LED2灯断开。如果电源开关断开第一预设时间(如3秒)内再闭合，LED单元切换至下一个工作状态(第二个工作状态)，即LED1灯断开、LED2灯导通。如果电源开关再断开第一预设时间(如3秒)，依次类推，周而复始。若电源开关断开第一预设时间(如3秒)之外再闭合，则直接跳转到第一工作状态，即LED1灯导通、LED2灯断开。如此，若LED1灯做成白光灯、LED2灯做成黄光灯，即可实现开关调色功能。

同理，还可以选取三个或者四个工作状态进行切换，如图3中右图即示意了三个工作状态切换的示意图，具体过程不再赘述。

考虑到电源开关断开有可能存在假象，并不是人为操作，例如市电供应不稳定问题可能会导致短时间的电源断开。因此，优选的，检测属于电源开关断开必须满足以下条件：电源开关断开持续时间超过第二预设时间。显然，第二预设时间远小于第一预设时间。

实施例二

参考图4，所述电流采样模块包括检流电阻R1，本实施例中LED驱动模块具体包括：

供电模块，用于给整个控制电路供电，为了保证电源开关断开后，整个LED驱动模块可以继续完成检测和状态切换的控制，供电模块优选为包含蓄能元件。

输出驱动模块，用于驱动LED单元工作；一般为两个NMOS管(或NPN管、可控硅等其它开关器件)及其驱动电路。

开关检测模块，用于根据电流采样模块的采样电流生成代表所述电源开关的开关动作的开关信号，所述开关信号包括代表电源开关闭合的闭合信号以及代表电源开关断开的断开信号；具体的，开关检测模块用于获取检流电阻R1上的电压，如果电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，发送代表电源开关闭合的闭合信号至状态切换模块；如果电压低于阈值电压且持续第二预设时间，则判定电源开关断开，发送代表电源开关断开的断开信号至状态切换模块。

状态切换模块，用于根据所述开关信号输出切换信号至输出驱动模块，以控制所述输出驱动模块驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。具体的，假如所述LED单元具有N个工作状态，所述状态切换模块存储有N个工作状态的循环切换顺序，在首次接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之内接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元工作于第一个工作状态。

其中，所述电流采样模块、输出驱动模块与LED单元共同串接于AC/DC恒流驱动变换器的输出端之间，所述供电模块与所述输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块分别连接，所述开关检测模块与所述电流采样模块连接，所述状态切换模块与所述开关检测模块、输出驱动模块分别连接。

可以理解的是，供电模块、输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块可以封装在一个驱动芯片中，该驱动芯片只需检流电阻R1即可组成一个开关调光调色温LED驱动控制电路。当然，还可以将检流电阻R1与供电模块、输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块共同封装于一个驱动芯片中。

本实施例中，检测电源开关的开关动作的原理如下：当电源开关闭合时，AC/DC恒流驱动变换器产生恒流驱动，电流流过LED单元、输出驱动模块和检流电阻R1，在检流电阻R1上产生电压，该电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，该电压低于阈值电压且持续第二预设时间(例如100ms)，则判定电源开关断开。

在检测出电源开关的开关动作后，后续的LED工作状态控制原理参考实施例一，此处不再赘述。

实施例三

参考图5，本实施例中：

供电模块，包括电阻、稳压二极管、电容，稳压二极管的负极经由电阻接AC/DC恒流驱动变换器的正输出端，稳压二极管的负极接地，电容并联在稳压二极管两端。稳压二极管的负极作为供电模块对内部其他模块的供电输出端。

开关检测模块，包括比较器、一个延时第一预设时间的第一延时器、一个延时第二预设时间的第二延时器、两个或门，比较器的一个输入端接阈值电压、另一个输入端接检流电阻的与输出驱动模块连接的一端，比较器的输出端同时连接两个或门的第一个输入端以及第一延时器和第二延时器的输入端，第一延时器和第二延时器的输出端分别连接两个或门的第二个输入端，两个或门的输出端分别连接状态切换模块。可以理解的是，开关检测模块也可以为一个控制芯片，电压比较、第一预设时间、第二预设时间的判断，都可以基于芯片中的软件逻辑实现。

状态切换模块，为一个触发器。当然，也可以由其他控制芯片就有软件逻辑实现。

输出驱动模块，包括两个开关管和一个二极管，两个开关管的输入端分别连接一个LED单元，两个开关管的输出端连接后与电流采样模块连接，二极管连接于两个开关管的控制端之间，二极管的正极连接状态切换模块。

本实施例的工作原理参考实施例一和实施例二，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本发明还公开了一种开关调光调色温LED驱动控制方法，所述方法由动控制电路执行，所述控制电路应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，所述控制电路包括电流采样模块和LED驱动模块，所述方法包括：

S100、电流采样模块采样LED单元的电流；

S200、LED驱动模块，用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

较佳的，所述步骤200包括：

S210、开关检测模块根据电流采样模块的采样电流生成代表所述电源开关的开关动作的开关信号；

S220、状态切换模块根据所述开关信号输出切换信号至输出驱动模块，以控制所述输出驱动模块驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

其中，所述LED单元具有N个工作状态，所述开关信号包括代表电源开关闭合的闭合信号以及代表电源开关断开的断开信号，所述状态切换模块存储有N个工作状态的循环切换顺序，所述步骤S220具体包括：所述状态切换模块在首次接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之内接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元工作于第一个工作状态。

如果所述电流采样模块包括检流电阻，所述步骤S210包括：开关检测模块获取检流电阻上的电压，如果电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，发送代表电源开关闭合的闭合信号至状态切换模块；如果电压低于阈值电压且持续第二预设时间，则判定电源开关断开，发送代表电源开关断开的断开信号至状态切换模块。

综上所述，实施本发明的开关调光调色温LED驱动控制电路以及方法，具有以下有益效果：本发明的电路可以直接后接在AC/DC恒流驱动变换器后面的两个输出线上即可，不用修改开关电源系统板，即可实现开关调光调色温功能。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种开关调光调色温LED驱动控制电路，应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，所述AC/DC恒流驱动变换器的输入侧经由一个电源开关接入市电，其特征在于，所述控制电路包括：

电流采样模块，用于采样LED单元的电流；

LED驱动模块，用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的开关调光调色温LED驱动控制电路，其特征在于，所述LED驱动模块包括：

供电模块，用于给整个控制电路供电；

输出驱动模块，用于驱动LED单元工作。

开关检测模块，用于根据电流采样模块的采样电流生成代表所述电源开关的开关动作的开关信号；

状态切换模块，用于根据所述开关信号输出切换信号至输出驱动模块，以控制所述输出驱动模块驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

3.根据权利要求2所述的开关调光调色温LED驱动控制电路，其特征在于，所述电流采样模块、输出驱动模块与LED单元共同串接于AC/DC恒流驱动变换器的输出端之间，所述供电模块与所述输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块分别连接，所述开关检测模块与所述电流采样模块连接，所述状态切换模块与所述开关检测模块、输出驱动模块分别连接。

4.根据权利要求2所述的开关调光调色温LED驱动控制电路，其特征在于，所述LED单元具有N个工作状态，所述开关信号包括代表电源开关闭合的闭合信号以及代表电源开关断开的断开信号；

所述状态切换模块存储有N个工作状态的循环切换顺序，在首次接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之内接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元工作于第一个工作状态。

5.根据权利要求2所述的开关调光调色温LED驱动控制电路，其特征在于，所述电流采样模块包括检流电阻，所述检流电阻的一端AC/DC恒流驱动变换器的负输出端，另一端连接输出驱动模块。

6.根据权利要求5所述的开关调光调色温LED驱动控制电路，其特征在于，开关检测模块用于获取检流电阻上的电压，如果电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，发送代表电源开关闭合的闭合信号至状态切换模块；如果电压低于阈值电压且持续第二预设时间，则判定电源开关断开，发送代表电源开关断开的断开信号至状态切换模块。

7.一种开关调光调色温LED驱动控制方法，所述方法由动控制电路执行，所述控制电路应用于AC/DC恒流驱动变换器输出侧，其特征在于，所述控制电路包括电流采样模块和LED驱动模块，所述方法包括：

S100、电流采样模块采样LED单元的电流；

S200、LED驱动模块，用于根据电流采样模块的采样电流检测电源开关的开关动作，根据开关动作驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

8.根据权利要求7所述的开关调光调色温LED驱动控制方法，其特征在于，所述LED驱动模块包括：供电模块、输出驱动模块、开关检测模块、状态切换模块，所述步骤200包括：

S210、开关检测模块根据电流采样模块的采样电流生成代表所述电源开关的开关动作的开关信号；

S220、状态切换模块根据所述开关信号输出切换信号至输出驱动模块，以控制所述输出驱动模块驱动LED单元在不同工作状态之间进行切换。

9.根据权利要求8所述的开关调光调色温LED驱动控制方法，其特征在于，所述LED单元具有N个工作状态，所述开关信号包括代表电源开关闭合的闭合信号以及代表电源开关断开的断开信号，所述状态切换模块存储有N个工作状态的循环切换顺序；

所述步骤S220具体包括：所述状态切换模块在首次接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元处于第一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之内接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元切换至下一个工作状态；在之后每一次接收到断开信号之后的第一预设时间之外接收到闭合信号时，输出切换信号控制所述输出驱动模块驱动LED单元工作于第一个工作状态。

10.根据权利要求8所述的开关调光调色温LED驱动控制方法，其特征在于，所述电流采样模块包括检流电阻，

所述步骤S210包括：开关检测模块获取检流电阻上的电压，如果电压超过阈值电压，则判定电源开关闭合，发送代表电源开关闭合的闭合信号至状态切换模块；如果电压低于阈值电压且持续第二预设时间，则判定电源开关断开，发送代表电源开关断开的断开信号至状态切换模块。