CN107509281B - 非隔离拓扑实现无线控制rgbw光源的电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，包括整流电路、非隔离降压电路、辅助供电电路、输出信号控制电路和RGBW光源电路，本发明通过将光耦U2的输入二极管U2A和输出三极管U2B分别接入输出信号控制电路和非隔离降压电路，根据输出信号控制电路中U4接收的无线终端发送的调色指令，调整输出三极管U2B的开关状态，从而使非隔离降压电路输出不同的电压来驱动RGB光源和白光光源。

Description

非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路

技术领域

本发明涉及一种非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路。

背景技术

随着LED和无线技术的不断发展，将无线模块加入到智能LED灯中，可实现在一定区域范围内的无线接入，通过无线终端就能够控制家中LED灯的工作状态，比如亮度的调节，颜色的控制等。

现有技术中的控制电路分为两种方案：

第一种方案，采用隔离方案，输出LED和控制模块需要的低电压。该方案可以有效满足对LED白光光源、RGB光源和无线控制模块的不同电压要求。但是该方案电源的转换效率低，需要使用体积更大变压器，成本较高，且无法解决LED白光光源和RGB光源需要不同工作电压的问题。

第二种方案，采用非隔离方案，输出恒定的电压，可以实现较高的转换效率。但是需要增加一个DC-DC转化电路，实现对无线控制模块的供电。且无法解决LED白光光源和RGB光源需要不同工作电压的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，实现高效的转换效率，有效解决白光光源、RGB光源、无线控制模块需要不同的电压的问题。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，包括整流电路、非隔离降压电路、辅助供电电路、输出信号控制电路和RGBW光源电路，整流电路输入端接交流电源，整流电路的输出端接非隔离降压电路，非隔离降压电路的输出端连接到RGBW光源电路，非隔离降压电路的输出端还连接到辅助供电电路，经过辅助供电电路处理后输出低电压给输出信号控制电路，输出信号控住电路与RGBW光源电路连接对RGBW光源进行调光和开关控制，输出信号控制电路包括光耦U2的输入二极管U2A，非隔离降压电路包括光耦U2的输出三极管U2B，输出信号控制电路包括无线控制模块，非隔离降压电路中的输出三极管U2B串联分压电阻R2设置在与非隔离降压电路的信号反馈端，输入二极管U2A根据输出信号控制电路接收的控制信号控制非隔离降压电路中的输出三极管U2B的开关状态。

作为优选，非隔离降压电路包括控制芯片U1、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2、输出电感T1和光耦U2的输出三极管U2B，U2B的集电极与R2的一端相连，R2的另一端与电阻R1、R3的一端及非隔离降压电路的控制芯片U1的反馈脚FB相连，光耦U2B的发射极与R3的另一端、电感T1的一端、二极管D2的负极及R4、C2的一端相连，R4的另一端与芯片U1的引脚S（接地脚）相连，R1的另一端和C2的另一端、二极管D1的负极相连，D1的正极、电感T1的另一端和非隔离降压电路的输出端相连。

作为优选，非隔离降压电路中的电感T1包括辅助绕组，电感T1的辅助绕组经过整流二极管连接到辅助供电电路。辅助供电电路包括设置在输入端的电容C5、设置在输出端的电容C6、电阻R10、R12、R13、R16、三极管Q5和稳压集成芯片U3，D7的负极与C5、R10的一端、三极管Q5的集电极相连，R10的另一端与Q5的基极、稳压集成芯片U3的输入端相连，稳压集成芯片U3的反馈脚与R12、R13的一端相连，R12的另一端和Q5的发射极与电容C6的一端连接，R13的另一端、C5和C6的另一端、U3负极接地，电容C6为输出信号控制电路供电。

作为优选，输出信号控制电路包括控制芯片U4、电阻R9、R11、R14、R15、R16、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4和光耦U2的输入二极管U2A，控制芯片U4包括无线控制模块，控制芯片U4的引脚1与辅助供电电路中的电容C6连接，控制芯片U4的引脚2与R16的一端相连，R16的另一端与光耦U2的输入二极管U2A的正极相连，U2A的负极接地，控制芯片U4的四个输出引脚：引脚5、引脚6、引脚7和引脚8分别经过一个电阻与一个MOS管连接，四个MOS管分别接入RGBW光源电路中的一路光源。

本发明通过将光耦U2的输入二极管U2A和输出三极管U2B分别接入输出信号控制电路和非隔离降压电路，根据输出信号控制电路中U4接收的无线终端发送的调色指令，调整输出三极管U2B的开关状态，从而使非隔离降压电路输出不同的电压来驱动RGB光源和白光光源。通过非隔离降压电路的辅助绕组实现给输出信号控制电路供电。控制电路结构简单，实现LED白光光源、RGB光源和设置在输出信号控制电路中的无线模块的不同供电电压的问题。

附图说明

图1为本发明的电路模块图。

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的优选实施方案作进一步详细的说明。

如图1和图2所示的非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，包括整流电路、非隔离降压电路、辅助供电电路、输出信号控制电路和RGBW光源。

整流电路的输入端接交流电源，经整流器整流后由非隔离开关变换电路变换成稳定的直流电压为其他电路部分供电。经整流电路输出的直流电压由非隔离降压电路进行降压处理后为RGBW光源供电，非隔离降压电路的输出端还连接到辅助供电电路，经过辅助供电电路处理后输出低电压给输出信号控制电路，输出信号控制电路接收无线终端发送的RGB光源点亮信号或白光光源点亮信号，并将高电平信号或低电平信号反馈到非隔离降压电路，进而调整非隔离降压电路的最终输出电压。输出信号控制电路还连接到RGBW光源，调节RGBW光源的功率。

非隔离降压电路包括控制芯片U1、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2、输出电感T1和光耦U2的输出三极管U2B。U2B的集电极与R2的一端相连，R2的另一端与电阻R1、R3的一端及非隔离降压电路的控制芯片U1的反馈脚FB相连，光耦U2B的发射极与R3的另一端、电感T1的一端、二极管D2的负极及R4、C2的一端相连，R4的另一端与芯片U1的引脚S（接地脚）相连。R1的另一端和C2的另一端、二极管D1的负极相连，D1的正极、电感T1的另一端和非隔离降压电路的输出端相连。电阻R1、R2、R3和光耦U2配合构成分压电路，通过光耦U2的输出三极管U2B的开关状态控制电阻R2是否接入，进而调整电容C2向电感T1输出的电压大小，实现非隔离降压电路为RGB光源或白光提供不同的电压。

非隔离降压电路中的电感T1包括辅助绕组，电感T1的辅助绕组经过整流二极管连接到辅助供电电路。辅助供电电路包括设置在输入端的电容C5、设置在输出端的电容C6、电阻R10、R12、R13、R16、三极管Q5和稳压集成芯片U3。D7的负极与C5、R10的一端、三极管Q5的集电极相连，R10的另一端与Q5的基极、稳压集成芯片U3的输入端相连，稳压集成芯片U3的反馈脚与R12、R13的一端相连，R12的另一端Q5的发射极与电容C6的一端连接，R13的另一端、C5和C6的另一端、U3负极接地，电容C6为输出信号控制电路供电。输出信号控制电路通过非隔离降压电路的辅助绕组实现供电。

输出信号控制电路包括控制芯片U4、电阻R9、R11、R14、R15、R16、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4和光耦U2的输入二极管U2A。控制芯片U4包括无线控制模块，控制芯片U4的引脚1与辅助供电电路中的电容C6连接，控制芯片U4的引脚2与R16的一端相连，R16的另一端与光耦U2的输入二极管U2A的正极相连，U2A的负极接地，控制芯片U4的四个输出引脚：引脚5、引脚6、引脚7和引脚8分别经过一个电阻与一个MOS管连接，四个MOS管分别接入RGBW光源电路中的一路光源，以实现对RGBW光源的调光控制或光源开关控制。具体是，U4的5脚、6脚、7脚、8脚分别与R9、R11、R14、R15的一端相连，R9、R11、R14、R15的另一端分别与Q1、Q2、Q3、Q4的栅极相连，Q1、Q2、Q3、Q4的漏极分别与RGBW光源中LED光源的负极相连。

RGBW光源包括对应RGBW四色的D3、D4、D5、D6四路并联的LED光源，RGBW光源灯串的正极分别与R5、R6、R7、R8的一端相连，R5、R6、R7、R8的另一端与非隔离降压电路的输出端相连。

由于RGBW中驱动RGB光源灯串点亮的电压值和驱动白光光源灯串点亮的电压值存在较大的差值，且RGB光源灯串和白光光源灯串不会同时点亮，本发明通过将光耦U2的输入二极管U2A和输出三极管U2B分别接入输出信号控制电路和非隔离降压电路，根据输出信号控制电路中U4接收的无线终端发送的调色指令，调整输出三极管U2B的开关状态，从而使非隔离降压电路输出不同的电压来驱动RGB光源和白光光源。

无线终端发送RGB光源点亮、调光或所有光源关闭的信号时，输出信号控制电路接收信号后U4输出低电平控制信号，光耦U2的输出三极管处于关闭状态，非隔离降压电路输出电压适合RGB光源工作的电压。当无线终端发送白光LED光源点亮或调光的信号时，输出信号控制电路接收到信号后，U4输出高电平控制信号，光耦U2的输出三极管导通，改变非隔离降压电路U1反馈脚采样信号，输出电压调整到适合LED白光光源工作的电压。

Claims (5)

1.非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，其特征在于，包括整流电路、非隔离降压电路、辅助供电电路、输出信号控制电路和RGBW光源电路，整流电路输入端接交流电源，整流电路的输出端接非隔离降压电路，非隔离降压电路的输出端连接到RGBW光源电路，非隔离降压电路的输出端还连接到辅助供电电路，经过辅助供电电路处理后输出低电压给输出信号控制电路，输出信号控制电路与RGBW光源电路连接对RGBW光源进行调光和开关控制，输出信号控制电路包括光耦U2的输入二极管U2A，非隔离降压电路包括光耦U2的输出三极管U2B，输出信号控制电路包括无线控制模块，非隔离降压电路中的输出三极管U2B串联分压电阻R2设置在与非隔离降压电路的输出端，输入二极管U2A根据输出信号控制电路接收的控制信号控制非隔离降压电路中的输出三极管U2B的开关状态。

2.根据权利要求1所述的非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，其特征在于，非隔离降压电路包括控制芯片U1、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2、输出电感T1和光耦U2的输出三极管U2B，U2B的集电极与R2的一端相连，R2的另一端与电阻R1、R3的一端及非隔离降压电路的控制芯片U1的反馈脚FB相连，光耦U2B的发射极与R3的另一端、电感T1的一端、二极管D2的负极及R4、C2的一端相连，R4的另一端与芯片U1的引脚S(接地脚)相连，R1的另一端和C2的另一端、二极管D1的负极相连，D1的正极、电感T1的另一端和非隔离降压电路的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，其特征在于，非隔离降压电路中的电感T1包括辅助绕组，电感T1的辅助绕组经过整流二极管连接到辅助供电电路。

4.根据权利要求1所述的非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，其特征在于，辅助供电电路包括设置在输入端的电容C5、设置在输出端的电容C6、电阻R10、R12、R13、R16、三极管Q5和稳压集成芯片U3，D7的负极与C5、R10的一端、三极管Q5的集电极相连，R10的另一端与Q5的基极、稳压集成芯片U3的输入端相连，稳压集成芯片U3的反馈脚与R12、R13的一端相连，R12的另一端Q5的发射极与电容C6的一端连接，R13的另一端、C5和C6的另一端、U3负极接地，电容C6为输出信号控制电路供电。

5.根据权利要求1所述的非隔离拓扑实现无线控制RGBW光源的电路，其特征在于，输出信号控制电路包括控制芯片U4、电阻R9、R11、R14、R15、R16、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4和光耦U2的输入二极管U2A，控制芯片U4包括无线控制模块，控制芯片U4的引脚1与辅助供电电路中的电容C6连接，控制芯片U4的引脚2与R16的一端相连，R16的另一端与光耦U2的输入二极管U2A的正极相连，U2A的负极接地，控制芯片U4的四个输出引脚：引脚5、引脚6、引脚7和引脚8分别经过一个电阻与一个MOS管连接，四个MOS管分别接入RGBW光源电路中的一路光源。