CN108112121A - 一种led照明电路及其控制方法 - Google Patents

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施芬芬
王宏斌
周荣
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Abstract

本发明涉及一种LED照明电路及其控制方法，所述LED照明电路包括多个LED，一个公共PWM信号源和多个独立信号源；所述多个LED的极性相同的一端均与所述公共PWM信号源连接，每个LED的另一端与一个独立信号源连接，通过改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换。本发明还公开了一种用于上述LED照明电路的控制方法。本发明仅需使用一个PWM信号产生电路，即可使得LED照明电路在多个照明模式之间切换，满足了用户对于LED照明电路的使用需求。

Description

一种LED照明电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及LED照明领域，特别涉及一种LED照明电路及其控制方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件。随着白光LED的研制成功，LED的长寿、节能、环保等特性，使得其被广泛应用于室内照明。随着科学的进步和生活品质的提高，用户在不同情境下对LED的照明效果存在不同需求。例如，用户有时候希望LED照明电路全亮，有时候希望LED照明电路亮度减少，有时候希望LED照明电路具有“呼吸”的照明效果，即LED照明电路的亮度缓慢地逐渐变强或变弱，就像人的呼吸一样缓慢变化。
现有的实现LED照明效果调节的电路中，通常需要使用多个PWM信号产生电路来产生多个独立的PWM信号，利用所述多个独立的PWM信号来驱动对应的LED，电路结构复杂，也不便于调节照明效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种LED照明电路及其控制方法，仅使用一个PWM信号产生电路，即可使得LED照明电路在多个照明模式之间切换。
为达到上述目的，一方面，本发明采用如下技术方案：
一种LED照明电路，包括多个LED，一个公共PWM信号源和多个独立信号源，其特征在于：
所述多个LED的极性相同的一端均与所述公共PWM信号源连接；
每个LED的另一端与一个独立信号源连接；
通过改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换。
优选地，所述多个LED的极性相同的一端为LED的正极或负极。
优选地，所述多个LED组成M×N阵列，所述阵列共M行N列，其中M和N为自然数且大于1。
优选地，所述公共PWM信号源与第一控制器连接，通过第一控制器改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比；
所述多个独立信号源与第二控制器连接，通过第二控制器改变所述多个独立信号源输出的电平值。
优选地，所述多个照明模式包括：
第一照明模式，其中，N列LED按列依次点亮；和/或，
第二照明模式，其中，M行LED按行依次点亮；和/或
第三照明模式，其中，全部LED同时点亮；和/或
第四照明模式，其中，N列LED中的一列或多列的亮度渐变；和/或
第五照明模式，其中，M行LED中的一行或多行的亮度渐变；和/或
第六照明模式，其中，一个或多个LED单独点亮；和/或
第七照明模式，其中，一个或多个LED亮度渐变。
优选地，所述LED照明电路包括控制面板，用于接收模式切换指令从而切换所述LED照明电路的照明模式。
优选地，所述多个LED的极性相同的一端通过NMOS管或PNP管与所述公共PWM信号源连接。
另一方面，本发明还采用如下技术方案：
一种LED照明电路的控制方法，所述LED照明电路包括多个LED，一个公共PWM信号源和多个独立信号源，所述多个LED的极性相同的一端均与所述公共PWM信号源连接，每个LED的另一端与一个独立信号源连接，所述方法包括：
改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换。
优选地，所述多个LED的极性相同的一端为LED的正极或负极。
优选地，所述多个LED组成M×N阵列，所述阵列共M行N列，其中M和N为自然数且大于1。
优选地，改变所述PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换，包括：
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得N列LED按列依次点亮；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得M行LED按行依次点亮；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得全部LED同时点亮；和/或
改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得N列LED中的N1列处于点亮状态，1≤N1≤N，且逐渐改变所述PWM信号的占空比，使得处于点亮状态的N1列LED的亮度渐变；和/或
改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得M行LED中的M1行处于点亮状态，1≤M1≤M，且逐渐改变所述PWM信号的占空比，使得处于点亮状态的M1行LED的亮度渐变；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得一个或多个LED处于点亮状态；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得一个或多个LED处于点亮状态，且逐渐改变所述PWM信号的占空比，使得处于点亮状态的一个或多个LED的亮度渐变。
优选地，所述LED照明电路包括控制面板，用于接收模式切换指令从而切换所述LED照明电路的照明模式。
本发明提供的LED照明电路及其控制方法具有以下优点：电路结构简单，仅需使用一个PWM信号产生电路，即可切换LED照明电路的照明模式，而且切换方式简单。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出本发明的LED照明电路的结构示意图。
图中，100、LED；200、公共PWM信号源；300、独立信号源；400、第一控制器；500、第二控制器。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提供了一种LED照明电路，包括多个LED100，一个公共PWM信号源200和多个独立信号源300，所述多个LED100的极性相同的一端均与所述公共PWM信号源200连接，每个LED100的另一端与一个独立信号源300连接，通过改变所述公共PWM信号源200输出的PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源300输出的电平值，使得所述多个LED100在多个照明模式之间切换。
通过上述技术方案，本发明仅采用一个公共的PWM信号源，简化了LED照明电路的结构，并且简化了LED照明电路控制方式。
如图1所示，LED照明电路包括一个M行N列的LED阵列，M、N均为自然数且大于1，图1中，M＝N＝8，即，64个LED形成8行8列的LED阵列。但是，本领域技术人员应当知晓：在其他实施方式中，M和N也可以为其他取值，多个LED也可以排布为其他形状，而不一定是方阵，例如多个LED100可以排布为六边形、圆形、花瓣形等等。
图1中，所述8×8LED阵列中，所有64个LED100的正极均通过PNP开关管连接到同一个公共PWM信号源200，所有64个LED的负极分别与一个独立信号源300连接，64个LED对应64个独立信号源300，例如图1中所示的S11至S88。
所述64个独立信号源300均与第二控制器500连接，所述第二控制器500用于控制所述64个独立信号源300独立地输出高电平或低电平。
所述公共PWM信号源200与第一控制器400连接，所述第一控制器400用于改变所述公共PWM信号源200输出的PWM信号的占空比。
在另一实施方式中，也可以将所有64个LED100的负极连接到公共PWM信号源200，所有64个LED的正极与一个独立信号源300连接。
通过改变所述PWM信号的占空比和/或所述64个独立信号源300输出的高低电平值，所述8×8LED阵列可在以下照明模式之间切换：
第一照明模式：N列LED按列依次点亮；
第二照明模式：M行LED按行依次点亮；
第三照明模式：全部LED同时点亮；
第四照明模式：N列LED中的一列或多列的亮度渐变；
第五照明模式：M行LED中的一行或多行的亮度渐变；
第六照明模式：一个或多个LED单独点亮；
第七照明模式：一个或多个LED亮度渐变。
具体地，上述照明模式对应的控制方法为：
第一照明模式：首先使64个独立信号源300均输出高电平，此时64个LED100均处于熄灭状态；接着，保持所述PWM信号占空比不变，使得与第1列LED100对应的8个独立信号源300输出低电平，在时间间隔T后，使得与第2列LED100对应的8个独立信号源300输出低电平，…，在时间间隔7T后，使得与第8列LED100对应的8个独立信号源300输出低电平，通过这种控制方式，使得N列LED100按列依次点亮。采用类似方式，也可以使M行LED100按行依次点亮，即使得LED照明电路切换至第二照明模式。
第三照明模式：首先，使64个独立信号源300均输出高电平，此时64个LED100均处于熄灭状态；接着，保持所述PWM信号占空比不变，使64个独立信号源300均输出低电平，从而使得全部LED100同时点亮，或者，使第一照明模式中的时间间隔T足够短，此时，尽管8列LED100是依次点亮的，但由于人眼的视觉残留效应，全部LED100在视觉上呈现同时点亮的照明效果。
第四照明模式：首先，使64个独立信号源300均输出高电平，此时64个LED100均处于熄灭状态；接着，使与8列LED100中的N1列(例如3列)对应的8×N1个独立信号源300输出低电平，从而所述N1列LED100点亮；然后，逐渐改变所述PWM信号的占空比，从而逐步改变所述N1列LED100的点亮时间(例如将所述N1列LED100的点亮时间从0.2ms逐渐增加到2ms，或者将所述N1列LED100的点亮时间从2ms逐渐减少到0.2ms)，进而使得所述N1列LED100的亮度逐渐增大或减小，实现了LED照明电路的呼吸效果。采用类似方式，也可以使M行LED100中的一行或多行的亮度渐变，即使得LED照明电路切换至第五照明模式。
第六照明模式：首先使64个独立信号源300均输出高电平，此时64个LED100均处于熄灭状态；接着，保持所述PWM信号占空比不变，使与一个或多个LED100对应的独立信号源300输出低电平，从而使得所述一个或多个LED100处于点亮状态。
第七照明模式：在第六照明模式使得一个或多个LED100处于点亮状态后，逐渐改变所述PWM信号的占空比，从而逐渐改变所述一个或多个LED的点亮时间，进而使得所述一个或多个LED的亮度渐变，实现了LED照明电路的呼吸效果。
为了便于用户控制所述LED照明电路的照明模式，该LED照明电路还包括控制面板，所述控制面板上包括控制组件，用户通过所述控制组件输入模式切换指令，从而使得LED照明电路在多个照明模式之间进行切换。
例如，所述控制面板上可以提供用于在第一至第七照明模式之间切换的旋钮或按钮等开关组件，或者提供触控面板，触控面板上提供用于在第一至第七照明模式之间切换的触碰按钮。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种LED照明电路，包括多个LED，一个公共PWM信号源和多个独立信号源，其特征在于：
所述多个LED的极性相同的一端均与所述公共PWM信号源连接；
每个LED的另一端与一个独立信号源连接；
通过改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换。
2.根据权利要求1所述的LED照明电路，其特征在于，所述多个LED的极性相同的一端为LED的正极或负极。
3.根据权利要求1所述的LED照明电路，其特征在于，所述多个LED组成M×N阵列，所述阵列共M行N列，其中M和N为自然数且大于1。
4.根据权利要求1所述的LED照明电路，其特征在于：
所述公共PWM信号源与第一控制器连接，通过第一控制器改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比；
所述多个独立信号源与第二控制器连接，通过第二控制器改变所述多个独立信号源输出的电平值。
5.根据权利要求3所述的LED照明电路，其特征在于，所述多个照明模式包括：
第一照明模式，其中，N列LED按列依次点亮；和/或，
第二照明模式，其中，M行LED按行依次点亮；和/或
第三照明模式，其中，全部LED同时点亮；和/或
第四照明模式，其中，N列LED中的一列或多列的亮度渐变；和/或
第五照明模式，其中，M行LED中的一行或多行的亮度渐变；和/或
第六照明模式，其中，一个或多个LED单独点亮；和/或
第七照明模式，其中，一个或多个LED亮度渐变。
6.根据权利要求1-5之一所述的LED照明电路，其特征在于，所述LED照明电路包括控制面板，用于接收模式切换指令从而切换所述LED照明电路的照明模式。
7.根据权利要求1-5之一所述的LED照明电路，其特征在于，所述多个LED的极性相同的一端通过NMOS管或PNP管与所述公共PWM信号源连接。
8.一种LED照明电路的控制方法，所述LED照明电路包括多个LED，一个公共PWM信号源和多个独立信号源，所述多个LED的极性相同的一端均与所述公共PWM信号源连接，每个LED的另一端与一个独立信号源连接，所述方法包括：
改变所述公共PWM信号源输出的PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述多个LED的极性相同的一端为LED的正极或负极。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述多个LED组成M×N阵列，所述阵列共M行N列，其中M和N为自然数且大于1。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，改变所述PWM信号的占空比和/或所述多个独立信号源输出的电平值，使得所述多个LED在多个照明模式之间切换，包括：
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得N列LED按列依次点亮；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得M行LED按行依次点亮；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得全部LED同时点亮；和/或
改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得N列LED中的N1列处于点亮状态，1≤N1≤N，且逐渐改变所述PWM信号的占空比，使得处于点亮状态的N1列LED的亮度渐变；和/或
改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得M行LED中的M1行处于点亮状态，1≤M1≤M，且逐渐改变所述PWM信号的占空比，使得处于点亮状态的M1行LED的亮度渐变；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得一个或多个LED处于点亮状态；和/或
保持所述PWM信号占空比不变，改变所述多个独立信号源输出的电平值，使得一个或多个LED处于点亮状态，且逐渐改变所述PWM信号的占空比，使得处于点亮状态的一个或多个LED的亮度渐变。
12.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述LED照明电路包括控制面板，用于接收模式切换指令从而切换所述LED照明电路的照明模式。
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