CN108337762B - 控制电路和led照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明用具领域，公开了一种控制电路，用于分段调色灯具或分段调光灯具，包括：发光器件组和用于为发光器件组供电的DC/DC恒流源；其中，发光器件组包括多个发光单元及与多个发光单元一一对应的多个开关元件；控制电路还包括与发光器件组连接的控制器，控制器用于控制上述多个开关元件。该控制电路能够降低LED照明装置的生产成本。

Description

控制电路和LED照明装置

技术领域

本发明涉及照明用具领域，特别涉及一种控制电路和LED照明装置。

背景技术

分段调节灯具，包括分段调色和调光灯具，以其方便、智能的特性受到了越来越多现代用户的喜爱。

对于分段调色灯具而言，常常设置有具有不同色温的负载，借由开关选择负载，从而实现单冷、单暖、全灯的发光效果。而对于分段调光灯具而言，则是借由开关选择负载，从而实现低亮度、高亮度、最大亮度的发光效果。

在现有技术中，有两种方式来通过开关选择负载的输出，一种是利用多个开关，开关与灯具内的负载相对应；另一种则是单个开关，通过这一开关的反复开启、关闭来实现负载的切换。

在利用单个开关切换负载时，需要用到控制电路来控制负载的切换。参见图1所示，图1揭示了一种典型的现有技术的控制电路，包括：

具有多个发光单元(图1中为两个)的发光器件组，与这些发光单位一一对应的DC/DC恒流源，这些DC/DC恒流源用于分别为这些发光器件供电。控制电路还包括控制器，用于控制DC/DC恒流源的开闭。

在上述现有的控制电路中，通常根据检测到的开关动作，通过控制器来控制DC/DC恒流源的输出，实现对分段调节灯具的控制。

由于DC/DC恒流源的成本相对较高，在现有控制电路中又需要对每一个发光单元对应一个DC/DC恒流源，因此现有的控制电路存在成本高昂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制电路和LED照明装置，该控制电路能够降低LED照明装置的生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种控制电路，用于分段调色灯具或分段调光灯具，包括：发光器件组和用于为发光器件组供电的DC/DC恒流源；其中，发光器件组包括多个发光单元及与多个发光单元一一对应的多个开关元件；控制电路还包括与发光器件组连接的控制器，控制器用于控制上述多个开关元件。

本发明还提供了设置有上述控制电路的LED照明装置。

相对于现有技术而言，本发明通过设置开关元件，使得一个DC/DC恒流源可以对应多个发光单元设置，大幅度地降低了LED照明装置的成本。

作为优选，在发光器件组中，至少有两个发光单元所发出的光的色温不同。当两个发光单元的色温不同时，通过开关元件的切换，可以实现LED灯具的分段调色。

进一步地，作为优选，在发光器件组中，各个发光单元相互串联或并联。并联或串联都能够实现对发光单元的分段控制，而且，相比于并联而言，串联的发光单元可以更好地保持LED电流的均衡。

另外，作为优选，在发光器件组中，至少有一个开关元件为NPN型三极管，一个开关元件为NPN型三极管和PNP型三极管组成的复合管。采用三极管作为开关管可以简化驱动电路，进一步降低成本。

进一步地，作为优选，在复合管中，NPN型三极管和PNP型三极管之间串联有电阻R1，PNP型三极管的发射极和基极之间并联有电阻R2。设置电阻R1和R2可以为三极管提供稳定的静态工作点。

除此之外，作为优选，控制电路还包括与外部AC交流输入端连接的AC/DC转换器，AC/DC转换器与DC/DC恒流源相接，用于向DC/DC恒流源供电。通过设置AC/DC转换器，提供了市电的接入，使得控制电路可以在市电环境下得到使用。

除此之外，作为优选，DC/DC恒流源为降压式变换电路。借助降压式变化电路可以根据实际的负载需求调整直流电压，保证控制电路的稳定运行。

除此之外，作为优选，发光单元为LED芯片。LED芯片具有节能环保寿命长等多种优势。

除此之外，作为优选，控制电路被集成在一个半导体衬底上。集成在一个半导体衬底上的控制电路更加小型化，电路的设计也更加简单。

附图说明

图1是本发明现有技术的控制电路的示意图；

图2是本发明第一实施方式控制电路的示意图；

图3是本发明第二实施方式控制电路的示意图；

图4是本发明第五实施方式控制电路的示意图；

图5是本发明第六实施方式控制电路的示意图。

具体实施方式

实施方式一

本发明的第一实施方式提供了一种控制电路，用于分段调色灯具或分段调光灯具，参见图2所示，包括：发光器件组和用于为发光器件组供电的DC/DC恒流源；其中，发光器件组包括多个发光单元及与多个发光单元一一对应的多个开关元件，在图2中，以两个发光单元为例进行说明，实际使用时，发光单元的数量可以不限于两个。

这两个发光单元中，第一发光单元对应于开关元件S1，第二发光单元对应于开关元件S2。

控制电路还包括与发光器件组连接的控制器，控制器用于控制上述多个开关元件。

另外，在发光器件组中，各个发光单元相互并联。并联能够很好地实现对发光单元的分段控制。

除此之外，在本实施方式中，控制电路还包括与外部AC交流输入端连接的AC/DC转换器，AC/DC转换器与DC/DC恒流源相接，用于向DC/DC恒流源供电。通过设置AC/DC转换器，提供了市电的接入，使得控制电路可以在市电环境下得到使用。值得一提的是，即使没有AC/DC转换器，仅采用直流供电也能够基本实现本发明的发明目的。

在本实施方式中，以图2为例说明一种属于本发明的电路结构的工作原理。

AC交流输入AC/DC转换器后，经过交/直流转换，成为直流电并为控制器和DC/DC恒流源供电，控制器在第一次检测到电源的导通时，导通开关元件S1和S2，使得DC/DC恒流源同时为第一发光单元和第二发光单元供电并点亮全灯。

当控制器在电源关闭并第二次检测到电源的导通时，则导通开关元件S1，断开开关元件S2，使得DC/DC恒流源为第一发光单元供电并点亮第一发光单元。

当控制器在电源关闭并第三次检测到电源的导通时，则导通开关元件S2，断开开关元件S1，使得DC/DC恒流源为第二发光单元供电并点亮第二发光单元。

当控制器在电源关闭并第四次检测到电源的导通时，则导通开关元件S1和开关元件S2，以此循环。

显然，当第一发光单元与第二发光单元的色温不同时，第一发光单元被点亮意味着照明装置营造出第一发光单元所提供的色温环境。例如当第一发光单元的色温为冷色调而第二发光单元的色温为暖色调时，仅点亮第一发光单元则意味着照明装置提供冷色调的照明，反之则意味着照明装置提供暖色调的照明。此时，照明装置可以提供分段调色功能。

而当第一发光单元与第二发光单元的色温相同但亮度不同时，在第一发光单元和第二发光单元之间的切换则可以使照明装置得以提供分段调光功能。

无论第一发光单元和第二发光单元如何设置，同时点亮第一发光单元和第二发光单元都可以提供最大的照明亮度。

值得一提的是，在本实施方式中，发光器件组为并联。此时若控制器同时导通开关元件S1和S2，第一发光单元和第二发光单元所承受的电压为DC/DC恒流源的供电电压，此时无需额外的设置即可使得第一发光单元和第二发光单元全亮，十分方便。

相对于现有技术而言，本发明通过设置开关元件，使得一个DC/DC恒流源可以对应多个发光单元设置。由于开关元件的成本远低于DC/DC恒流源，因此大幅度地降低了LED照明装置的成本。

实施方式二

本发明的第二实施方式提供了一种控制电路，第二实施方式与第一实施方式有所不同；主要不同之处在于，在本发明的第一实施方式中，在发光器件组中，各个发光单元相互并联；在本发明的第二实施方式中，参见图3所示，在发光器件组中，各个发光单元相互串联。

并联或串联都能够实现对发光单元的分段控制，而且，对于LED照明灯具而言，由于LED为电流驱动型器件，因此相比于并联而言，串联的发光单元可以更好地保持LED电流的均衡。

实施方式三

本发明的第三实施方式提供了一种控制电路，第三实施方式是第一或第二实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中，在发光器件组中，至少有两个发光单元所发出的光的色温不同。当两个发光单元的色温不同时，通过开关元件的切换，可以实现LED灯具的分段调色。

具体而言，可以令至少一个发光单元的色温低于2500K，对应的其它发光单元的色温高于6500K，从而获得较强的色温对比。

实施方式四

本发明的第四实施方式提供了一种控制电路，第四实施方式是第一至第三实施方式中任意一实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第四实施方式中，DC/DC恒流源为降压式变换电路。借助降压式变化电路可以根据实际的负载需求调整直流电压，保证控制电路的稳定运行。

通过利用PWM脉冲宽度调制，DC/DC恒流源可以根据负载电压自适应调整，实现恒定电流的目的。

实施方式五

本发明的第五实施方式提供了一种控制电路，第五实施方式是第一至第四实施方式中任意一实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第五实施方式中，在发光器件组中，至少有一个开关元件为NPN型三极管，一个开关元件为NPN型三极管和PNP型三极管组成的复合管。

三极管相较于DC/DC恒流源而言成本几乎可以忽略不计，采用三极管作为开关管还可以简化驱动电路，进一步降低成本。

举例来说，当发光单元相互串联时，其电路图可以如图4所示，其中，S1为NPN型三极管，S2为NPN型三极管和为PNP型三极管组成的复合管。

实施方式六

本发明的第六实施方式提供了一种控制电路，第六实施方式是第五实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第六实施方式中，在复合管中，NPN型三极管和PNP型三极管之间串联有电阻R1，PNP型三极管的发射极和基极之间并联有电阻R2。设置电阻R1和R2可以为三极管提供稳定的静态工作点。

举例来说，当发光单元相互串联时，其电路图可以如图5所示，其中，S1为NPN型三极管，S2为NPN型三极管和为PNP型三极管组成的复合管，R1和R2为所述的电阻。

实施方式七

本发明的第七实施方式提供了一种控制电路，第七实施方式是第一至第六实施方式中任意一实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第七实施方式中，发光单元为LED芯片。

LED芯片具有节能环保寿命长等多种优势。

实施方式八

本发明的第八实施方式提供了一种控制电路，第八实施方式是第一至第七实施方式中任意一实施方式的进一步改进；主要改进之处在于，在本发明的第八实施方式中，控制电路被集成在一个半导体衬底上。

集成在一个半导体衬底上的控制电路更加小型化，电路的设计也更加简单。

实施方式九

本发明的第九实施方式提供了一种LED照明装置，LED照明装置内设有实施方式一至八中任意一项实施方式所述的控制电路。

相对于现有技术而言，本发明通过设置开关元件，使得一个DC/DC恒流源可以对应多个发光单元设置。由于开关元件的成本远低于DC/DC恒流源，因此大幅度地降低了LED照明装置的成本。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种控制电路，用于分段调色灯具或分段调光灯具，包括：

发光器件组和用于为所述发光器件组供电的DC/DC恒流源；

其中，所述发光器件组包括多个发光单元及与所述多个发光单元一一对应的多个开关元件，所述开关元件用于点亮或者熄灭对应的所述发光单元；

在所述发光器件组中，各个发光单元相互串联，且至少有两个发光单元所发出的光的色温不同；

所述控制电路还包括与所述发光器件组连接的控制器，所述控制器用于控制上述多个开关元件。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：在所述发光器件组中，至少有一个开关元件为NPN型三极管，一个开关元件为NPN型三极管和PNP型三极管组成的复合管。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：在所述复合管中，所述NPN型三极管和所述PNP型三极管之间串联有电阻R1，所述PNP型三极管的发射极和基极之间并联有电阻R2。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括与外部AC交流输入端连接的AC/DC转换器，所述AC/DC转换器与所述DC/DC恒流源相接，用于向所述DC/DC恒流源供电。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述DC/DC恒流源为降压式变换电路。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述发光单元为LED芯片。

7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述控制电路被集成在一个半导体衬底上。

8.一种LED照明装置，其特征在于，具有权利要求1-7中任意一项所述的控制电路。

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