CN109496013A - Led色温调节电路及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种LED色温调节电路，包括LED驱动电源、第一LED负载、第二LED负载、信号取样电路、信号翻转电路和第二LED负载驱动电路，LED驱动电源分别与第一LED负载、信号翻转电路的第一端、第二LED负载连接；信号取样电路的输入端与一信号源连接，输出端与信号翻转电路的第二端连接，以采集信号源的信号并传输给信号翻转电路；信号翻转电路的第三端与LED驱动电路的一端连接，以接收信号取样电路传输的信号，对信号进行反转并传输给第二LED负载驱动电路；第二LED负载驱动电路的另一端与第二LED负载连接，以接收反转后的信号并控制第二LED负载的导通和关断。本发明能调节该电路中的LED整体色温。
Description
技术领域
本发明实施例涉及LED色温调节技术领域，尤其涉及一种LED色温调节电路及装置。
背景技术
传统的可控硅调光LED产品中，市电通过可控硅调光器把切相后的市电电压传输给LED装置，其中LED装置包括LED驱动电源和LED负载。LED驱动电源跟随输入电压的改变而改变输出电流，输出电流供给LED负载来改变LED的亮度。该方法核心原理是通过可控硅切相改变输入电压，从而改变LED的亮度，产品的功能单一，只能改变LED亮度，无法调节LED的色温。
因此，如何调节LED色温，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种LED色温调节电路，以解决现有技术中只能改变LED亮度，无法调节LED的色温的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例的一种LED色温调节电路的具体技术方案为：
一种LED色温调节电路，包括LED驱动电源、第一LED负载、第二LED负载、信号取样电路、信号翻转电路和第二LED负载驱动电路，其中：
所述LED驱动电源分别与所述第一LED负载、所述信号翻转电路的第一端、所述第二LED负载连接；
所述信号取样电路的输入端与一信号源连接，输出端与所述信号翻转电路的第二端连接，以采集信号源的信号并传输给所述信号翻转电路；
所述信号翻转电路的第三端与所述LED驱动电路的一端连接，以接收所述信号取样电路传输的信号，对所述信号进行反转并传输给所述第二LED负载驱动电路；
所述第二LED负载驱动电路的另一端与所述第二LED负载连接，以接收反转后的信号并控制所述第二LED负载的导通和关断。
进一步地，所述信号取样电路包括连接于所述信号源和地之间的第一二极管、第一电阻、第一电容和第二电阻，其中：所述第一二极管和第一电阻串联连接，并与互相并联的所述第一电容和第二电阻相连接，所述第一电容和第二电阻接地。
进一步地，所述信号翻转电路包括连接于所述LED驱动电源和地之间的第三电阻和第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端连接，集电极与所述第三电阻连接，发射极接地；
所述第二LED负载驱动电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一三级管的集电极连接，源极接地，漏极与所述第二LED负载连接。
进一步地，所述信号翻转电路包括连接于所述LED驱动电源和地之间的第三电阻和第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端连接，漏极与所述第三电阻连接，源极接地；
所述第二LED负载驱动电路包括第二三级管，所述第二三级管的基极与所述第二MOS管的漏极连接，发射极接地，集电极与所述第二LED负载连接。
进一步地，所述LED色温调节电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端，另一端与所述第一三极管的基极连接；或者，
所述LED色温调节电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端，另一端与所述第二MOS管的栅极连接。
进一步地，所述LED色温调节电路还包括连接于所述第一三极管的集电极和第一MOS管的栅极之间的第五电阻，以及连接于所述第一MOS管的栅极和地之间的第六电阻；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二MOS管的漏极和第二三级管的基极之间的第五电阻，以及连接于所述第二三级管的基极和地之间的第六电阻。
进一步地，所述LED色温调节电路还包括第二二极管和第二电容，所述第二二极管的一端与所述LED驱动电源连接，另一端分别与所述第三电阻和第一LED负载连接，所述第二电容的一端分别与所述第二二极管和第三电阻连接，另一端接地。
进一步地，所述第二LED负载的正向电压值低于第一LED负载的正向电压值。
进一步地，所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二LED负载与所述第一MOS管的漏极之间的第七电阻；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二LED负载与所述第二三级管的集电极之间的第七电阻。
进一步地，所述LED色温调节电路还包括并联于所述第二LED负载两端的第三电容；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第一MOS管的栅极与地之间的第四电容；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二三级管的基极与地之间的第四电容。
进一步地，所述信号源为所述LED驱动电源，或者所述信号源为不同于所述LED驱动电源的其他变压器绕组，或者所述信号源为第一LED负载。
本发明实施例还提供了一种LED色温调节装置，包括可控硅调光器和如上所述的LED色温调节电路，所述可控硅调光器与所述LED色温调节电路连接。
本发明实施例的一种LED色温调节电路的优点在于：通过信号取样电路采集电压信号，经过信号翻转电路将电压信号翻转并传输给第二LED负载驱动电路，第二LED负载驱动电路控制与其连接的第二LED负载的导通和关断，从而实现根据不同的采样电压控制整个电路中LED的整体色温。
附图说明
图1为本发明实施例的LED色温调节电路的结构示意图；
图2为本发明实施例的LED色温调节电路的电路结构图；
图3为本发明实施例的LED色温调节电路的电路结构图；
图4为本发明实施例的LED色温调节电路的电路结构图；
图5为本发明实施例的LED色温调节电路的电路结构图；
图6为本发明实施例从LED供电绕组T1获取电压的电路结构图；
图7为本发明实施例从变压器绕组T2获取电压的电路结构图；
图8为本发明实施例从LED1两端获取电压的电路结构图；
图9为本发明实施例的LED色温调节电路的电路结构图；
图10为本发明实施例的LED色温调节装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的LED色温调节电路做进一步详细的描述。
如图1所示，其示为本发明实施例的LED色温调节电路的结构示意图。该电路包括LED驱动电源110、第一LED负载120、第二LED负载130、信号取样电路140、信号翻转电路150和第二LED负载驱动电路160。LED驱动电源110分别与第一LED负载120、信号翻转电路150的第一端、第二LED负载130连接；信号取样电路140的输入端与一信号源连接，输出端与信号翻转电路150的第二端连接，以采集信号源的信号并传输给信号翻转电路150；信号翻转电路150的第三端与LED驱动电路110的一端连接，以接收信号取样电路140传输的信号，对信号进行反转并传输给第二LED负载驱动电路160；第二LED负载驱动电路160的另一端与第二LED负载130连接，以接收反转后的信号并控制第二LED负载130的导通和关断。
该电路可用于可控硅调光器LED产品中，信号取样电路140接收可控硅调光器斩波后的包络信号并传输给信号翻转电路150。
本发明实施例的LED色温调节电路通过信号取样电路采集电压信号，经过信号翻转电路将电压信号翻转并传输给第二LED负载驱动电路，第二LED负载驱动电路控制与其连接的第二LED负载的导通和关断，从而实现根据不同的采样电压控制整个电路中LED的整体色温。
如图2所示，其示为本发明实施例的LED色温调节电路的电路结构图。其中，第一LED负载为LED1，第二LED负载为LED2。LED驱动电源110包括变压器绕组T1。
信号取样电路140包括连接于信号源和地之间的二极管D1、电阻R1、电容C1和电阻R2，其中：二极管D1和电阻R1串联连接，并与互相并联的电容C1和电阻R2相连接，电容C1和电阻R2接地。二极管D1、电阻R1和电容C1将可控硅调光器切相后在导通时间内的开关高频信号过滤掉，转化成与可控硅调光器切相后的相似波形。
信号翻转电路150包括连接于LED驱动电源110和地之间的电阻R3和三极管Q1，三极管Q1的基极b与电容C1和电阻R2的和电阻R1连接的并联连接端连接，集电极c与电阻R3连接，发射极e接地。
第二LED负载驱动电路160包括MOS管Q2，MOS管Q2的栅极G与三级管Q1的集电极c连接，源极S接地，漏极D与LED2连接。
其中，电阻R3在三极管Q1截止时，可以给MOS管Q2提供让MOS管Q2导通的电压(也即栅极电压)。
该电路可用于可控硅调光器LED产品中，信号取样电路140接收可控硅调光器斩波后的包络信号并传输给信号翻转电路150。因此，通过二极管D1、电阻R1、电容C1和电阻R2将可控硅调光器斩波后的包络信号传输给极管Q1的基极b，通过电阻R3和三极管Q1组成的信号翻转电路150，在三极管Q1的集电极c得到可控硅调光器斩波信号的反向方波信号，此方波信号驱动MOS管Q2来控制与MOS管Q2连接的LED2的通断。具体地，其可以控制LED2的导通、关断，以及导通和关断的时长，从而调节LED2的亮度，最终调节电路的整体色温。
例如，当可控硅调光角度在80％的亮度时，该电路通过二极管D1、电阻R1、电容C1和电阻R2也得到一个80％的正占空比信号，此信号传输到由电阻R3和三极管Q1组成的信号翻转电路150将80％的正占空比信号转变为20％的正占空比信号，此20％的正占空比信号输入到MOS管Q2的基极G，让MOS管Q2有20％的导通时间，使LED2的导通时间较短，这样整个LED装置的整体色温将偏向于LED1的色温。反之，当可控硅调光角度在10％的亮度时，该电路通过二极管D1、电阻R1、电容C1和电阻R2也得到一个10％的正占空比信号，此信号传输到由电阻R3和三极管Q1组成的信号翻转电路150将10％的正占空比信号转变为90％的正占空比信号，此90％的正占空比信号输入到MOS管Q2的基极G，让MOS管Q2有90％的导通时间，使LED2的导通时间较长，这样整个LED装置的整体色温将偏向于LED1、LED2两者中间的色温。
在LED电路中，两串LED并联，流向VF值低的电流比VF值高的电流大。因此，如果需要宽色温调节，在可控硅调光器调至低亮度时偏向于LED2的色温，则需要设定LED2的正向电压(Voltage Forward，VF)值VF2低于LED1的正向电压值VF1。此时，在MOS管Q2有90％导通的时间流过LED2的电流比LED1的电流大很多，故色温将偏向于LED2，从而达到宽色温调节的目的。
当设定VF2<VF1时，VF2减VF1的电压会降在MOS管Q2的漏极和源极之间，形成一个非常大的过冲电流，此时可通过增加电阻R7来阻止过冲电流，达到保护MOS管Q2的目的。如图3所示，该LED色温调节电路还包括连接于LED2与MOS管Q2的漏极之间的电阻R7。
该LED色温调节电路还可以包括电阻R4，电阻R4的一端与电容C1和电阻R2的和电阻R1连接的并联连接端，另一端与三极管Q1的基极b连接。由二极管D1、电阻R1、电容C1和电阻R2采集的可控硅调光器斩波后的包络信号通过电阻R4传输给极管Q1的基极b。所述电阻R4为限流电阻，其将电阻R1与电阻R2分得的电压进行限流来控制三极管Q1的导通。
该LED色温调节电路还可以包括连接于三极管Q1的集电极c和MOS管Q2的栅极G之间的电阻R5，以及连接于MOS管Q2的栅极G和地之间的电阻R6。通过二极管D1、电阻R1、电容C1和电阻R2将可控硅调光器斩波后的包络信号传输给极管Q1的基极b，通过电阻R3和三极管Q1组成的信号翻转电路150，在三极管Q1的集电极c得到可控硅调光器斩波信号的反向方波信号，此方波信号通过电阻R5驱动MOS管Q2，以控制与MOS管Q2连接的LED2的通断。电阻R5为MOS管Q2的驱动电阻，用于缓冲MOS管Q2结电容的充电电流。
该LED色温调节电路还可以包括连接于MOS管Q1的栅极G和地之间的电阻R6。R6为MOS管Q2的栅极接地电阻。
LED色温调节电路还可以包括二极管D2和电容C2，二极管D2的一端与LED驱动电源110连接，另一端分别与电阻R3和LED1连接，电容C2的一端分别与二极管D2和电阻R3连接，另一端接地。
因MOS管Q2导通输出的信号为方波，会导致LED2有频闪，在LED2两端并联一个电容C3，便可以去除频闪。如图4所示，该LED色温调节电路还包括并联于LED2两端的电容C3，达到去除频闪的目的。
在另一实施例中，还可以在MOS管Q2的栅极G增加电容C4，将MOS管Q2的栅极G的方波滤成直流信号，因MOS管Q2的占空比是跟随可控硅调光器的输入信号反向变化的，不同占空比的方波，滤出来的直流电压将不同，所以在同一状态下方波滤出来的直流使MOS管Q2工作在“导通区”、“变阻区”或“截止区”来控制流经LED2的电流。如图5所示，该LED色温调节电路还包括连接于MOS管Q2的栅极G与地之间的电容C4，C4将MOS管Q2的栅极G的方波滤成直流信号，从而达到去除频闪的目的。
信号取样电路140可以通过以下几种方式从信号源获取电压：
1.信号源为LED驱动电源，也即信号取样电路直接在LED供电绕组上取得电压信号，例如从如图6所示的LED供电绕组T1获取电压；
2.在其他变压器绕组取得，例如从如图7所示的不同于LED供电绕组T1的另一变压器绕组T2获取电压；
3.信号源为LED1，例如信号取样电路从如图8所示的LED1两端取信号，可以根据LED1在调光过程中VF值随亮度变化而变化，便可取得不同的取样电压信号，此电压信号可控制三极管Q1工作在导通区、放大区或截止区。信号通过三极管Q1翻转后传输到MOS管Q2的栅极G的信号能使MOS管Q2工作在导通区、变阻区或截止区，便能控制LED2的亮度，从而达到改变色温的目的。R1既可以是电阻，也可以替换为稳压管。
可选地，上述三级管Q1也可以更换成MOS管，MOS管Q2也可以更换成三极管。具体地，在另一实施例中，如图9所示，信号翻转电路150包括连接于LED驱动电源110和地之间的电阻R3和MOS管Q3，MOS管Q3的栅极G与电容C1和电阻R2的和电阻R1连接的并联连接端连接，漏极D与电阻R3连接，源极S接地。LED负载驱动电路160包括三级管Q4，三级管Q4的基极b与MOS管Q3的漏极D连接，发射极e接地，集电极c与LED负载130连接。本实施例电路的其他部分和上文实施例描述的一致，此处不再赘述其结构和工作原理。
本发明实施例中，当可控硅调光器调到最大亮度时，通过本发明实施例的电路将LED2关掉或让其亮一个较小占空比的时间，让其整体色温偏向于LED1的色温；当可控硅调光器调到较低亮度时，通过本发明实施例的电路将LED2完全导通或让其导通一个较大占空比的时间，让其整体色温偏向于LED2的色温，达到色温可调的目的。
具体地，通过信号取样电路采集电压信号，经过信号翻转电路将可控硅调光器的切相信号翻转，并传输给第二LED负载驱动电路中MOS管Q2的栅极G，通过MOS管Q2控制与其连接的LED2的导通和关断，达到在可控硅调光器调至最大输出电压时，也即为最大占空比的信号时，此时LED1最亮，而翻转之后的信号即为占空比最小的信号来驱动MOS管Q2，使得MOS管Q2导通时间最短，LED2亮度较小，整体色温偏向于LED1。同理，在可控硅调光器调至最小输出电压时，此时LED1较暗，而翻转之后的信号即为占空比最大的信号来驱动MOS管Q2，MOS管Q2导通时间最长，LED2较亮，整体色温偏向于LED2。从而实现根据不同的采样电压控制整个电路中LED的整体色温。在整个产品亮度高时，色温接近于LED1；在整个产品亮度低时，色温接近于LED2。
本发明实施例还提供了一种LED色温调节装置，如图10所示，为本发明实施例的LED色温调节装置的结构示意图。该装置包括可控硅调光器210和LED色温调节电路220，可控硅调光器210与LED色温调节电路220连接。LED色温调节电路220的具体结构和工作原理与上述实施例的描述相同，此处不再赘述。
本发明实施例的LED色温调节装置中，通过LED色温调节电路中的信号取样电路采集电压信号，经过信号翻转电路将电压信号翻转并传输给第二LED负载驱动电路，第二LED负载驱动电路控制与其连接的第二LED负载的导通和关断，从而实现根据不同的采样电压控制整个电路中LED的整体色温。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (12)
1.一种LED色温调节电路，其特征在于，包括LED驱动电源、第一LED负载、第二LED负载、信号取样电路、信号翻转电路和第二LED负载驱动电路，其中：
所述LED驱动电源分别与所述第一LED负载、所述信号翻转电路的第一端、所述第二LED负载连接；
所述信号取样电路的输入端与一信号源连接，输出端与所述信号翻转电路的第二端连接，以采集信号源的信号并传输给所述信号翻转电路；
所述信号翻转电路的第三端与所述LED驱动电路的一端连接，以接收所述信号取样电路传输的信号，对所述信号进行反转并传输给所述第二LED负载驱动电路；
所述第二LED负载驱动电路的另一端与所述第二LED负载连接，以接收反转后的信号并控制所述第二LED负载的导通和关断。
2.根据权利要求1所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述信号取样电路包括连接于所述信号源和地之间的第一二极管、第一电阻、第一电容和第二电阻，其中：所述第一二极管和第一电阻串联连接，并与互相并联的所述第一电容和第二电阻相连接，所述第一电容和第二电阻接地。
3.根据权利要求2所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述信号翻转电路包括连接于所述LED驱动电源和地之间的第三电阻和第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端连接，集电极与所述第三电阻连接，发射极接地；
所述第二LED负载驱动电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一三级管的集电极连接，源极接地，漏极与所述第二LED负载连接。
4.根据权利要求2所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述信号翻转电路包括连接于所述LED驱动电源和地之间的第三电阻和第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端连接，漏极与所述第三电阻连接，源极接地；
所述第二LED负载驱动电路包括第二三级管，所述第二三级管的基极与所述第二MOS管的漏极连接，发射极接地，集电极与所述第二LED负载连接。
5.根据权利要求3或4所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述LED色温调节电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端，另一端与所述第一三极管的基极连接；或者，
所述LED色温调节电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容和第二电阻的和第一电阻连接的并联连接端，另一端与所述第二MOS管的栅极连接。
6.根据权利要求3或4所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述LED色温调节电路还包括连接于所述第一三极管的集电极和第一MOS管的栅极之间的第五电阻，以及连接于所述第一MOS管的栅极和地之间的第六电阻；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二MOS管的漏极和第二三级管的基极之间的第五电阻，以及连接于所述第二三级管的基极和地之间的第六电阻。
7.根据权利要求3或4所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述LED色温调节电路还包括第二二极管和第二电容，所述第二二极管的一端与所述LED驱动电源连接，另一端分别与所述第三电阻和第一LED负载连接，所述第二电容的一端分别与所述第二二极管和第三电阻连接，另一端接地。
8.根据权利要求3或4所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述第二LED负载的正向电压值低于第一LED负载的正向电压值。
9.根据权利要求8所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二LED负载与所述第一MOS管的漏极之间的第七电阻；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二LED负载与所述第二三级管的集电极之间的第七电阻。
10.根据权利要求3或4所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述LED色温调节电路还包括并联于所述第二LED负载两端的第三电容；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第一MOS管的栅极与地之间的第四电容；或者，
所述LED色温调节电路还包括连接于所述第二三级管的基极与地之间的第四电容。
11.根据权利要求1-4任一项所述的LED色温调节电路，其特征在于，所述信号源为所述LED驱动电源，或者所述信号源为不同于所述LED驱动电源的其他变压器绕组，或者所述信号源为第一LED负载。
12.一种LED色温调节装置，其特征在于，包括可控硅调光器和如权利要求1-11任一项所述的LED色温调节电路，所述可控硅调光器与所述LED色温调节电路连接。
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