CN110121230A - 基于双路pwm信号的led驱动电路、led照明装置和驱动方法 - Google Patents

基于双路pwm信号的led驱动电路、led照明装置和驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于双路PWM信号的LED驱动电路、LED照明装置和驱动方法。所述基于双路PWM信号的LED驱动电路，包括：第一PWM信号输入端、第二PWM信号输入端、第一电极切换电路和第二电极切换电路；第一LED灯组，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第一电极端，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第二电极切换电路的第二电极端；第二LED灯组，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第一电极端，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第二电极端，当输入所述第一PWM信号和所述第二PWM信号后，所述第一电极端输出的电极相反与所第二电极端输出的电极，所述第一LED灯组或所述第二LED灯组点亮。

Description

基于双路PWM信号的LED驱动电路、LED照明装置和驱动方法
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体地，涉及一种基于双路PWM信号的LED驱动电路、LED照明装置和驱动方法。
背景技术
LED被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、高亮度、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
通过对LED进行调光，可以实现多种出光效果，满足不同用户在不同情形下的要求。例如LED的模组设计为能够发出两种或三种颜色的光，用户在不同的应用场景下，则可以选择对应颜色的光。
但是，如果LED模组设计为能够发出多种颜色的光，通常的做法是为同色的LED灯组配置一个驱动电路，则多色的LED模组需要多个驱动电路。
实际上，在很多LED产品的应用中，LED产品小型化的趋势越来越多明显。LED模组内每增加一个驱动电路，必然会导致增加更多的导电线。这使得小型化的LED产品在实际组装过程中，需要为更多的导电线预留空间，且还会增加组装过程中的操作。此外，更多的导电线还会导致因工人操作不规范产生的不良品率的增加，而且LED产品在实际运输或使用过程中，如果长时间处于震动或晃动环境中，导电线焊接点松动而产生故障的概率也会增加。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提供了一种基于双路PWM信号的LED驱动电路、LED照明装置和驱动方法。
一种基于双路PWM信号的LED驱动电路，包括：第一PWM信号输入端，接收第一PWM信号；第二PWM信号输入端，接收第二PWM信号；连接所述第一PWM信号输入端的第一电极切换电路，所述第一PWM信号控制所述第一电极切换电路的第一电极端输出正极或负极；连接所述第二PWM信号输入端的第二电极切换电路，所述第二PWM信号控制所述第二电极切换电路的第二电极端输出正极或负极；第一LED灯组，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第一电极端，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第二电极切换电路的第二电极端；第二LED灯组，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第一电极端，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第二电极端；当输入所述第一PWM信号和所述第二PWM信号后，所述第一电极端输出的电极相反与所第二电极端输出的电极，第一LED灯组或第二LED灯组点亮。
优选地，所述第一PWM信号输入端的第一PWM信号为高电平时，所述第一电极切换电路输出负极，所述第一PWM信号输入端的第一PWM信号为低电平时，所述第一电极切换电路输出正极；所述第二PWM信号输入端的第二PWM信号为高电平时，所述第二电极切换电路输出正极，所述第二PWM信号输入端的第二PWM信号为低电平时，所述第二电极切换电路输出负极。
优选地，电极切换电路包括：正极切换电路和负极切换电路；所述正极切换电路和所述负极切换电路均连接PWM信号输入端，当输入的PWM信号为高电平时，所述正极切换电路和所述负极切换电路中的一个电路导通并输出对应的电极；当输入的PWM信号为低电平时，所述正极切换电路和所述负极切换电路中的另一个电路导通并输出对应的电极。
优选地，所述正极切换电路包括：相互连接的第一三极管和第一MOS管，所述第一三极管的基极连接所述PWM信号输入端，发射极连接电源正极，集电极连接所述第一MOS管的栅极；所述第一MOS管的栅极通过第一稳压二极管连接电源正极，源极直接连接所述电源正极，漏极连接电极端，所述第一稳压二极管使得从第一MOS管的栅极到电源正极单向导通；所述负极切换电路包括：相互连接的第二三极管和第二MOS管，所述第二三极管的基极连接所述PWM信号输入端，发射极连接电源负极，集电极连接所述第二MOS管的栅极；所述第二MOS管的栅极还通过第二稳压二极管连接所述第二三极管的发射极，源极直接连接所述电源负极，漏极连接电极端，所述第二稳压二极管使得从所述第二三极管的发射极到所述第二MOS管的栅极单向导通；所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极之间还接入有电阻以使得二者电连接。
一种基于如上任一所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路的LED照明装置，包括LED发光单元、电路板、及连接所述LED发光单元和所述电路板的第一导线和第二导线；所述LED发光单元内集成所述第一LED灯组和所述第二LED灯组；所述电路板内集成有所述第一电极切换电路和所述第二电极切换电路；所述第一导线连接所述第一电极切换电路的第一电极端，所述第二导线连接所述第二电极切换电路的第二电极端；所述第一LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第一导线，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第二导线；所述第二LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第一导线，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第二导线。
优选地，所述LED发光单元是灯带、灯板或灯柱。
一种基于如上任一所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路的驱动方法，包括如下步骤：控制所述第一PWM信号输入端获得高电平的第一PWM信号，且所述第一PWM信号输入端获得低电平的第一PWM信号，则第一LED灯组和第二LED灯组中的一个灯组点亮；控制所述第一PWM信号输入端获得低电平的第一PWM信号，且所述第一PWM信号输入端获得高电平的第一PWM信号，则第一LED灯组和第二LED灯组中的另一个灯组点亮。
优选地，包括如下步骤：调节所述第一PWM信号和所述第二PWM信号的高、低电平切换频率，在一个信号周期内，使得所述第一PWM信号和所述第二PWM信号始终处于高低电平的相反状态，使得第一LED灯组和第二LED灯组互补发光，实现无极调色。
本发明的有益效果是：
在所述基于双路PWM信号的LED驱动电路、LED照明装置和驱动方法中，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第一电极端，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第二电极切换电路的第二电极端；所述第二LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第一电极端，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第二电极端；当输入所述第一PWM信号和所述第二PWM信号后，所述第一电极端输出的电极相反与所第二电极端输出的电极，第一LED灯组或第二LED灯组点亮，从而使得仅通过正负极切换的方式实现不同光珠发光效果的切换，结构简单，且具有较高的实用意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明实施例提供的基于双路PWM信号的LED驱动电路的电路结构示意图；
图2为基于双路PWM信号的LED驱动电路的LED照明装置中LED发光单元和电路板的连接结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种基于双路PWM信号的LED驱动电路包括：第一PWM信号输入端PWM1、第一PWM信号输入端PWM2、第一电极切换电路10、第二电极切换电路20、第一LED灯组30和第二LED灯组40。
在本实施例中，所述第一PWM信号输入端PWM1用于接收第一PWM信号；所述第二PWM信号输入端PWM2用于接收第二PWM信号。而且，所述第一电极切换电路10连接所述第一PWM信号输入端PWM1，所述第二电极切换电路20连接所述第二PWM信号输入端PWM2。
而且，所述第一LED灯组30和所述第二LED灯组40分别连接所述第一电极切换电路10、所述第二电极切换电路20。
具体地，所述第一PWM信号控制所述第一电极切换电路10的第一电极端OUT1输出正极或负极，且所述第二PWM信号控制所述第二电极切换电路20的第二电极端OUT2输出正极或负极。
在本实施例中，所述第一PWM信号输入端PWM1的第一PWM信号为高电平时，所述第一电极切换电路10输出负极，所述第一PWM信号输入端PWM1的第一PWM信号为低电平时，所述第一电极切换电路20输出正极；
所述第二PWM信号输入端PWM2的第二PWM信号为高电平时，所述第二电极切换电路20输出正极，所述第二PWM信号输入端PWM2的第二PWM信号为低电平时，所述第二电极切换电路20输出负极。
当然，不限于本实施例，在其他可替代实施例中，所述第一PWM信号输入端PWM1的第一PWM信号为高电平时，所述第一电极切换电路10输出正极，所述第一PWM信号输入端PWM1的第一PWM信号为低电平时，所述第一电极切换电路20输出负极；所述第二PWM信号输入端PWM2的第二PWM信号为高电平时，所述第二电极切换电路20输出负极，所述第二PWM信号输入端PWM2的第二PWM信号为低电平时，所述第二电极切换电路20输出正极。应当理解，上述改变均是本领域技术人员在本发明构思范围内对技术方案作出的等同变形，不需要付出任何创造性劳动，落入本发明的保护范围。
此外，在本实施例中，所述第一电极切换电路和所述第二电极相同，在此以所述第一电极切换电路10为例，对电极切换电路的具体结构进行描述。
所述电极切换电路包括：正极切换电路11和负极切换电路12。所述正极切换电路11和所述负极切换电路12均连接PWM信号输入端PWM1，当输入的PWM信号为高电平时，所述正极切换电路11处于断路，所述负极切换电路12导通并输出负极；当输入的PWM信号为低电平时，所述负极切换电路12处于断路，所述正极切换电路11导通并输出正极。
当然，不限于本实施例，在其他可替代实施例中，当输入的PWM信号为高电平时，所述负极切换电路12处于断路，所述正极切换电路11导通并输出正极；当输入的PWM信号为低电平时，所述正极切换电路11处于断路，所述负极切换电路12导通并输出负极。应当理解，上述改变均是本领域技术人员在本发明构思范围内对技术方案作出的等同变形，不需要付出任何创造性劳动，落入本发明的保护范围。
而且，所述正极切换电路11包括：相互连接的第一三极管Q3和第一MOS管Q4，所述第一三极管Q3的基极连接所述PWM信号输入端PWM1，发射极连接电源正极VCC，集电极连接所述第一MOS管Q4的栅极；所述第一MOS管Q4的栅极还通过第一稳压二极管Z2连接电源正极VCC，源极直接连接所述电源正极VCC，漏极连接电极端OUT1，所述第一稳压二极管Z2使得从第一MOS管Q4的栅极到电源正极VCC单向导通。
所述负极切换电路12包括：相互连接的第二三极管Q2和第二MOS管Q1，所述第二三极管Q2的基极连接所述PWM信号输入端PWM1，发射极连接电源负极GND，集电极连接所述第二MOS管Q1的栅极；所述第二MOS管Q1的栅极还通过第二稳压二极管Z1连接所述第二三极Q2管的发射极，源极直接连接所述电源负极GND，漏极连接电极端OUT1，所述第二稳压二极管Z1使得从所述第二三极管Q2的发射极到所述第二MOS管Q1的栅极单向导通；
所述第一MOS管Q4的栅极和所述第二MOS管Q1的栅极之间还接入有电阻R2以使得二者电连接。
所述电极切换电路的工作原理如下：
当所述PWM信号输入端PWM1接收的PWM信号为高电平时，所述正极切换电路11的第一三极管Q3处于截止状态，所述负极切换电路12的第二三极管Q2和第二MOS管Q1均处导通状态，则所述负极切换电路12输出负极；
当所述PWM信号输入端PWM1接收的PWM信号为低电平时，所述负极切换电路12的第二三极管Q2处于截止状态，所述正极切换电路11的第一三极管Q3和第一MOS管Q4均处导通状态，则所述正极切换电路11输出正极。
此外，所述第一LED灯组30和所述第二LED灯组40内均包括并联设置的多个LED灯珠。而且，所述第一LED灯组30内所有LED灯珠的正极连接所述第一电极端OUT1，所述第一LED灯组30内所有LED灯珠的负极连接所述第二电极端OUT2；所述第二LED灯组40内所有LED灯珠的负极连接所述第一电极端OUT1，所述第二LED灯组40内所有LED灯珠的正极连接所述第二电极端OUT2。
当输入所述第一PWM信号和所述第二PWM信号后，所述第一电极端OUT1输出的电极相反与所述第二电极端OUT2输出的电极，所述第一LED灯组30或第二LED灯组40点亮。
需要说明的是，在本实施例中，图1所示的基于双路PWM信号的LED驱动电路的工作原理如下：
如果需要所述第一LED灯组30点亮，则控制所述第一PWM信号输入端PWM1获得低电平的第一PWM信号，且控制所述第二PWM信号输入端PWM2获得高电平的第二PWM信号，使得所述第一电极切换电路10的第一电极端OUT1输出正极，所述第二电极切换电路20的第二电极端OUT2输出负极；
如果需要所述第二LED灯组40点亮，则控制所述第一PWM信号输入端PWM1获得高电平的第一PWM信号，且控制所述第二PWM信号输入端PWM2获得低电平的第二PWM信号，使得所述第一电极切换电路10的第一电极端OUT1输出负极，所述第二电极切换电路20的第二电极端OUT2输出正极；
如果需要所述第一LED灯组30和所述第二LED灯组40交替点亮，则控制第一PWM信号和第二PWM信号的周期同步且相同，调节所述第一PWM信号和所述第二PWM信号的高、低电平切换频率，在一个信号周期内，使得所述第一PWM信号和所述第二PWM信号始终处于高低电平的相反状态，使得第一LED灯组30和第二LED灯组40交替发光，实现无极调色。
一种基于图1所示基于双路PWM信号的LED驱动电路的驱动方法包括如下步骤：
控制所述第一PWM信号输入端PWM1获得低电平的第一PWM信号，且控制所述第二PWM信号输入端PWM2获得高电平的第二PWM信号，使得所述第一电极切换电路10的第一电极端OUT1输出正极，所述第二电极切换电路20的第二电极端OUT2输出负极，则所述第一LED灯组30点亮；
控制所述第一PWM信号输入端PWM1获得高电平的第一PWM信号，且控制所述第二PWM信号输入端PWM2获得低电平的第二PWM信号，使得所述第一电极切换电路10的第一电极端OUT1输出负极，所述第二电极切换电路20的第二电极端OUT2输出正极，则所述第二LED灯组40点亮；
控制第一PWM信号和第二PWM信号的周期同步且相同，调节所述第一PWM信号和所述第二PWM信号的高、低电平切换频率，在一个信号周期内，使得所述第一PWM信号和所述第二PWM信号始终处于高低电平的相反状态，使得第一LED灯组30和第二LED灯组40交替发光，实现无极调色。
例如，在一个周期内，第一PWM信号在前半个周期内是高电平，第一PWM信号在后半个周期内是低电平；且第二PWM信号在前半个周期内是低电平，第二PWM信号在后半个周期内是高电平。
如图1所示，一种基于图1所示的基于双路PWM信号的LED驱动电路的LED照明装置，包括LED发光单元110、电路板120、及连接所述LED发光单元110和所述电路板120的第一导线130和第二导线140。
其中，所述LED发光单元110内集成所述第一LED灯组30和所述第二LED灯组40。可选择地，所示所述LED发光单元110可以是灯带、灯板或灯柱。
所述电路板120内集成有所述第一电极切换电路10和所述第二电极切换电路20。而且，所述第一导线130连接所述第一电极切换电路10的第一电极端OUT1，所述第二导线140连接所述第二电极切换电路20的第二电极端OUT2。
此外，所述第一LED灯组30内所有LED灯珠的正极连接所述第一导线130，所述第一LED灯组30内所有LED灯珠的负极连接所述第二导线140；所述第二LED灯组40内所有LED灯珠的负极连接所述第一导线130，所述第二LED灯组40内所有LED灯珠的正极连接所述第二导线130。
需要说明的是，所述LED发光单元110与所述电路板120之间仅需要两根导电130、140既可完成电连接，比市售的多色LED模组减少一个导线，从而进一步地有助于实现LED产品对小型化，并进一步地提高产品组装效率，降低不良产品率和产品故障率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于双路PWM信号的LED驱动电路，其特征在于，包括：
第一PWM信号输入端，接收第一PWM信号；
第二PWM信号输入端，接收第二PWM信号；
连接所述第一PWM信号输入端的第一电极切换电路，所述第一PWM信号控制所述第一电极切换电路的第一电极端输出正极或负极；
连接所述第二PWM信号输入端的第二电极切换电路，所述第二PWM信号控制所述第二电极切换电路的第二电极端输出正极或负极；
第一LED灯组，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第一电极端，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第二电极端；
第二LED灯组，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第一电极端，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第二电极端；
当输入所述第一PWM信号和所述第二PWM信号后，所述第一电极端输出的电极相反与所第二电极端输出的电极，所述第一LED灯组或所述第二LED灯组点亮。
2.如权利要求1所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路，其特征在于，所述第一PWM信号输入端的第一PWM信号为高电平时，所述第一电极切换电路输出负极，所述第一PWM信号输入端的第一PWM信号为低电平时，所述第一电极切换电路输出正极；
所述第二PWM信号输入端的第二PWM信号为高电平时，所述第二电极切换电路输出正极，所述第二PWM信号输入端的第二PWM信号为低电平时，所述第二电极切换电路输出负极。
3.如权利要求1所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路，其特征在于，电极切换电路包括：正极切换电路和负极切换电路；
所述正极切换电路和所述负极切换电路均连接PWM信号输入端，当输入的PWM信号为高电平时，所述正极切换电路和所述负极切换电路中的一个电路导通并输出对应的电极；
当输入的PWM信号为低电平时，所述正极切换电路和所述负极切换电路中的另一个电路导通并输出对应的电极。
4.如权利要求3所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路，其特征在于，所述正极切换电路包括：相互连接的第一三极管和第一MOS管，所述第一三极管的基极连接所述PWM信号输入端，发射极连接电源正极，集电极连接所述第一MOS管的栅极；所述第一MOS管的栅极通过第一稳压二极管连接电源正极，源极直接连接所述电源正极，漏极连接电极端，所述第一稳压二极管使得从第一MOS管的栅极到电源正极单向导通；
所述负极切换电路包括：相互连接的第二三极管和第二MOS管，所述第二三极管的基极连接所述PWM信号输入端，发射极连接电源负极，集电极连接所述第二MOS管的栅极；所述第二MOS管的栅极还通过第二稳压二极管连接所述第二三极管的发射极，源极直接连接所述电源负极，漏极连接电极端，所述第二稳压二极管使得从所述第二三极管的发射极到所述第二MOS管的栅极单向导通；
所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极之间还接入有电阻以使得二者电连接。
5.一种基于权利要求1-4任一所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路的LED照明装置，其特征在于，包括LED发光单元、电路板、及连接所述LED发光单元和所述电路板的第一导线和第二导线；
所述LED发光单元内集成所述第一LED灯组和所述第二LED灯组；
所述电路板内集成有所述第一电极切换电路和所述第二电极切换电路；
所述第一导线连接所述第一电极切换电路的第一电极端，所述第二导线连接所述第二电极切换电路的第二电极端；
所述第一LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第一导线，所述第一LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第二导线；
所述第二LED灯组内所有LED灯珠的负极连接所述第一导线，所述第二LED灯组内所有LED灯珠的正极连接所述第二导线。
6.如权利要求5所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED发光单元是灯带、灯板或灯柱。
7.一种基于权利要求1-4任一所述的基于双路PWM信号的LED驱动电路的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
控制所述第一PWM信号输入端获得高电平的第一PWM信号，且所述第二PWM信号输入端获得低电平的第二PWM信号，则第一LED灯组和第二LED灯组中的一个灯组点亮；
控制所述第一PWM信号输入端获得低电平的第一PWM信号，且所述第二PWM信号输入端获得高电平的第二PWM信号，则第一LED灯组和第二LED灯组中的另一个灯组点亮。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
控制第一PWM信号和第二PWM信号的周期同步且相同，调节所述第一PWM信号和所述第二PWM信号的高、低电平切换频率，在一个信号周期内，使得所述第一PWM信号和所述第二PWM信号始终处于高低电平的相反状态，使得第一LED 灯组和第二LED灯组交替发光，实现无极调色。
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