CN110856302A - 一种led三线转两线控制器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED三线转两线控制器及方法，包括LED灯具、LED三线控制器、控制单元MCU和稳压器；LED三线控制器的PWM信号由光耦采样，采样PWM信号回来后，把三线控制器的信号转化成两线控制器的信号PWM*W与PWM*C，控制单元MCU通过控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；将原有的LED三线控制器接入本发明LED三线转两线控制器，直接接入两线LED灯条或灯带或其他两线LED灯具，就能实现三线转两线控制器的功能，不用改造原有的LED灯具三线控制器和LED灯具的结构，减少了制造成本，节省了人工成本和劳动，提高了工作效率。

Description

一种LED三线转两线控制器及方法

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，更具体地说是指一种LED三线转两线控制器及方法。

背景技术

现有LED灯具因其使用寿命长，节能环保和色彩纯厚等优点，应用灯条和带楼宇亮化和园林照明等领域获得了越来越广泛的应用。

由于LED三线控制器出现时间较早，应用也十分广泛。

LED三线控制器优点：由于PWM是独立控制的，相互不影响，调光和调色都容易控制，而且调光和调色的范围也比较广。

缺点：由于需要三根线控制，LED灯带或灯条就会做的比较宽，不利于安装，灯带或灯条需要三条导线，成本也相对两线灯带或灯条较贵。

LED两线控制器比LED三线控制器出现较晚，但应用也越来越广泛。

优点：只需要两线控制，LED灯带或灯条可以做的比较窄，容易安装，不利于安装。灯带或灯条只需要两条导线，成本也相对三线灯带或灯条较便宜。

现有的技术LED三线控制器与两线控制器无法兼容，装了三线控制器后，就只能接入三线灯条或灯带及其三线灯具，想装两线灯带或灯条及其两线灯具，就必须拆除原有的原有的三线控制器线路，浪费人力、物力、财力及时间。

当装饰场地或照明场所先前已经布置好LED三线控制器，准备接入三线灯带/灯条或其他三线LED灯具，但由于空间不够或三线灯带/灯条缺货及其他原因，不得不改装两线灯带/灯条及其他两线LED灯具，先前的做法是拆掉之前布置好的LED三线控制器及其线路，再改装两线控制器及其线路，极度浪费时间和成本。

因此，有必要开发出一种LED三线转两线控制器及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LED三线转两线控制器及方法，解决了LED灯具不用改造LED灯具及三线控制器的结构，实现三线转二线控制器及控制方法的问题，降低了人工成本，提高了工作效率。

10.为了解决上述技术问题，本发明涉及一种LED三线转两线控制器及方法，包括LED灯具、LED三线控制器、控制单元MCU和稳压器；所述LED三线控制器的PWM信号由光耦采样，采样所述PWM信号回来后，把三线控制器的信号转化成两线控制器的信号PWM*W与PWM*C，所述稳压器给所述控制单元MCU供电，所述控制单元MCU设有两个IO接口，所述两个IO接口分别连接脉冲宽度调制电路PWM*W和PWM*C，所述PWM*W和PWM*C是互为反向控制电路，通过控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；

所述LED三线转两线控制器及方法的控制方法如下：

a.将所述LED三线控制器和所述稳压器分别接上电源，所述LED三线控制器的三个输出接口L+、L1-、L2-，分别接所述LED灯具的三个接口；

b.所述LED三线转两线控制器的L+、L1-、L2-分别接上光耦U3和光耦U4；

c.当所述LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯具点亮的时候，控制单元MCU控制所述LED灯具的PWM为高电平，内部NMOS导通，L1-电位为GND，光偶U3内部LED发光，光偶内部三极管导通，Q7的栅极为低电位，Q7为NMOS，不导通，PWM1为高电平VDD；

d.当所述LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯条不亮的时候，片机控制此灯条的PWM为低电平，内部NMOS不导通，L1-到GND被断开，形成不了回路，光偶U3内部LED不发光，光偶内部三极管不导通，Q7的栅极为高电位，Q7为NMOS，导通，PWM1为低电平；

e.所述控制单元MCU根据算法，把PWM1和PWM2的信号转换为LED两线控制器信号PWM*W和PWM*C，PWM*W和PWM*C去驱动LED；

f.即当所述PWM*W为高电平时，Q1导通，R1与R2分压，Q2为PMOS，G、S端有一定的电位差，Q2导通，而此时PWM*C为低电平，Q6为NMOS，不导通，W+电位为VCC2，同理Q3不导通，Q5导通，C+电位为GND，LED1点亮；

g.当所述PWM*W为低电平时，Q1不导通，Q2为PMOS，且G、S端电位相同，Q2不导通，而此时PWM*C为高电平，Q6为NMOS，导通，W+电位为GND，同理Q3导通，Q5不导通，C+电位为VCC2，LED2点亮；

h.重复以上步骤a至g，控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；

i.所述LED三线转两线控制器的两个接出口L1、L2就直接接两线LED灯具，实现三线转两线控制器，从而控制LED的亮度和色温。

进一步方案为，所述PWM*W和PWM*C控制电路具有死区时间。

进一步方案为，所述PWM1采样所述LED三线控制器的PWM信号，并且输出相应的LED两线控制PWM信号。

进一步方案为，所述PWM2采样LED三线控制器的PWM信号，并且输出相应的LED两线控制PWM信号。

进一步方案为，所述稳压器为低压差线性稳压器LDO。

进一步方案为，所述控制单元MCU为单片机。

进一步方案为，所述LED灯具三线转两线控制器和所述LED三线控制器同时都接入相应的电源。

进一步方案为，所述LED灯具包括LED灯带、LED灯条或者其他LED灯具。

本发明与现有技术相比的有益效果是：将原有的LED三线控制器后接入本发明LED三线转两线控制器，直接就可以接入两线LED灯条或灯带或其他两线LED灯具，实现三线转两线控制器的功能，不用改造原有的LED灯具三线控制器和LED灯具的结构，减少了制造成本，节省了人工成本和劳动，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的LED三线转两线控制器的电路示意图；

图2为本发明的LED三线控制器的工作原理示意图；

图3为本发明的LED三线控制器的电路示意图；

图4为本发明的LED两线控制器的工作原理示意图；

图5为本发明的LED两线控制器的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图5所示，本发明的具体实施例，一种LED三线转两线控制器及方法，包括LED灯具、LED三线控制器、控制单元MCU和稳压器；LED三线控制器的PWM信号由光耦采样，采样PWM信号回来后，根据算法，把三线控制器的信号翻译转化成两线控制器的信号PWM*W与PWM*C，稳压器给控制单元MCU供电，控制单元MCU设有两个IO接口，两个IO接口分别连接脉冲宽度调制电路PWM*W和PWM*C，PWM*W和PWM*C是互为反向控制电路，通过控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；

LED三线转两线控制器及方法的控制方法如下：

a.将LED三线控制器和稳压器分别接上电源，LED三线控制器的三个输出接口L+、L1-、L2-，分别接LED灯具的三个接口；

b.LED三线转两线控制器的L+、L1-、L2-分别接上光耦U3和光耦U4；

c.当LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯具点亮的时候，控制单元MCU控制LED灯具的PWM为高电平，内部NMOS导通，L1-电位为GND，光偶U3内部LED发光，光偶内部三极管导通，Q7的栅极为低电位，Q7为NMOS，不导通，PWM1为高电平VDD；

d.当LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯条不亮的时候，片机控制此灯条的PWM为低电平，内部NMOS不导通，L1-到GND被断开，形成不了回路，光偶U3内部LED不发光，光偶内部三极管不导通，Q7的栅极为高电位，Q7为NMOS，导通，PWM1为低电平；

e.控制单元MCU根据算法，把PWM1和PWM2的信号转换为LED两线控制器信号PWM*W和PWM*C，PWM*W和PWM*C去驱动LED，三线转两线的算法有很多种，这里列举一个算法：

f.即当PWM*W为高电平时，Q1导通，R1与R2分压，Q2为PMOS，G、S端有一定的电位差，Q2导通，而此时PWM*C为低电平，Q6为NMOS，不导通，W+电位为VCC2，同理Q3不导通，Q5导通，C+电位为GND，LED1点亮；

g.当PWM*W为低电平时，Q1不导通，Q2为PMOS，且G、S端电位相同，Q2不导通，而此时PWM*C为高电平，Q6为NMOS，导通，W+电位为GND，同理Q3导通，Q5不导通，C+电位为VCC2，LED2点亮；

h.重复以上步骤a至g，控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；

i.LED三线转两线控制器的两个接出口L1、L2就直接接两线LED灯具，实现三线转两线控制器，从而控制LED的亮度和色温。

进一步地，PWM*W和PWM*C控制电路具有一定的死区时间

进一步地，PWM1采样LED三线控制器的PWM信号，并且输出相应的LED两线控制PWM信号。

进一步地，PWM2采样LED三线控制器的PWM信号，并且输出相应的LED两线控制PWM信号。

进一步地，稳压器为低压差线性稳压器LDO。

进一步地，控制单元MCU为单片机。

进一步地，LED灯具三线转两线控制器和LED三线控制器同时都接入相应的电源。

进一步地，LED灯具包括LED灯带、LED灯条或者其他LED灯具。

本实施例以LED灯带或灯条为具体实施方式，如下：

目前通用的LED灯带或灯条三线控制器原理如图2所示，VCC一般为12V或24V，LDO降压给控制单元MCU供电，控制单元MCU(单片机)两个IO口PWM1和PWM2分别独立控制MOS管Q1、Q2，PWM1为高电平时，Q1导通，LED1亮；PWM1为低电平时，Q1不导通，LED1灭。同理，PWM2为高电平时，Q2导通，LED2亮；PWM2为低电平时，Q2不导通，LED2灭。控制单元MCU根据用户的需求，可以一个时间亮其中一个颜色的灯或两灯齐两，PWM占空比控制灯的亮度，如图1所示。

LED灯带或灯条三线控制器产品电路如图3所示，可以看到电源接口(VCC，GND)，LED灯条或灯带的接口L+、L1-、L2-，也可能命别的名字，LED灯条或灯带的接口刚好出三条线，所以叫做三线控制器，接口接上灯带或灯条就刚好实现图3的控制电路。

LED灯带或灯条的三线转两线控制器原理及电路如图1所示，图1左部所示的LED三线控制器就是上如图3所示的LED三线控制器电路示意图。由于LED三线控制器与本LED灯具的三线转两线控制器不共地，不能形成回路，所以需要用光偶采集LED三线控制PWM信号。L+、L1-、L2-接上光偶U3、U4后，LED三线控制器就实现了三线控制器的功能。

当LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯条点亮的时候，控制单元MCU控制此灯条的PWM为高电平，内部NMOS导通，L1-电位为GND，光偶U3内部LED发光，光偶内部三极管导通，Q7的栅极为低电位，Q7为NMOS，不导通，PWM1为高电平VDD，与LED三线控制器PWM电位一致；同理，当LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯条不亮的时候，控制单元MCU控制此灯条的PWM为低电平，内部NMOS不导通，L1-到GND被断开，形成不了回路，光偶U3内部LED不发光，光偶内部三极管不导通，Q7的栅极为高电位，Q7为NMOS，导通，PWM1为低电平，与LED三线控制器PWM电位一致，当这样就实现了PWM1采样LED三线控制器控制L+与L1-的PWM信号的功能，同样原理也能实现PWM2采样LED三线控制器控制L+与L2-的PWM信号的功能。

控制单元MCU的PWM1、PWM2采样LED三线控制器PWM信号回来后，可以根据算法，把三线控制器的信号翻译成两线控制器的信号PWM*W与PWM*C，PWM*W与PWM*C控制Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的工作原理与如图4和图5所示的现有的LED两线控制器原理及电路一样，从而实现了LED三线转两线控制器的功能。

以上所述，当如图1所示的L1、L2接上两线LED灯条或灯带，从LED三线控制器动作时，两线灯条或灯带就能相应点亮了，这样就实现了LED三线转两线的功能。

本发明的安装方式：将原有的LED三线控制器有三个输出接口L+、L1-、L2-，分别用来接三线LED灯带或灯条或其他LED灯具，把这三个接口直接接入LED灯具三线转两线控制器的相应的三个接入口，两个接出口L1、L2就直接接两线灯带或灯条及其他两线LED灯具了，操作十分简单，不管是LED三线控制器还是LED灯具三线转两线控制器都需要接入电源。

本发明的解决的问题和有益效果如下：

本发明将原有的LED三线控制器后接入本发明LED三线转两线控制器，直接就可以接入两线LED灯条或灯带或其他两线LED灯具，实现三线转两线控制器的功能，不用改造原有的LED灯具三线控制器和LED灯具的结构，减少了制造成本，节省了人工成本和劳动，提高了工作效率。

以上所述仅为本专利优选实施方式，并非限制本专利范围，凡是利用说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均属于本专利保护范围。

Claims (9)

1.一种LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：包括LED灯具、LED三线控制器、控制单元MCU和稳压器；所述LED三线控制器的PWM信号由光耦采样，采样所述PWM信号回来后，把三线控制器的信号转化成两线控制器的信号PWM*W与PWM*C，所述稳压器给所述控制单元MCU供电，所述控制单元MCU设有两个IO接口，所述两个IO接口分别连接脉冲宽度调制电路PWM*W和PWM*C，所述PWM*W和PWM*C是互为反向控制电路，通过控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；

所述LED三线转两线控制器及方法的控制方法如下：

a.将所述LED三线控制器和所述稳压器分别接上电源，所述LED三线控制器的三个输出接口L+、L1-、L2-，分别接所述LED灯具的三个接口；

b.所述LED三线转两线控制器的L+、L1-、L2-分别接上光耦U3和光耦U4；

c.当所述LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯具点亮的时候，控制单元MCU控制所述LED灯具的PWM为高电平，内部NMOS导通，L1-电位为GND，光偶U3内部LED发光，光偶内部三极管导通，Q7的栅极为低电位，Q7为NMOS，不导通，PWM1为高电平VDD；

d.当所述LED三线控制器需要L+与L1-所接的LED灯条不亮的时候，片机控制此灯条的PWM为低电平，内部NMOS不导通，L1-到GND被断开，形成不了回路，光偶U3内部LED不发光，光偶内部三极管不导通，Q7的栅极为高电位，Q7为NMOS，导通，PWM1为低电平；

e.所述控制单元MCU根据算法，把PWM1和PWM2的信号转换为LED两线控制器信号PWM*W和PWM*C，所述PWM*W和PWM*C去驱动LED；

f.即当所述PWM*W为高电平时，Q1导通，R1与R2分压，Q2为PMOS，G、S端有一定的电位差，Q2导通，而此时PWM*C为低电平，Q6为NMOS，不导通，W+电位为VCC2，同理Q3不导通，Q5导通，C+电位为GND，LED1点亮；

g.当所述PWM*W为低电平时，Q1不导通，Q2为PMOS，且G、S端电位相同，Q2不导通，而此时PWM*C为高电平，Q6为NMOS，导通，W+电位为GND，同理Q3导通，Q5不导通，C+电位为VCC2，LED2点亮；

h.重复以上步骤a至g，控制PWM*W与PWM*C的占空比控制LED1与LED2的亮度和色温；

i.所述LED三线转两线控制器的两个接出口L1、L2直接接两线LED灯具，实现三线转两线控制器，从而控制LED的亮度和色温。

2.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述PWM*W和PWM*C控制电路具有死区时间。

3.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述PWM1采样所述LED三线控制器的PWM信号，并且输出相应的LED两线控制PWM信号。

4.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述PWM2采样LED三线控制器的PWM信号，并且输出相应的LED两线控制PWM信号。

5.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述算法为三线转两线的算法，如下：

If(PWM1+PWM2＝M)//M>100

{PWM*C＝PWM1*100/M；PWM*W＝PWM2*100/M；

}

Else if(PWM1+PWM2＝M)//M<＝100

{PWM*C＝PWM1；PWM*W＝M-PWM1；

}。

6.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述稳压器为低压差线性稳压器LDO。

7.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述控制单元MCU为单片机。

8.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述LED灯具三线转两线控制器和所述LED三线控制器同时都接入相应的电源。

9.如权利要求1所述的LED三线转两线控制器及方法，其特征在于：所述LED灯具包括LED灯带、LED灯条或者其他LED灯具。

Images