CN112135387A - 一种用于调节led光源色温和亮度的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于调节LED光源色温和亮度的系统，包括：LED光源单元，其包括反并联连接的第一LED光源和第二LED光源，且第一LED光源发射第一色温的光，第二LED光源发射第二色温的光；LED驱动器单元，其设置有第一输出端和第二输出端，并分别连接至LED光源单元；控制单元，其与LED驱动器单元通信连接，向LED驱动器单元发送调节色温和亮度的控制信号，LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至第一LED光源和第二LED光源的电压的极性，以使第一LED光源和第二LED光源交替地被打开和关闭。该系统能够使用两根线来控制两个不同的LED光源，并对LED光源的总输出色温和亮度进行调节。

Description

一种用于调节LED光源色温和亮度的系统

技术领域

本发明涉及发光二极管领域。更具体地说，本发明涉及一种用于调节LED光源色温和亮度的系统。

背景技术

色温的概念基于可见光源与理想黑体辐射体的比较。色温（CT）标度给由黑体源发射的颜色分配数字值，以开尔文温度（K）表示。典型地，CT标度对于“自然白”范围例如为5000-6500 K，对于“冷白”范围为3500-5000 K，并且对于“暖白”范围在3500 K及以下。根据相关色温（CCT）标度测量白光发光二极管（LED），相关色温标度根据人的感知调节。CCT、颜色和光谱这些术语通常被互换使用以指代由照明源发射的光的光谱。

众所周知，在白炽灯变暗时，由灯产生的光的颜色发生变化。当白炽灯处于满额定功率时，其CCT通常在2700 K-3300 K的范围内。然而，当白炽灯变暗时，CCT变化到低至1700K。对于人眼而言，白炽灯泡看起来从白色变到黄色，在变暗时发出暖辉光。许多年来，白炽灯泡的这种固有特性已经用于调光器以在家庭、餐馆和其它场所制造温馨舒适的环境。

LED灯具比白炽灯泡更加节能，在变暗时发出的光通常不会改变颜色。按常规，可使用各种技术中的任何一种使以LED或其它照明源为特色的照明系统变暗，例如，增加或降低送至LED的功率或者使用例如脉宽调制（PWM）来调制送至LED的功率。然而，来自LED光源的白光在变暗时保持恒定的CCT，这可以被感知为冰冷且不自然的，而不是温馨舒适的。LED照明制造商不断地尝试寻找以成本有效的方式使变暗的白炽灯泡的暖辉光加倍的方式。

用LED光源模拟白炽灯的温暖变暗（warming-with-dimming）特性的一种方式是用光学方法将自然白LED与暖白LED混合，并以来自LED组合的混合光可从自然白变成暖白的方式控制其电流。控制不同光源的相对输出允许用户获得一个或另一个LED的CCT或者两者的混合组合的CCT。此过程通常称作颜色混合或颜色调节。

传统上，执行两种或更多种有色LED混合的LED系统使用单独地控制每个有色LED的独立驱动器或者使用被设计成具有两个或更多个单独的输出通道的单个驱动器，其中，每个输出通道在驱动器内被独立地控制。例如，授予Melanson的美国专利第7,288,902号描述了这样一种电路，其具有多个光源来响应于改变的调光水平来改变色温。在被供电时，第一LED串发射第一CCT的光，并且第二LED串发射第二CCT的光。需要第一电源将功率供应至第一LED串，并且需要第二电源将功率供应至第二LED串。光源驱动器响应于所选择的调光水平和色温给每个光源提供各自的驱动电流。为了调节LED串的总输出的颜色，电源的输出相对于彼此被升高或降低。因此，为了独立地控制两个LED串，这种解决方案需要至少两个电源和至少四根线来将电源耦合到LED串。在这种实施例中，必须使用至少两通道LED驱动器来除了给自然白LED阵列供电之外还给暖白LED阵列供电。使用多个LED驱动器或多通道输出LED驱动器控制多个LED阵列具有几个缺点，包括例如增加成本和复杂性。

最近提出的用于降低实现颜色混合所需的电路的复杂性的一种解决方案是提供以反并联布置连接的两个LED串。例如，授予Coetzee的美国专利第10,136,485号描述了一种用于调节照明系统的照明输出的方法。在该解决方案中，通过在多个时间间隔上选择性激活每个LED串，可独立地控制由至少两个LED串发射的光的总光学特性和强度。然而，在该解决方案中用于调节LED阵列的亮度和颜色输出的电路具有几个局限性和缺点。例如，在该解决方案中提议的电路需要集成电路（IC）来控制电压，对于大负载并不适用，比方说例如当多个LED串耦合到LED驱动器或每个LED串包含很多数量的LED时。因此，需要用于控制由LED照明系统发射的光的光学特性的改进的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于调节LED光源色温和亮度的系统，该系统能够使用两根线来控制两个不同的LED光源，并对LED光源的总输出色温和亮度进行调节。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的用于调节LED光源色温和亮度的系统，包括：

LED光源单元，其包括反并联连接的第一LED光源和第二LED光源，且所述第一LED光源发射第一色温的光，所述第二LED光源发射第二色温的光；

LED驱动器单元，其设置有第一输出端和第二输出端，并分别连接至反并联连接的第一LED光源和第二LED光源；以及

控制单元，其与所述LED驱动器单元通信连接，用于向所述LED驱动器单元发送调节色温和亮度的控制信号，所述LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性，以使所述第一LED光源和所述第二LED光源交替地被打开和关闭。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，在所述LED驱动器单元中设置有配置为H桥电路的开关阵列，在所述开关阵列中设置有控制所述第一LED光源的第一信号输入端和控制所述第二LED光源的第二信号输入端，所述控制单元向所述第一信号输入端发送控制第一色温的G信号，向所述第二信号输入端发送控制第二色温的R信号，且所述G信号和所述R信号交替地被给予高电平。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述控制单元包括智能控制信号产生电路、与所述智能控制信号产生电路连接的脉宽调制信号驱动转换电路，以及与所述脉宽调制信号驱动转换电路连接的调光主拓扑回路，其中，所述智能控制信号产生电路基于期望的色温和亮度产生控制信号即G信号和R信号，具体为：通过产生的所述G信号和所述R信号的高电平的比率来调节所述第一LED光源和所述第二LED光源输出的色温，并按比例降低G信号和R信号的占空比来调节所述第一LED光源和所述第二LED光源输出的亮度。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，在所述开关阵列中，接收G信号的第一信号输入端连接至电阻R6的一端和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接至N沟道增强型MOS管Q1的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q1的源极接地，电阻R4的一端连接至所述N沟道增强型MOS管Q1的漏极，所述电阻R4的另一端连接至电阻R2的一端、NPN三极管Q4的基极以及PNP三极管Q10的基极，所述NPN三极管Q4的发射极连接至所述PNP三极管Q10的发射极和电阻R3的一端，所述电阻R2的另一端和所述NPN三极管Q4的集电极均连接至电源单元，所述PNP三极管Q10的集电极接地，所述电阻R3的另一端连接至P沟道增强型MOS管Q13的栅极，所述P沟道增强型MOS管Q13的源极连接至电源单元和二极管D4的阴极，所述P沟道增强型MOS管Q13的漏极连接至所述第一LED光源、所述二极管D4的阳极以及N沟道增强型MOS管Q3的漏极，所述N沟道增强型MOS管Q3的源极接地，所述电阻R6的另一端经电阻R7接地，同时该端连接至N沟道增强型MOS管Q5的栅极；同理，接收R信号的第二信号输入端连接至电阻R5的一端和电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接至N沟道增强型MOS管Q2的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q2的源极接地，电阻R30的一端连接至所述N沟道增强型MOS管Q2的漏极，所述电阻R30的另一端连接至电阻R27的一端、NPN三极管Q12的基极以及PNP三极管Q11的基极，所述NPN三极管Q12的发射极连接至所述PNP三极管Q11的发射极和电阻R24的一端，所述电阻R27的另一端和所述NPN三极管Q12的集电极均连接至电源单元，所述PNP三极管Q11的集电极接地，所述电阻R24的另一端连接至P沟道增强型MOS管Q6的栅极，所述P沟道增强型MOS管Q6的源极连接至电源单元、二极管D5的阴极，所述P沟道增强型MOS管Q6的漏极连接至所述第二LED光源、所述二极管D5的阳极以及N沟道增强型MOS管Q5的漏极，所述N沟道增强型MOS管Q5的源极接地，所述电阻R8的另一端经电阻R9接地，同时该端连接至所述N沟道增强型MOS管Q3的栅极。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述控制单元通过Zigbee、Zwave、射频、WiFi、Lora和蓝牙中的任一种，或者KNX、DMX、DALI中的任一种的方式将所述控制信号发送至所述LED驱动器单元。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述第一LED光源和所述第二LED光源分别包括串联和/或并联连接的多个LED，或者分别包括串联和/或并联连接的多个LED串。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，在所述LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性中，所述LED驱动器单元切换电压的极性的频率大于人的视觉闪光融合阈值。

优选的是，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述第一LED光源发射的第一色温的光为冷白光，所述第二LED光源发射的第二色温的光为暖白光。

本发明至少包括以下有益效果：由于设置的LED光源单元包括第一LED光源和第二LED光源，且这两个LED光源反并联连接，并发射不同色温的光，如此设置的好处，第一LED光源和第二LED光源不可能同时打开或者同时关闭，加不同极性的电压时，要么第一LED光源打开，要么第二LED光源打开；设置的LED驱动器单元有第一输出端和第二输出端，并分别连接至反并联连接的第一LED光源和第二LED光源，也就是说LED驱动器单元使用两根线连接至LED光源单元，既减少了成本也使设置简单化；还设置了与所述LED驱动器单元通信连接的控制单元，可以向所述LED驱动器单元发送调节色温和亮度的控制信号，LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性，这样设置能够使所述第一LED光源和所述第二LED光源交替地被打开和关闭，如此设置的好处是，可以根据期望的色温和亮度来产生控制信号，使第一LED光源和第二LED光源的总输出色温和亮度满足要求。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的用于调节LED光源色温和亮度的系统的框图；

图2为本发明其中一个实施例中控制单元的示意图；

图3为本发明其中一个实施例中G信号和R信号根据时间变化的开关状态示意图；

图4为本发明其中一个实施例中LED驱动器单元中开关阵列的示意图；

图5 和图6为本发明其中一个实施例中以并联和/或反并联连接的两个或更多LED串的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

请参阅图1，给出了本发明一实施例提供的用于调节LED光源色温和亮度的系统，包括：LED光源单元，其包括反并联连接的第一LED光源104和第二LED光源106，且所述第一LED光源发射第一色温的光，所述第二LED光源发射第二色温的光；LED驱动器单元102，其设置有第一输出端108a和第二输出端108b，并分别连接至反并联连接的第一LED光源104和第二LED光源106；控制单元（未画出），其与所述LED驱动器单元通信连接，用于向所述LED驱动器单元发送调节色温和亮度的控制信号，所述LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性，以使所述第一LED光源和所述第二LED光源交替地被打开和关闭。

在具体的实施过程中，本发明实施例可以提供一种可调光LED灯具100，灯具100可以耦合到任何电源，电源在美国可以是120VAC。LED驱动器102通过两根导线连接至两个光源LED104和LED106，这两根导线耦合到第一输出端108a和第二输出端108b。LED104和LED106反并联连接，LED驱动器102通过两个输出端108a和108b提供对LED104和LED106的色温和亮度的控制。

请参阅图2，在其中一具体实施例中，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述控制单元包括智能控制信号产生电路、与所述智能控制信号产生电路连接的脉宽调制信号驱动转换电路，以及与所述脉宽调制信号驱动转换电路连接的调光主拓扑回路，其中，所述智能控制信号产生电路基于期望的色温和亮度产生控制信号即G信号和R信号，具体为：通过产生的所述G信号和所述R信号的高电平的比率来调节所述第一LED光源和所述第二LED光源输出的色温，并按比例降低G信号和R信号的占空比来调节所述第一LED光源和所述第二LED光源输出的亮度。因此，控制信号可以确定对于期望的色温第一LED光源激活与第二LED光源激活的比率。对于期望的亮度，可以按比例降低该比率。然后控制信号被发送至LED驱动器单元，LED驱动器单元使用两根导线对并联连接至LED驱动器的许多LED串供电。LED驱动器单元被设置成控制电源与将电源供应至反并联布置的至少两个LED光源的电线之间的电传导。

在其中一具体实施例中，在所述LED驱动器单元中设置有配置为H桥电路的开关阵列，在所述开关阵列中设置有控制所述第一LED光源的第一信号输入端和控制所述第二LED光源的第二信号输入端，所述控制单元向所述第一信号输入端发送控制第一色温的G信号，向所述第二信号输入端发送控制第二色温的R信号，且所述G信号和所述R信号交替地被给予高电平。

其中，所述第一LED光源发射的第一色温的光为冷白光，所述第二LED光源发射的第二色温的光为暖白光。

在具体的实施过程中，G信号和R信号可以按以下方式被交替地给予高电平：在一个周期中，色温可通过控制G信号与R信号的高电平的比率来调节，比方说例如，G信号为高电平占10%且R信号为高电平占80%；G信号为高电平占20%且R信号为高电平占70%；G信号为高电平占80%且R信号为高电平占10%等。在各个实施例中，裕度可以内置到占空比中，比方说例如10%。一旦确定一个占空比的色温的比率，可通过按比例降低该色温的占空比来调节亮度。例如，对于G信号为高电平占45%且R信号为高电平占45%的色温，可通过将占空比降低到G信号为高电平占40%且R信号为高电平占40%、G信号为高电平占5%且R信号为高电平占5%等来降低总亮度的输出。应当注意，当色温处于或接近CCT的下限或上限时，在调节亮度时，具有较小占空比的信号应当被当作标准。例如，对于10%和80%的比率，将两者的亮度都降低10%会熄灭仅以10%占空比接通的LED，导致光输出为全部暖白或全部冷白。因此，接近上限或下限时，占空比应按比例降低以避免一起熄灭LED串中的一串。附图3中，示出了对于各个色温和亮度，G信号和R信号的占空比的示范性比率的图形。在前两行中，G信号为接通，提供冷白光，G信号和R信号两者都断开短的时段，然后，输出被切换到R信号接通，提供暖白光。在第三和第四行中，G信号和R信号被断开、接通以提供自然白光。在第五和第六行中，G信号和R信号被按比例减小，以调暗光的总亮度，同时保持自然白光。

需要说明的是，该系统还可以用来控制具有各种光学特性的LED光源，并不只限于色温，所述光学特性包括但不限于红色、绿色、蓝色、白色和/或色温。

还需要说明的是，开关阵列可以配置成以比人的视觉的闪光融合阈值大的频率选择性地将电源电耦合到第一LED光源和第二LED光源，使得当LED光源被打开和关闭时可提供明显平稳的不间断的照明。开关阵列可以被配置成选择性将电源电耦合到第一LED光源和第二LED光源，从而使得能够通过交替正向偏置第一LED光源反向偏置第二LED光源或者反向偏置第一LED光源正向偏置第二LED光源选择由照明系统发射的光的总光学特性。开关阵列还可以配置成独立于由照明系统发射的光的总光学特性，通过选择性地从电源断开第一LED光源和第二LED光源两者，调暗由照明系统发射的光的总强度。

请继续参阅图4，在其中一具体实施例中，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，在所述LED驱动器单元的开关阵列中，接收G信号的第一信号输入端连接至电阻R6的一端和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接至N沟道增强型MOS管Q1的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q1的源极接地，电阻R4的一端连接至所述N沟道增强型MOS管Q1的漏极，所述电阻R4的另一端连接至电阻R2的一端、NPN三极管Q4的基极以及PNP三极管Q10的基极，所述NPN三极管Q4的发射极连接至所述PNP三极管Q10的发射极和电阻R3的一端，所述电阻R2的另一端和所述NPN三极管Q4的集电极均连接至电源单元，所述PNP三极管Q10的集电极接地，所述电阻R3的另一端连接至P沟道增强型MOS管Q13的栅极，所述P沟道增强型MOS管Q13的源极连接至电源单元和二极管D4的阴极，所述P沟道增强型MOS管Q13的漏极连接至所述第一LED光源、所述二极管D4的阳极以及N沟道增强型MOS管Q3的漏极，所述N沟道增强型MOS管Q3的源极接地，所述电阻R6的另一端经电阻R7接地，同时该端连接至N沟道增强型MOS管Q5的栅极；同理，接收R信号的第二信号输入端连接至电阻R5的一端和电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接至N沟道增强型MOS管Q2的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q2的源极接地，电阻R30的一端连接至所述N沟道增强型MOS管Q2的漏极，所述电阻R30的另一端连接至电阻R27的一端、NPN三极管Q12的基极以及PNP三极管Q11的基极，所述NPN三极管Q12的发射极连接至所述PNP三极管Q11的发射极和电阻R24的一端，所述电阻R27的另一端和所述NPN三极管Q12的集电极均连接至电源单元，所述PNP三极管Q11的集电极接地，所述电阻R24的另一端连接至P沟道增强型MOS管Q6的栅极，所述P沟道增强型MOS管Q6的源极连接至电源单元、二极管D5的阴极，所述P沟道增强型MOS管Q6的漏极连接至所述第二LED光源、所述二极管D5的阳极以及N沟道增强型MOS管Q5的漏极，所述N沟道增强型MOS管Q5的源极接地，所述电阻R8的另一端经电阻R9接地，同时该端连接至所述N沟道增强型MOS管Q3的栅极。

因此，在LED驱动器单元的开关阵列中提供了至少两个P沟道增强型MOS管（Q13和Q6）和至少两个N沟道增强型MOS管（Q3和Q5）。P沟道增强型MOS管控制高端驱动关断函数，而N沟道增强型MOS管控制低端驱动关断函数。第二LED光源发射的暖白色和第一LED光源发射的冷白色被交替打开，以通过两组脉冲宽度调制PWM实现色温和亮度调节。使用中，来自控制单元的智能控制信号G信号和R信号，它们是控制单元的输出PWM信号，是用于控制暖白色LED和冷白色LED的控制信号。在图4中，子部分1内包含的电路控制P沟道增强型MOS管 Q13和N沟道增强型MOS管 Q5以确保交错导通。在附图4中，子部分2内包含的电路控制P沟道增强型MOS管 Q6和N沟道增强型MOS管 Q3以确保交错导通。在图4中，子部分3中包含的电路为LED传导电路。Q13和Q5被分在一组，并且Q6和Q3被分在一组，他们分别控制第一LED光源和第二LED光源的导通（在附图4中，第一LED光源为LED1，第二LED光源为LED2）。当G信号处于高电平时，它通过电阻R6到达到达N沟道增强型MOS管 Q5的栅电极，将激活N沟道增强型MOS管Q5。G信号还会通过电阻R1以激活N沟道增强型MOS管Q1。通过激活N沟道增强型MOS管Q1，低电平信号会通过互补三极管Q4、Q10的推挽输出通过R3到达Q13。由于Q13为P沟道增强型MOS管，所以低电平信号会激活Q13。激活Q13、Q5导致第一LED光源点亮。当G信号处于低电平时，Q5、Q13会被关断，导致第一LED光源不点亮。子部分1、2中包含的电路是对称的，信号控制导通的原理基本上相同。因此，当R信号处于高电平时，Q6、Q3将被激活，导致第二LED光源点亮，并且当R信号为低时，Q6、Q13将被停用，导致第二LED光源不点亮。

此外，子部分1和子部分2的电路可以被修改为能够将适当的控制信号提供至子部分3的其它电路。如果子部分3被修改，则可能必需对子部分1和子部分2进行适当修改。考虑了电路的各种其它实施方式以获得冷白色和暖白色驱动信号，以实现二线控制两个不同的LED串。

在其中一具体实施例中，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述控制单元通过Zigbee、Zwave、射频、WiFi、Lora和蓝牙中的任一种，或者KNX、DMX、DALI中的任一种的方式将所述控制信号发送至所述LED驱动器单元。

在其中一具体实施例中，所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，所述第一LED光源和所述第二LED光源分别包括串联和/或并联连接的多个LED，或者分别包括串联和/或并联连接的多个LED串。如图5和图6所示，示出了第一LED光源 104和第二LED光源106的各种实施方式。如图5中所示，在具体的实施过程中，第一LED光源LED 104、第二LED光源106可以各自包括串联耦合在一起的多个LED，例如，在图5中各自示出了3个LED。如图6中所示，第一LED光源LED 104可包括串联的多个LED，例如LED1-LED4，且可包括并联的多个LED串，例如104a、104n。类似地，第二LED光源LED 106可包括串联的多个LED，例如 LED5-LED8，且可包括相互并联连接但反并联连接至LED串104a-104n的多个LED串，例如106a、106n。因此，这些LED阵列可以指一个或多个LED的任何独立供电的和/或控制的组。LED可以是发光二极管或者能够执行本实施例中描述的功能的任何发光装置。LED串可以指串联连接的一个或多个LED的组或者并联连接的两个或更多个这种串联连接的LED组，并且在各个实施例中，具有相似的光谱性质。例如，并联布线且一起打开和关闭的许多个LED组可以认为是单个串。如图6中所示，每个LED串可包括其间具有或不具有电阻器的任何数目的LED。

在其中一具体实施例中，在所述LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性中，所述LED驱动器单元切换电压的极性的频率大于人的视觉闪光融合阈值。

需要说明的是，每个LED能够以比人的视觉的闪光融合阈值更快的速率被打开或关闭，使得当LED被打开和关闭时可以提供明显平稳的和不间断的照明。LED具有两个或更多截然不同的CCT或颜色。开关阵列使LED的总光强和LED输出的总颜色在某些界限内能够以调节的方式被打开和关闭。具体讲，在第一时间子间隔内，在第一LED光源被打开时，第二LED光源被关闭；在第二时间子间隔内，第二LED光源被打开，且第一LED光源被关闭。对于一些时间子间隔，以此类推，可以产生这种照明模式的周期序列。由于人的视觉的时间平均性质，所感知的照明颜色将取决于一些颜色被打开的相对时间量和其它颜色被打开的时间量。而且，包括关闭所有LED的时间子间隔将降低照明的时间平均（因此降低被感知）的亮度。通过适当地操纵LED驱动器单元中的开关可以实现颜色混合和调光二者。

通过迫使脉冲宽度和方向改变的电流通过负载，实现对反并联LED串中的每一个的光输出亮度的独立控制以及对组合LED负载的总强度的独立控制。反并联LED光源可以具有不同颜色，允许混合或调节照明系统的被感知的颜色。在一些实施例中，反并联LED光源可以具有其它不同，改变反并联光源中的每一个的电流可以允许改变或调节这些特性。如本发明实施例中讨论的，开关阵列可以被配置成控制超过两组LED，这种开关阵列可以用来改变或调节分别操作的每组或LED串的三个或更多特性之间的一个或多个光学参数。

色温是由冷白色LED与暖白色LED的接通占空比所确定的。在各个实施例中，由于电路的固有延迟，总占空比可以稍微被降低到例如90%。当对于特定的色温调节亮度时，冷白和暖白的接通占空比被按比例降低以实现亮度调节。尽管冷白色和暖白色不是同时打开的，但调节开关的速度比人眼能够区别的时间更快。

如上所述，本发明提供的用于调节LED光源色温和亮度的系统，该系统能够使用两根线来控制两个不同的LED光源，并对LED光源的总输出色温和亮度进行调节。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，包括：

LED光源单元，其包括反并联连接的第一LED光源和第二LED光源，且所述第一LED光源发射第一色温的光，所述第二LED光源发射第二色温的光；

LED驱动器单元，其设置有第一输出端和第二输出端，并分别连接至反并联连接的第一LED光源和第二LED光源；以及

控制单元，其与所述LED驱动器单元通信连接，用于向所述LED驱动器单元发送调节色温和亮度的控制信号，所述LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性，以使所述第一LED光源和所述第二LED光源交替地被打开和关闭。

2.如权利要求1所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，在所述LED驱动器单元中设置有配置为H桥电路的开关阵列，在所述开关阵列中设置有控制所述第一LED光源的第一信号输入端和控制所述第二LED光源的第二信号输入端，所述控制单元向所述第一信号输入端发送控制第一色温的G信号，向所述第二信号输入端发送控制第二色温的R信号，且所述G信号和所述R信号交替地被给予高电平。

3.如权利要求2所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，所述控制单元包括智能控制信号产生电路、与所述智能控制信号产生电路连接的脉宽调制信号驱动转换电路，以及与所述脉宽调制信号驱动转换电路连接的调光主拓扑回路，其中，所述智能控制信号产生电路基于期望的色温和亮度产生控制信号即G信号和R信号，具体为：通过产生的所述G信号和所述R信号的高电平的比率来调节所述第一LED光源和所述第二LED光源输出的色温，并按比例降低G信号和R信号的占空比来调节所述第一LED光源和所述第二LED光源输出的亮度。

4.如权利要求3所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，在所述开关阵列中，接收G信号的第一信号输入端连接至电阻R6的一端和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接至N沟道增强型MOS管Q1的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q1的源极接地，电阻R4的一端连接至所述N沟道增强型MOS管Q1的漏极，所述电阻R4的另一端连接至电阻R2的一端、NPN三极管Q4的基极以及PNP三极管Q10的基极，所述NPN三极管Q4的发射极连接至所述PNP三极管Q10的发射极和电阻R3的一端，所述电阻R2的另一端和所述NPN三极管Q4的集电极均连接至电源单元，所述PNP三极管Q10的集电极接地，所述电阻R3的另一端连接至P沟道增强型MOS管Q13的栅极，所述P沟道增强型MOS管Q13的源极连接至电源单元和二极管D4的阴极，所述P沟道增强型MOS管Q13的漏极连接至所述第一LED光源、所述二极管D4的阳极以及N沟道增强型MOS管Q3的漏极，所述N沟道增强型MOS管Q3的源极接地，所述电阻R6的另一端经电阻R7接地，同时该端连接至N沟道增强型MOS管Q5的栅极；同理，接收R信号的第二信号输入端连接至电阻R5的一端和电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接至N沟道增强型MOS管Q2的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q2的源极接地，电阻R30的一端连接至所述N沟道增强型MOS管Q2的漏极，所述电阻R30的另一端连接至电阻R27的一端、NPN三极管Q12的基极以及PNP三极管Q11的基极，所述NPN三极管Q12的发射极连接至所述PNP三极管Q11的发射极和电阻R24的一端，所述电阻R27的另一端和所述NPN三极管Q12的集电极均连接至电源单元，所述PNP三极管Q11的集电极接地，所述电阻R24的另一端连接至P沟道增强型MOS管Q6的栅极，所述P沟道增强型MOS管Q6的源极连接至电源单元、二极管D5的阴极，所述P沟道增强型MOS管Q6的漏极连接至所述第二LED光源、所述二极管D5的阳极以及N沟道增强型MOS管Q5的漏极，所述N沟道增强型MOS管Q5的源极接地，所述电阻R8的另一端经电阻R9接地，同时该端连接至所述N沟道增强型MOS管Q3的栅极。

5.如权利要求3所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，所述控制单元通过Zigbee、Zwave、射频、WiFi、Lora和蓝牙中的任一种，或者KNX、DMX、DALI中的任一种的方式将所述控制信号发送至所述LED驱动器单元。

6.如权利要求1所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，所述第一LED光源和所述第二LED光源分别包括串联和/或并联连接的多个LED，或者分别包括串联和/或并联连接的多个LED串。

7.如权利要求3所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，在所述LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至所述第一LED光源和所述第二LED光源的电压的极性中，所述LED驱动器单元切换电压的极性的频率大于人的视觉闪光融合阈值。

8.如权利要求6所述的用于调节LED光源色温和亮度的系统，其特征在于，所述第一LED光源发射的第一色温的光为冷白光，所述第二LED光源发射的第二色温的光为暖白光。

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