CN112235905A - 亮度调节电路及灯具、led亮度的控制方法 - Google Patents

亮度调节电路及灯具、led亮度的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种亮度调节电路及灯具、LED亮度的控制方法，上述亮度调节电路包括：微控制单元，与开关管驱动器连接，用于向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；所述开关管驱动器，与所述开关管连接，用于接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；所述开关管，与发光二极管LED灯珠串联，用于在所述开断信号的指示下进行所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度，因此，可以解决现有技术中，由于开关管对于较低占空比的PWM信号无法响应，进而导致LED灯珠无法达到更高的调光深度等问题。

Description

亮度调节电路及灯具、LED亮度的控制方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种亮度调节电路及灯具、LED亮度的控制方法。
背景技术
相关技术中，目前调光电路一般采用的都是恒流调光技术，恒流调光技术是指无论调光引脚输入的PWM还是模拟信号，都在调节调光芯片内部的基准的电压值，基准电压的大小决定LED的亮度；因为本身的基准电压不大，都是毫伏级别的信号，当调低基准电压时，芯片本身有分辨率，因此不能无限的调低，当调光深度调到1％时，基准电压就很难分辨出来了，因此LED调光深度也就被限制的1％左右。现有技术中也有采用恒压恒流电源的驱动技术，如图1所示的调色温调色彩的电路，降压电路U1芯片实现恒流恒压，调光电路中的开关管Q1,Q2,Q3,Q4,Q5和微处理器连接，但是由于开关管有寄生电容存在，因此开关管的开通和关断延时较长，当微处理器输出低占空比的PWM(比如频率为10KHz,占空比为1％以下)时，开关管无法做出相应的反应。
针对相关技术中，由于开关管对于较低占空比的PWM信号无法响应，进而导致LED灯珠无法达到更高的调光深度等问题，尚未提出有效的技术方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种亮度调节电路及灯具、LED亮度的控制方法，以至少解决相关技术中，由于开关管对于较低占空比的PWM信号无法响应，进而导致LED灯珠无法达到更高的调光深度等问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种亮度调节电路，包括：微控制单元，与开关管驱动器串联，用于向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；所述开关管驱动器，与所述开关管连接，用于接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；所述开关管，与发光二极管LED灯珠串联，用于在所述开断信号的指示下进行所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
在一个示例性实施例中，所述微控制单元，还用于在所述PWM信号的占空比大于目标占空比的情况下，将频率大于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器，以及在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器。
在一个示例性实施例中，所述微控制单元，还用于在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号的频率按照预设间隔下降到目标频率。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，其中，所述微控制单元，用于输出第一PWM信号和第二PWM信号至所述开关管驱动器；所述开关管驱动器，用于根据所述第一PWM信号向与暖光灯珠连接的第一开关管发送第一开断信号，以及根据所述第二PWM信号向与冷光灯珠连接的第二开关管发送第一关断信号，其中，所述第一PWM信号的占空比与所述第一开关管的开通时间成正比；所述第一开关管，用于根据所述第一开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度；所述第二开关管，用于根据所述第一关断信号关闭所述冷光灯珠。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，其中，所述微控制单元，用于输出第三PWM信号和第四PWM信号至所述开关管驱动器；所述开关管驱动器，用于根据所述第三PWM信号向与暖光灯珠连接的第三开关管发送第二关断信号，以及根据所述第四PWM信号向与冷光灯珠连接的第四开关管发送第二开断信号，其中，所述第四PWM信号的占空比与所述第四开关管的开通时间成正比；所述第三开关管，用于根据所述第二关断信号关闭所述冷光灯珠；所述第四开关管，用于根据所述开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括：暖光灯珠和冷光灯珠，其中，所述微控制单元，用于输出第五PWM信号和第六PWM信号至所述开关管驱动器；所述开关管驱动器，用于根据所述第五PWM信号向与暖光灯珠连接的第五开关管发送第三开断信号，以及根据所述第六PWM信号向与冷光灯珠连接的第六开关管发送第四开断信号，其中，所述第五PWM信号的占空比与所述第五开关管的开通时间成正比，所述第六PWM信号的占空比与所述第六开关管的开通时间成正比；所述第五开关管，用于根据所述第三开断信号控制所述第五开关管的开通或关断，以根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的第一亮度；所述第六开关管，用于根据所述第四开断信号控制所述第六开关管的开通或关断，以根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的第二亮度。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠，用于根据所述第一亮度和所述第二亮度确定所述LED灯珠的照明亮度和/或色温。
在一个示例性实施例中，所述开关管驱动器，包括：放大器，用于接收所述微控制单元输出的所述PWM信号；驱动芯片，与所述放大器串联，用于对所述PWM信号进行分析，得到分析结果；三极管，与所述驱动芯片串联，用于根据所述分析结果向所述开关管发送开断信号。
在一个示例性实施例中，所述微控制单元包括：PWM发生器，用于向所述开关管驱动器发送PWM信号。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种灯具，包括以上任一项的亮度调节电路。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种LED亮度的控制方法，应用于以上任一项调节电路，包括：向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；响应所述开断信号，控制所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
在一个示例性实施例中，向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号，包括：在所述PWM信号的占空比大于目标占空比的情况下，将频率大于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器；在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器。
在一个示例性实施例中，在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号的频率按照预设间隔下降到目标频率。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，所述方法还包括：输出第一PWM信号和第二PWM信号至所述开关管驱动器；根据所述第一PWM信号向与暖光灯珠连接的第一开关管发送第一开断信号，以及根据所述第二PWM信号向与冷光灯珠连接的第二开关管发送第一关断信号，其中，所述第一PWM信号的占空比与所述第一开关管的开通时间成正比；根据所述第一开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度；根据所述第一关断信号关闭所述冷光灯珠。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，所述方法还包括：输出第三PWM信号和第四PWM信号至所述开关管驱动器；根据所述第三PWM信号向与暖光灯珠连接的第三开关管发送第二关断信号，以及根据所述第四PWM信号向与冷光灯珠连接的第四开关管发送第二开断信号，其中，所述第四PWM信号的占空比与所述第四开关管的开通时间成正比；根据所述第二关断信号关闭所述冷光灯珠；根据所述开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括：暖光灯珠和冷光灯珠，所述方法还包括：输出第五PWM信号和第六PWM信号至所述开关管驱动器；根据所述第五PWM信号向与暖光灯珠连接的第五开关管发送第三开断信号，以及根据所述第六PWM信号向与冷光灯珠连接的第六开关管发送第四开断信号，其中，所述第五PWM信号的占空比与所述第五开关管的开通时间成正比，所述第六PWM信号的占空比与所述第六开关管的开通时间成正比；根据所述第三开断信号控制所述第五开关管的开通或关断，以根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的第一亮度；根据所述第四开断信号控制所述第六开关管的开通或关断，以根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的第二亮度。
通过本发明，微控制单元，与开关管驱动器连接，用于向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；所述开关管驱动器，与所述开关管连接，用于接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；所述开关管，与发光二极管LED灯珠串联，用于在所述开断信号的指示下进行所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度，即在开关管与微控制单元之间连接开关管驱动器，即使PWM信号的占空比很低，也可以通过开关管驱动器驱动开关管对PWM信号进行响应，因此，可以解决现有技术中，由于开关管对于较低占空比的PWM信号无法响应，进而导致LED灯珠无法达到更高的调光深度等问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中的调色温调色彩电路示意图；
图2是根据本发明实施例的亮度调节电路的结构图；
图3是根据本发明可选实施例的单路灯珠控制电路示意图；
图4是根据本发明可选实施例的多路灯珠控制电路示意图；
图5是根据本发明可选实施例的恒流恒压电源双路驱动电路示意图；
图6是根据本发明可选实施例的LED灯珠上的电流波形示意图；
图7是根据本发明可选实施例的调光深度和开关管驱动器的输入控制的信号频率关系折线图；
图8是根据本发明实施例的LED亮度的控制方法的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本实施例中提供了一种亮度调节电路，应用于上述灯具中，图2是根据本发明实施例的亮度调节电路的结构图，包括：
微控制单元20，与开关管驱动器连接，用于向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；
所述开关管驱动器22，与所述开关管连接，用于接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；
所述开关管24，与发光二极管LED灯珠串联，用于在所述开断信号的指示下进行所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
通过上述电路，微控制单元，与开关管驱动器连接，用于向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；所述开关管驱动器，与所述开关管连接，用于接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；所述开关管，与发光二极管LED灯珠串联，用于在所述开断信号的指示下进行所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度，即在开关管与微控制单元之间连接开关管驱动器，即使PWM信号的占空比很低，也可以通过开关管驱动器驱动开关管对PWM信号进行响应，因此，可以解决现有技术中，由于开关管对于较低占空比的PWM信号无法响应，进而导致LED灯珠无法达到更高的调光深度等问题，实现可连续的从高亮度到低亮度，增加调光深度，保证亮度变化的连续性，保证亮度不突变。
需要说明的是，开关管优选MOS管，MOS管驱动器发出的是一种PWM信号，频率与占空比与控制器发出的基本一致，但是驱动电压和电流会被放大，开关管还可以是IGBT、晶体管、三极管等其他开关管，本发明实施例对此不做限定，另外，LED灯珠不限数量，可以是一个灯珠，也可以是多个灯珠。
上述微控制单元还用于在所述PWM信号的占空比大于目标占空比的情况下，将频率大于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器，以及在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器。
简而言之，微控制单元输出至开关管驱动器的PWM信号的频率由PWM信号的占空比决定，当PWM信号的占空比大于目标占空比时，输出频率大于预设阈值的PWM信号，当PWM信号的占空比小于或等于目标占空比时，输出频率小于预设阈值的PWM信号，可以理解的是，PWM信号的占空比决定微控制单元输出至开关管驱动器的PWM信号的频率。
举例来说，PWN信号的目标占空比为25％，输出频率预设阈值为3.125KHz，当PWM信号的占空比为50％时，微控制单元输出至开关管驱动器的PWM信号的频率为10KHz，当PWM信号的占空比为1％时，微控制单元输出至开关管驱动器的PWM信号的频率为1KHz。需要说明的是，上述PWN信号的目标占空比的数值以及微控制单元输出至开关管驱动器的PWM信号的频率的数值仅仅是为了理解本发明实施例的技术方案选择的数值，实际操作过程中可以任意可能的数值。
在另一个可选实施例中，上述微控制单元还用于在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号的频率按照预设间隔下降到目标频率。
也就是说，确定所述PWM信号的占空比是否小于或等于目标占空比，如果确定PWM信号的占空比小于或等于目标占空比，按照所述预设间隔进行频率降低，直到PWM信号的频率下降到目标频率，需要说明的是，所述预设间隔以及目标频率，本发明实施例对此不进行限定。
例如，PWM信号的目标占空比为25％，此时PWM的频率为10KHz，当PWM信号的占空比比目标占空比小，PWM信号的频率下降0.4KHz。当获取到PWM信号的占空比为20％，确定PWM信号的占空比小于PWM信号的目标占空比，进而将PWM信号的频率下降到8KHz。PWM信号的频率可以按照一个微速变化，且符合规则的间隔进行下降，本发明实施例对此不做限定。
在一个可选实施例中，上述发光二极管LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，其中，所述微控制单元，用于输出第一PWM信号和第二PWM信号至所述开关管驱动器；所述开关管驱动器，用于根据所述第一PWM信号向与暖光灯珠连接的第一开关管发送第一开断信号，以及根据所述第二PWM信号向与冷光灯珠连接的第二开关管发送第一关断信号，其中，所述第一PWM信号的占空比与所述第一开关管的开通时间成正比；所述第一开关管，用于根据所述第一开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度；所述第二开关管，用于根据所述第一关断信号关闭所述冷光灯珠。
可以看出，上述实施例用于单路使用暖光灯的情况下，微控制单元输出第一PWM信号和第二PWM信号至开关管驱动器，开关管驱动器根据PWM信号向开关管发送开断信号，根据第一PWM信号，开关管驱动器输出第一开断信号，控制与暖光灯珠连接的第一开关管的开通或关断，根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度，当第一PWM信号的占空比越小时，暖光灯珠的亮度越低，当第一PWM信号的占空比越大时，暖光灯珠的亮度越高，此时，根据第二PWM信号开关管驱动器输出第一关断信号，控制与冷光灯珠连接的第二开关管的关断，冷光灯珠不亮。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，其中，所述微控制单元，用于输出第三PWM信号和第四PWM信号至所述开关管驱动器；所述开关管驱动器，用于根据所述第三PWM信号向与暖光灯珠连接的第三开关管发送第二关断信号，以及根据所述第四PWM信号向与冷光灯珠连接的第四开关管发送第二开断信号，其中，所述第四PWM信号的占空比与所述第四开关管的开通时间成正比；所述第三开关管，用于根据所述第二关断信号关闭所述冷光灯珠；所述第四开关管，用于根据所述开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度。
可以看出，上述实施例用于单路使用冷光灯的情况下，微控制单元输出第三PWM信号和第四PWM信号至开关管驱动器，开关管驱动器根据PWM信号向开关管发送开断信号，根据第四PWM信号，开关管驱动器输出第二开断信号，控制与冷光灯珠连接的第四开关管的开通或关断，根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度，当第四PWM信号的占空比越小时，冷光灯珠的亮度越低，当第四PWM信号的占空比越大时，冷光灯珠的亮度越高，此时，根据第三PWM信号开关管驱动器输出第二关断信号，控制与冷光灯珠连接的第三开关管的关断，暖光灯珠不亮。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠包括：暖光灯珠和冷光灯珠，其中，所述微控制单元，用于输出第五PWM信号和第六PWM信号至所述开关管驱动器；所述开关管驱动器，用于根据所述第五PWM信号向与暖光灯珠连接的第五开关管发送第三开断信号，以及根据所述第六PWM信号向与冷光灯珠连接的第六开关管发送第四开断信号，其中，所述第五PWM信号的占空比与所述第五开关管的开通时间成正比，所述第六PWM信号的占空比与所述第六开关管的开通时间成正比；所述第五开关管，用于根据所述第三开断信号控制所述第五开关管的开通或关断，以根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的第一亮度；所述第六开关管，用于根据所述第四开断信号控制所述第六开关管的开通或关断，以根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的第二亮度。
也就是说，上述实施例用于多路使用冷暖混光灯的情况下，微控制单元输出第五PWM信号和第六PWM信号至开关管驱动器，开关管驱动器根据PWM信号向开关管发送开断信号，根据第五PWM信号，开关管驱动器输出第三开断信号，控制与暖光灯珠连接的第五开关管的开通或关断，根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度，当第五PWM信号的占空比越小时，暖光灯珠的亮度越低，当第五PWM信号的占空比越大时，暖光灯珠的亮度越高，此时，根据第六PWM信号开关管驱动器输出第四开断信号，控制与冷光灯珠连接的第六开关管的开通或关断，根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度，当第六PWM信号的占空比越小时，冷光灯珠的亮度越低，当第六PWM信号的占空比越大时，冷光灯珠的亮度越高。
在一个示例性实施例中，所述LED灯珠，用于根据所述第一亮度和所述第二亮度确定所述LED灯珠的照明亮度和/或色温。
也就是说，LED灯珠的照明亮度和/或色温由第一亮度和第二亮度决定，即由LED暖光灯珠和LED冷光灯珠进行混光决定。
例如，LED暖光灯珠的亮度最强时为2000毫坎德拉(MCD)，LED冷光灯珠的亮度最强时为4000MCD，使用时将LED暖光灯珠的亮度调为1000MCD，LED冷光灯珠的亮度调为2000MCD，最终LED暖光灯珠的亮度为3000MCD。
在一个示例性实施例中，所述开关管驱动器，包括：放大器，用于接收所述微控制单元输出的所述PWM信号；驱动芯片，与所述放大器串联，用于对所述PWM信号进行分析，得到分析结果；三极管，与所述驱动芯片串联，用于根据所述分析结果向所述开关管发送开断信号。
也就是说，开关管驱动器由放大器，驱动芯片和三极管组成，完成接收微控制单元输出的所述PWM信号，对所述PWM信号进行分析，并根据所述分析结果向所述开关管发送开断信号的任务。
在一个示例性实施例中，所述微控制单元包括：PWM发生器，用于向所述开关管驱动器发送PWM信号。
为了更好理解上述亮度调节电路，以下结合可选实施例对上述技术方案进行解释说明，但不用于限定本发明实施例的技术方案。
以下对本发明可选实施例的名词进行解释，以便更好的理解本发明可选实施例的方案。
调光亮度(0％-100％)：灯光的亮度，0％时灯被关掉了；100％时灯最亮。
调光深度：即灯光的最小亮度和灯光的最大亮度的百分比；调光深度越深代表灯光亮度可以被控制的越小。
调光PWM：通过微控制单元MCU输出脉冲宽度调制PWM信号至开关管驱动器，经过开关管的驱动器来控制开关管的开通和关断来调节亮度。
PWM的频率：MCU输出的控制信号的频率；一般来讲PWM的频率越高，灯具的频闪指数越低；因此为了做无频闪的灯具，一般需要用高频率的PWM或采用模拟信号调光。
PWM的占空比：一个PWM波形周期内，MCU输出高电平的时间和周期T的百分比。
PWM的最小占空比：MCU在一个PWM周期内，能够输出最小的高电平和周期T的百分比。
灯具频闪要求：灯具在额定电压下工作时，其光输出波形的波动深度不应大于以下限值：光输出波形频率≤9Hz，0.288％；9Hz＜光输出波形频率≤3125Hz，光输出波形频率×0.08/2.5(％)；光输出波形频率＞3125Hz，免除考核。
本发明实施例给出了一种亮度调节电路，不依靠调节基准电压，将每路LED灯珠的回路上串联上一个开关管用于控制LED灯珠的亮灭，采用集成的开关管芯片(相当于上述实施例中的开关管驱动器)(例如N4800等)来驱动开关管(例如CS630等)，以保证开关管在较小PWM占空比下仍可正常开关，实现万分之一调光，即实现从100％亮度一直调到万分之一亮度的调光电路。电路中灯珠开通的时间越短，亮度就越低，即调光深度就越深。
亮度调节电路的控制原理如下：
1、单路灯珠控制如下，单路灯珠控制电路图如图3所示：
当PWM1(相当于上述实施例中的开关管驱动器)输出控制信号(相当于上述实施例中的开断信号)，控制开关管Q2的开通或关断，当PWM的占空比越少时，暖光灯珠的亮度就会越低(此时PWM2输出低电平(相当于上述实施例中的关断信号)，Q3关断，冷光不亮)；
当PWM2输出控制信号，控制开关管Q3的开通或关断，当PWM的占空比越少时，冷光灯珠的亮度就会越低(此时PWM1输出低电平，Q2关断，暖光不亮)。
2、多路灯珠控制如下，多路灯珠控制电路图如图4所示：
当PWM1输出Q2的控制信号，PWM2输出Q3的控制信号，此时暖光灯珠和冷光灯珠同时点亮，而两种灯珠的亮度和对应的控制信号成正比关系。此电路可以应用于需要冷暖混光的色温可调灯具、WRGB彩光灯具等。
3、无频闪超低调光深度控制如下：
灯光亮度与PWM信号占空比成正比关系，为了实现超低亮度，通过将PWM控制信号的频率从某一较高亮度的占空比下开始下降，比如：从30％占空比开始，PWM控制信息号的频率逐渐从10KHz下降，比如到占空比为1％以下，频率降低到1KHz；如果直接从10KHz直接降到1KHz，就会出现频闪问题；如果在低亮度下采用10kHz调光频率，则调光深度无法降低到极低亮度。
调光电路的前级电源环境优选是恒流恒压(或限压)电源，如图3～图5所示。原因在于：要求前级电源电路在后级调光电路MOS开通过程中为恒流输出I，LED灯珠上的平均电流的大小I*duty(PWM的占空比)，I恒定，LED调光深度只取决于PWM的占空比(即：LED上的最小电流完全取决于最小的duty)。单纯的恒流电路，无法工作在快速的ON-OFF模式，因为当负载开路时，就处于开路保护模式了，而开路保护模式再次切换到恒流模式需要较长时间，因此在负载处于快速切换时，影响正常工作；而恒压恒流电路，当负载处于快速切换时，电路不会处于开路保护模式，当有负载时，输出为恒流，当负载开路时，为恒压模式，因此这种电路不影响负载快速开关模式；恒压恒流电路输入端输入的PWM作用是调节恒压恒流电路的恒流大小，比如PWM占空比为100％时，恒流为100mA,而当PWM占空比输入为5％时，恒流为5mA。
本发明实施例中的调节亮度电路中的LED灯珠可以是一路或多路，灯珠由灯珠组成，灯珠可以是串联也可以是并联，每路负载对应一个开关管对LED进行驱动，一个开关管驱动器可以驱动多个开关管。
为了同时满足“频闪指数”和“调光深度”这两个指标，采用变频调光技术，即在不同灯光亮度下采用的调光PWM频率不一样；在灯亮度比较高时，采用较高频率(大于3.125KHz)的PWM来调光，在亮度降低时，采用较低频率的PWM调光，PWM开通和关断MOS时，LED上的电流波形是断续，如图6所示波形。
在灯具由最亮调到越来越暗的过程中，微控制处理单元MCU输出的控制信号的频率是变化的，但是为了保障灯具能够满足频闪指数要求，控制信号的频率需要大于3.125kHz，如果没有频闪指数的要求，控制信号的频率可以不做限定，灯具调光深度和开关管驱动器的输入控制信号频率的关系如图7所示。
在较低亮度下调低PWM的频率，根据公式：PWM的频率f/PWM的最小占空比＝定值，MCU就可以输出更小占空比的PWM。因为调光深度、调光的顺滑度和调光PWM的最小占空比成正比；调光深度就可以调到1‰甚至万分之一。
在较低亮度下(比如：灯具的调光亮度在1％以下)，如果调光深度可以做到1‰，那从1‰～1％这一段调光的过程中，每次的亮度变化量已经非常小了；因此无论肉眼还是相机都很难感觉出频闪，这样调光频率就可以做到100Hz等较低调光频率。
与现有技术相比，本发明实施例的亮度调节电路，调光深度可以一直从100％调到万分之一；调光曲线非常柔和，解决了用户想要将灯光调的更暗的需求；同时如果是几路不同色温的灯珠进行混光，解决了色温混的更细腻，比如：2700K灯珠和6500K的灯珠进行混色温；如果最低调光深度为10％以上的调光技术，6450K，2750K的色温就无法混出来，原因是一路灯珠的最低亮度为10％(2700K)，另一路为亮度为90％(互补输出6500K)，这样色温大约在6000K以下了。
在本实施例中还提供了一种灯具，该灯具包括上述实施例中的亮度调节电路。
在本实施例中提供了一种LED亮度的控制方法，应用于上述灯具中，图8是根据本发明实施例的亮度的控制方法的流程图，包括：
步骤S802：向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；
步骤S804：接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；
步骤S806：响应所述开断信号，控制所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
通过上述方法，向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；响应所述开断信号，控制所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度，即根据PWM信号向开关管发送开断信号，即使PWM信号的占空比很低，也可以开关管也可以对PWM信号进行响应，因此，可以解决现有技术中，由于开关管对于较低占空比的PWM信号无法响应，进而导致LED灯珠无法达到更高的调光深度等问题，实现可连续的从高亮度到低亮度，增加调光深度，保证亮度变化的连续性，保证亮度不突变。
需要说明的是，开关管优选MOS管，MOS管驱动器发出的是一种PWM信号，频率与占空比与控制器发出的基本一致，但是驱动电压和电流会被放大，开关管也可以是IGBT、晶体管、三极管等其他开关管，本发明实施例对此不做限定，另外，LED灯珠不限数量，可以是一个灯珠，也可以是多个灯珠。
向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号的实现方式有多种，具体地：在所述PWM信号的占空比大于目标占空比的情况下，将频率大于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器；在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器。
简而言之，开关管驱动器接收的PWM信号的频率由PWM信号的占空比决定，当PWM信号的占空比大于目标占空比时，输出频率大于预设阈值的PWM信号，当PWM信号的占空比小于或等于目标占空比时，输出频率小于预设阈值的PWM信号，可以理解的是，PWM信号的占空比决定开关管驱动器接收的PWM信号的频率。
在一个示例性实施例中，在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号的频率按照预设间隔下降到目标频率。
也就是说，如果确定PWM信号的占空比小于或等于目标占空比，为了避免频率骤降，则按照所述预设间隔进行频率降低，直到PWM信号的频率下降到目标频率，保证了亮度变化的连续性和亮度不突变。
可选地，LED亮度的控制方法的实现方法有很多种，如下可选实施例：
实施例一：
所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，输出第一PWM信号和第二PWM信号至所述开关管驱动器；根据所述第一PWM信号向与暖光灯珠连接的第一开关管发送第一开断信号，以及根据所述第二PWM信号向与冷光灯珠连接的第二开关管发送第一关断信号，其中，所述第一PWM信号的占空比与所述第一开关管的开通时间成正比；根据所述第一开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度；根据所述第一关断信号关闭所述冷光灯珠。
可以看出，上述实施例用于单路使用暖光灯的情况下，输出第一PWM信号和第二PWM信号至开关管驱动器，开关管驱动器根据PWM信号向开关管发送开断信号，根据第一PWM信号，开关管驱动器输出第一开断信号，控制与暖光灯珠连接的第一开关管的开通或关断，根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度，当第一PWM信号的占空比越小时，暖光灯珠的亮度越低，当第一PWM信号的占空比越大时，暖光灯珠的亮度越高，此时，根据第二PWM信号开关管驱动器输出第一关断信号，控制与冷光灯珠连接的第二开关管的关断，冷光灯珠不亮。
实施例二：
所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，输出第三PWM信号和第四PWM信号至所述开关管驱动器；根据所述第三PWM信号向与暖光灯珠连接的第三开关管发送第二关断信号，以及根据所述第四PWM信号向与冷光灯珠连接的第四开关管发送第二开断信号，其中，所述第四PWM信号的占空比与所述第四开关管的开通时间成正比；根据所述第二关断信号关闭所述冷光灯珠；根据所述开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度。
可以看出，上述实施例用于单路使用冷光灯的情况下，输出第三PWM信号和第四PWM信号至开关管驱动器，开关管驱动器根据PWM信号向开关管发送开断信号，根据第四PWM信号，开关管驱动器输出第二开断信号，控制与冷光灯珠连接的第四开关管的开通或关断，根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度，当第四PWM信号的占空比越小时，冷光灯珠的亮度越低，当第四PWM信号的占空比越大时，冷光灯珠的亮度越高，此时，根据第三PWM信号开关管驱动器输出第二关断信号，控制与冷光灯珠连接的第三开关管的关断，暖光灯珠不亮。
实施例三：
LED灯珠包括：暖光灯珠和冷光灯珠，输出第五PWM信号和第六PWM信号至所述开关管驱动器；根据所述第五PWM信号向与暖光灯珠连接的第五开关管发送第三开断信号，以及根据所述第六PWM信号向与冷光灯珠连接的第六开关管发送第四开断信号，其中，所述第五PWM信号的占空比与所述第五开关管的开通时间成正比，所述第六PWM信号的占空比与所述第六开关管的开通时间成正比；根据所述第三开断信号控制所述第五开关管的开通或关断，以根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的第一亮度；根据所述第四开断信号控制所述第六开关管的开通或关断，以根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的第二亮度，其中，LED灯珠，用于根据第一亮度和第二亮度确定LED灯珠的照明亮度和/或色温。
也就是说，上述实施例用于多路使用冷暖混光灯的情况下，微控制单元输出第五PWM信号和第六PWM信号至开关管驱动器，开关管驱动器根据PWM信号向开关管发送开断信号，根据第五PWM信号，开关管驱动器输出第三开断信号，控制与暖光灯珠连接的第五开关管的开通或关断，根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度，当第五PWM信号的占空比越小时，暖光灯珠的亮度越低，当第五PWM信号的占空比越大时，暖光灯珠的亮度越高，此时，根据第六PWM信号开关管驱动器输出第四开断信号，控制与冷光灯珠连接的第六开关管的开通或关断，根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度，当第六PWM信号的占空比越小时，冷光灯珠的亮度越低，当第六PWM信号的占空比越大时，冷光灯珠的亮度越高。
在一个示例性实施例中，步骤S804还包括：接收所述PWM信号；对所述PWM信号进行分析，得到分析结果；根据所述分析结果向所述开关管发送开断信号。
本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，上述程序运行时执行上述任一项的方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
S1，向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；
S2，接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；
S3，响应所述开断信号，控制所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；
S2，接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；
S3，响应所述开断信号，控制所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种亮度调节电路，其特征在于，包括：
微控制单元，与开关管驱动器连接，用于向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；
所述开关管驱动器，与所述开关管连接，用于接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；
所述开关管，与发光二极管LED灯珠串联，用于在所述开断信号的指示下进行所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
2.根据权利要求1所述的亮度调节电路，其特征在于，所述微控制单元，还用于在所述PWM信号的占空比大于目标占空比的情况下，将频率大于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器，以及在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器。
3.根据权利要求2所述的亮度调节电路，其特征在于，所述微控制单元，还用于在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号的频率按照预设间隔下降到目标频率。
4.根据权利要求1所述的亮度调节电路，其特征在于，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，其中，
所述微控制单元，用于输出第一PWM信号和第二PWM信号至所述开关管驱动器；
所述开关管驱动器，用于根据所述第一PWM信号向与暖光灯珠连接的第一开关管发送第一开断信号，以及根据所述第二PWM信号向与冷光灯珠连接的第二开关管发送第一关断信号，其中，所述第一PWM信号的占空比与所述第一开关管的开通时间成正比；
所述第一开关管，用于根据所述第一开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度；
所述第二开关管，用于根据所述第一关断信号关闭所述冷光灯珠。
5.根据权利要求1所述的亮度调节电路，其特征在于，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，其中，
所述微控制单元，用于输出第三PWM信号和第四PWM信号至所述开关管驱动器；
所述开关管驱动器，用于根据所述第三PWM信号向与暖光灯珠连接的第三开关管发送第二关断信号，以及根据所述第四PWM信号向与冷光灯珠连接的第四开关管发送第二开断信号，其中，所述第四PWM信号的占空比与所述第四开关管的开通时间成正比；
所述第三开关管，用于根据所述第二关断信号关闭所述冷光灯珠；
所述第四开关管，用于根据所述开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度。
6.根据权利要求1所述的亮度调节电路，其特征在于，所述LED灯珠包括：暖光灯珠和冷光灯珠，其中，
所述微控制单元，用于输出第五PWM信号和第六PWM信号至所述开关管驱动器；
所述开关管驱动器，用于根据所述第五PWM信号向与暖光灯珠连接的第五开关管发送第三开断信号，以及根据所述第六PWM信号向与冷光灯珠连接的第六开关管发送第四开断信号，其中，所述第五PWM信号的占空比与所述第五开关管的开通时间成正比，所述第六PWM信号的占空比与所述第六开关管的开通时间成正比；
所述第五开关管，用于根据所述第三开断信号控制所述第五开关管的开通或关断，以根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的第一亮度；
所述第六开关管，用于根据所述第四开断信号控制所述第六开关管的开通或关断，以根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的第二亮度。
7.根据权利要求6所述的亮度调节电路，其特征在于，所述LED灯珠，用于根据所述第一亮度和所述第二亮度确定所述LED灯珠的照明亮度。
8.根据权利要求1所述的亮度调节电路，其特征在于，所述开关管驱动器，包括：
放大器，用于接收所述微控制单元输出的所述PWM信号；
驱动芯片，与所述放大器串联，用于对所述PWM信号进行分析，得到分析结果；
三极管，与所述驱动芯片串联，用于根据所述分析结果向所述开关管发送开断信号。
9.一种灯具，其特征在于，包括：权利要求1至8任一项所述的亮度调节电路。
10.一种LED亮度的控制方法，应用于权利要求1至8任一项所述的亮度调节电路，其特征在于，包括：
向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号；
接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号向所述开关管发送开断信号，其中，所述PWM信号的占空比与所述开关管的开通时间成正比；
响应所述开断信号，控制所述开关管的开通或关断，以调整所述LED灯珠的亮度。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，向所述开关管驱动器发送脉冲宽度调制PWM信号，包括：
在所述PWM信号的占空比大于目标占空比的情况下，将频率大于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器；
在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号输出至所述开关管驱动器。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述PWM信号的占空比小于或等于目标占空比的情况下，将频率小于预设阈值的PWM信号的频率按照预设间隔下降到目标频率。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，所述方法还包括：
输出第一PWM信号和第二PWM信号至所述开关管驱动器；
根据所述第一PWM信号向与暖光灯珠连接的第一开关管发送第一开断信号，以及根据所述第二PWM信号向与冷光灯珠连接的第二开关管发送第一关断信号，其中，所述第一PWM信号的占空比与所述第一开关管的开通时间成正比；
根据所述第一开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第一PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的亮度；
根据所述第一关断信号关闭所述冷光灯珠。
14.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述LED灯珠包括以下至少之一：暖光灯珠，冷光灯珠，所述方法还包括：
输出第三PWM信号和第四PWM信号至所述开关管驱动器；
根据所述第三PWM信号向与暖光灯珠连接的第三开关管发送第二关断信号，以及根据所述第四PWM信号向与冷光灯珠连接的第四开关管发送第二开断信号，其中，所述第四PWM信号的占空比与所述第四开关管的开通时间成正比；
根据所述第二关断信号关闭所述冷光灯珠；
根据所述开断信号控制所述开关管的开通或关断，以根据所述第四PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的亮度。
15.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述LED灯珠包括：暖光灯珠和冷光灯珠，所述方法还包括：
输出第五PWM信号和第六PWM信号至所述开关管驱动器；
根据所述第五PWM信号向与暖光灯珠连接的第五开关管发送第三开断信号，以及根据所述第六PWM信号向与冷光灯珠连接的第六开关管发送第四开断信号，其中，所述第五PWM信号的占空比与所述第五开关管的开通时间成正比，所述第六PWM信号的占空比与所述第六开关管的开通时间成正比；
根据所述第三开断信号控制所述第五开关管的开通或关断，以根据所述第五PWM信号的占空比调整所述暖光灯珠的第一亮度；
根据所述第四开断信号控制所述第六开关管的开通或关断，以根据所述第六PWM信号的占空比调整所述冷光灯珠的第二亮度。
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