CN113347759A - 一种五通道led驱动电路、驱动方法及led灯 - Google Patents

一种五通道led驱动电路、驱动方法及led灯 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种五通道LED驱动电路和驱动方法，其中，五通道LED驱动电路包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯。本发明兼顾5路LED驱动的灵活性和系统复杂性，通过将RGB驱动电路和W/C驱动电路分开但通过调光信号通讯，使得系统只需与RGB驱动电路通讯就能控制5路LED驱动，电路灵活性高，能够组合实现不同的LED驱动方案。同时，本发明还提供了一种包含五通道LED驱动电路的LED灯，采用上述五通道LED驱动电路结合其反馈的LED驱动电压调节信号，实现自适应调节LED供给电压，有效提高系统效率，增大LED输出功率和亮度。

Description

一种五通道LED驱动电路、驱动方法及LED灯
技术领域
本发明涉及电子领域，具体但不限于涉及一种五通道LED驱动电路、驱动方法及LED灯。
背景技术
随着社会的不断进步，LED灯在日常生产生活中越来越普及，其色彩范围越来越大，因此，其驱动控制器也随之不断发展。照明类LED灯大多只能发出白色光,可以从冷光到暖光连续调节，或者调节灯具的亮暗程度不至于太刺眼也不至于太暗看不清物体，而景观气氛类LED灯发出由三原色(红绿蓝)混合而成或一种原色的颜色光,以按照气氛的渲染要求，调节一定色域内的光颜色。
而在日常生活中RGB灯与冷暖(W/C)灯通常是相互配合使用的。如图1所示，是现有的RGB三色LED和W/C LED的驱动方案，直接5路全部为高压线性，RGB三色LED和W/C LED灯条全部接入高压，直接由交流电压整流后进行供电，通过线性恒流来驱动5路LED灯。其优势是系统简单，但不足之处是高压RGB三色LED灯条的色彩饱和度不够，难以满足高端需要。而采用低压RGB三色LED灯条可以解决色彩饱和度问题，可以采用独立的W/C驱动和RGB驱动，如图2所示，驱动电路搭配比较灵活，但是外围电路复杂，需要5路PWM调光信号分别控制5路电流。也可以采用把W/C驱动和RGB驱动集成到一起，如图3所示，电路集成度较高，并且使用I2C通讯来设定5路灯电流，但电路灵活度较差，而且RGB供电电压设定需要预留较宽范围，效率差损耗较大。
有鉴于此，需要提供一种新的驱动电路和驱动方法，以期解决上述至少部分问题。
发明内容
针对现有技术中的一个或多个问题，本发明提出了一种五通道LED驱动电路、驱动方法及LED灯，兼顾5路LED驱动的灵活性和系统复杂性，通过将RGB驱动电路和W/C驱动电路分开但通过调光信号通讯，使得系统只需与RGB驱动电路通讯就能控制5路LED驱动，有效提高系统效率，增大LED输出功率和亮度。
实现本发明目的的技术解决方案为：
根据本发明的一个方面，一种五通道LED驱动电路，包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯，其中，
RGB驱动电路的输入端耦接控制电路，输出端耦接RGB三色LED，用于根据获取的数据和时钟信号来驱动RGB三色LED；
冷暖光驱动电路的输入端耦接RGB驱动电路的信号端，输出端耦接冷暖光LED，用于根据获取的调光信号来驱动冷暖光LED。
进一步的，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路，或两个独立的驱动电路。
进一步的，冷暖光驱动电路的反馈端耦接交流-直流转换电路，用于将LED驱动电压调节信号输出至交流-直流转换电路。
进一步的，交流-直流转换电路包括高功率因数交流-直流转换电路或低功率因数交流-直流转换电路。
进一步的，调光信号包括PWM信号。
进一步的，控制电路与RGB驱动电路之间通过I2C信号通讯。
根据本发明的另一个方面，一种五通道LED驱动方法，包括：
控制电路生成并输出数据和时钟信号至RGB驱动电路；
RGB驱动电路接收数据和时钟信号并驱动RGB三色LED，再输出调光信号至冷暖光驱动电路；
冷暖光驱动电路接收调光信号并驱动冷暖光LED。
进一步的，五通道LED驱动方法还包括：
冷暖光驱动电路输出LED驱动电压调节信号至交流-直流转换电路；
交流-直流转换电路接收并根据LED驱动电压调节信号调节输出电压。
根据本发明的另一个方面，一种LED灯，包括上述任一的五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED和交流-直流降压电路，五通道LED驱动电路包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯；
其中，交流-直流降压电路的输入端接入交流电压，输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路，冷暖光LED的一端接入交流电压，另一端耦接冷暖光驱动电路。
进一步的，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路，或两个独立的驱动电路。
根据本发明的另一个方面，一种LED灯，包括上述任一的五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED、直流-直流降压电路和交流-直流转换电路，五通道LED驱动电路包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯；
其中，交流-直流转换电路的输入端接入交流电压，输出端耦接直流-直流降压电路和冷暖光LED，直流-直流降压电路的输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路，冷暖光LED的另一端耦接冷暖光驱动电路，冷暖光驱动电路的反馈端与交流-直流转换电路的反馈端耦接。
进一步的，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路，或两个独立的驱动电路。
进一步的，交流-直流转换电路与交流电压之间耦接有整流电路。
进一步的，交流-直流转换电路包括高功率因数交流-直流转换电路或低功率因数交流-直流转换电路。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明的五通道LED驱动电路采用RGB驱动电路和冷暖光驱动电路相结合的结构方式，既能集成为一个电路，又能作为独立的电路，能够灵活组合形成不同的驱动控制系统。RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯，控制系统只需与RGB驱动电路通讯来控制RGB LED亮度，再通过RGB驱动电路输出调光信号给冷暖光驱动电路来控制冷暖光LED灯条亮度，即可同时实现RGB和冷暖光的5路驱动控制。同时，通过冷暖光驱动电路输出电压调节信号，实现LED供给电压的自适应调节，能够有效提高系统效率，增大输出功率和LED亮度。在输入电压端加入高功率因数(PF)AC/DC或低PF AC/DC，能够实现高PF 5路LED驱动控制或低PF 5路LED驱动控制。
附图说明
图1示出了现有的RGB W/C LED的第一种驱动电路示意图。
图2示出了现有的RGB W/C LED的第二种驱动电路示意图。
图3示出了现有的RGB W/C LED的第三种驱动电路示意图。
图4示出了本发明一实施例的LED灯内部电路示意图。
图5示出了本发明一实施例的LED灯内部电路示意图。
图6示出了本发明一实施例的LED灯内部电路示意图。
不同示意图中相同的标号代表相同或相似的部件或组成。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。不同实施例的组合、不同实施例中的一些技术特征进行相互替换，相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接，如通过电传导媒介如导体的连接，其中电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容，也可通过说明书中实施例所描述的中间电路或部件的连接；间接连接还可包括可实现相同或相似功能的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、信号放大电路、跟随电路等电路或部件的连接。“多个”或“多”表示两个或两个以上。
根据本发明的一个方面，一种五通道LED驱动电路，包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯。在一个实施例中，调光信号为PWM信号。其中，RGB驱动电路的输入端耦接控制电路，输出端耦接RGB三色LED，用于根据获取的数据和时钟信号来驱动RGB三色LED。在一个实施例中，控制电路与RGB驱动电路之间通过I2C信号通讯。冷暖光驱动电路的输入端耦接RGB驱动电路的信号端，输出端耦接冷暖光LED，用于根据获取的调光信号来驱动冷暖光LED。
在一个实施例中，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路。在另一个实施例中，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为两个独立的驱动电路。
在一个实施例中，冷暖光驱动电路的反馈端耦接交流-直流转换电路，用于将LED驱动电压调节信号输出至交流-直流转换电路。在一个实施例中，交流-直流转换电路采用高功率因数交流-直流转换电路。在另一个实施例中，交流-直流转换电路采用低功率因数交流-直流转换电路。
根据本发明的一个方面，一种五通道LED驱动方法，包括：
控制电路生成并输出数据和时钟信号至RGB驱动电路；
RGB驱动电路接收数据和时钟信号并驱动RGB三色LED，再输出调光信号至冷暖光驱动电路；
冷暖光驱动电路接收调光信号并驱动冷暖光LED。
在一个实施例中，冷暖光驱动电路输出LED驱动电压调节信号至交流-直流转换电路；交流-直流转换电路接收并根据LED驱动电压调节信号调节输出电压。
根据本发明的一个方面，一种LED灯，包括上述的五通道LED驱动电路IC、RGB三色LED、冷暖光LED和交流-直流降压电路AC/DC。如图4所示，在一个实施例中，五通道LED驱动电路IC为集成式RGB+W/C 5路驱动电路，内部集成了RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过两路调光信号通讯，RGB驱动电路接入控制电路的数据信号data和时钟信号CLK。在一个实施例中，调光信号包括第一路PWM信号PWM1和第二路PWM信号PWM2。在一个实施例中，控制电路与五通道LED驱动电路IC之间通过I2C信号通讯。其中，交流-直流降压电路AC/DC的输入端接入交流电压ACin，输出端耦接RGB三色LED。在一个实施例中，AC/DC的输入端通过整流电路耦接交流电压ACin。RGB三色LED的另一端耦接五通道LED驱动电路IC中的RGB驱动电路，冷暖光LED的一端接入交流电压ACin，另一端耦接五通道LED驱动电路IC中的冷暖光驱动电路。
如图4所示，在另一个实施例中，一种LED灯，包括五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED和交流-直流降压电路AC/DC。五通道LED驱动电路包括独立的RGB驱动电路IC1和独立的冷暖光驱动电路IC2，RGB驱动电路IC1和冷暖光驱动电路IC2之间通过两路调光信号通讯，RGB驱动电路IC1接入系统控制电路的数据信号Data和时钟信号CLK。在一个实施例中，调光信号包括第一路PWM信号PWM1和第二路PWM信号PWM2。在一个实施例中，控制电路与RGB驱动电路IC1之间通过I2C信号通讯。其中，交流-直流降压电路AC/DC的输入端接入交流电压ACin，输出端耦接RGB三色LED。在一个实施例中，AC/DC的输入端通过整流电路耦接交流电压ACin。RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路IC1，冷暖光W/C LED的一端接入交流电压ACin，另一端耦接冷暖光驱动电路IC2。
根据本发明的另一个方面，一种LED灯，包括五通道LED驱动电路IC、RGB三色LED、冷暖光LED、直流-直流降压电路DC/DC和低功率因数交流-直流转换电路(低PF AC/DC电路)。如图5所示，在一个实施例中，五通道LED驱动电路IC为集成式RGB+W/C 5路驱动电路，内部集成了RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过两个调光信号通讯，RGB驱动电路接入控制电路的数据信号data和时钟信号CLK。在一个实施例中，调光信号包括第一路PWM信号PWM1和第二路PWM信号PWM2。在一个实施例中，控制电路与五通道LED驱动电路IC之间通过I2C信号通讯。
其中，低PF AC/DC电路的输入端接入交流电压ACin，输出端耦接直流-直流降压电路DC/DC和冷暖光W/C LED，直流-直流降压电路DC/DC的输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接五通道LED驱动电路IC中的RGB驱动电路，冷暖光LED的另一端耦接五通道LED驱动电路IC中的冷暖光驱动电路，五通道LED驱动电路IC的反馈端与低PF AC/DC电路的反馈端耦接，用于将LED驱动电压调节信号输出给低PF AC/DC电路。
如图5所示，在另一个实施例中，一种LED灯，包括五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED、直流-直流降压电路DC/DC和低功率因数交流-直流转换电路(低PF AC/DC电路)。五通道LED驱动电路包括独立的RGB驱动电路IC1和独立的冷暖光驱动电路IC3，RGB驱动电路IC1和冷暖光驱动电路IC3之间通过两个调光信号通讯，RGB驱动电路IC1接入控制电路的数据信号data和时钟信号CLK。在一个实施例中，调光信号包括第一路PWM信号PWM1和第二路PWM信号PWM2。在一个实施例中，控制电路与RGB驱动电路IC1之间通过I2C信号通讯。
其中，低PF AC/DC电路的输入端接入交流电压ACin，在一个实施例中，低PF AC/DC电路与交流电压ACin之间耦接有整流电路。低PF AC/DC电路的输出端耦接直流-直流降压电路DC/DC和冷暖光W/C LED，直流-直流降压电路DC/DC的输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路IC1，冷暖光LED的另一端耦接冷暖光驱动电路IC3，冷暖光驱动电路IC3的反馈端与低PF AC/DC电路的反馈端耦接，用于将LED驱动电压调节信号输出给低PF AC/DC电路。
本发明采用集成的RGB驱动电路和冷暖光驱动电路或独立的RGB驱动电路和冷暖光驱动电路结合低PF AC/DC电路，通过自适应调节LED的供给电压，实现了高效率低PF的5路LED驱动控制，且系统控制电路只需与RGB驱动电路通讯，即可实现RGB W/C 5路控制。
根据本发明的另一个方面，一种LED灯，包括五通道LED驱动电路IC、RGB三色LED、冷暖光LED、直流-直流降压电路DC/DC和高功率因数交流-直流转换电路(高PF AC/DC电路)。如图6所示，在一个实施例中，五通道LED驱动电路IC为集成式RGB+W/C 5路驱动电路，内部集成了RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过两个调光信号通讯，RGB驱动电路接入控制电路的数据信号data和时钟信号CLK。在一个实施例中，调光信号包括第一路PWM信号PWM1和第二路PWM信号PWM2。
其中，高PF AC/DC电路的输入端接入交流电压ACin，输出端耦接直流-直流降压电路DC/DC和冷暖光W/C LED，直流-直流降压电路DC/DC的输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接五通道LED驱动电路IC中的RGB驱动电路，冷暖光LED的另一端耦接五通道LED驱动电路IC中的冷暖光驱动电路，五通道LED驱动电路IC的反馈端与高PF AC/DC电路的反馈端耦接，用于将LED驱动电压调节信号输出给高PF AC/DC电路。
如图6所示，在另一个实施例中，一种LED灯，包括五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED、直流-直流降压电路DC/DC和高功率因数交流-直流转换电路(高PF AC/DC电路)。五通道LED驱动电路包括独立的RGB驱动电路IC1和独立的冷暖光驱动电路IC4，RGB驱动电路IC1和冷暖光驱动电路IC4之间通过两个调光信号通讯，RGB驱动电路IC1接入控制电路的数据信号data和时钟信号CLK。在一个实施例中，调光信号包括第一路PWM信号PWM1和第二路PWM信号PWM2。
其中，高PF AC/DC电路的输入端接入交流电压ACin，在一个实施例中，高PF AC/DC电路与交流电压ACin之间耦接有整流电路。高PF AC/DC电路的输出端耦接直流-直流降压电路DC/DC和冷暖光W/C LED，直流-直流降压电路DC/DC的输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路IC1，冷暖光LED的另一端耦接冷暖光驱动电路IC4，冷暖光驱动电路IC4的反馈端与高PF AC/DC电路的反馈端耦接，用于将LED驱动电压调节信号输出给高PF AC/DC电路。
本发明采用集成的RGB驱动电路和冷暖光驱动电路或独立的RGB驱动电路和冷暖光驱动电路结合高PF AC/DC电路，通过自适应调节LED的供给电压，实现了高效率高PF的5路LED驱动控制。且系统控制电路只需与RGB驱动电路通讯，即可实现RGB W/C 5路控制。
本领域技术人员应当知道，说明书或附图所涉逻辑控制中的“高电平”与“低电平”、“置位”与“复位”、“与门”与“或门”、“同相输入端”与“反相输入端”等逻辑控制可相互调换或改变，通过调节后续逻辑控制而实现与上述实施例相同的功能或目的。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现，效果或优点等相关描述不用于对发明范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (14)

1.一种五通道LED驱动电路，其特征在于，包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯，其中，
RGB驱动电路的输入端耦接控制电路，输出端耦接RGB三色LED，用于根据获取的数据和时钟信号来驱动RGB三色LED；
冷暖光驱动电路的输入端耦接RGB驱动电路的信号端，输出端耦接冷暖光LED，用于根据获取的调光信号来驱动冷暖光LED。
2.根据权利要求1所述的五通道LED驱动电路，其特征在于，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路，或两个独立的驱动电路。
3.根据权利要求1或2所述的五通道LED驱动电路，其特征在于，冷暖光驱动电路的反馈端耦接交流-直流转换电路，用于将LED驱动电压调节信号输出至交流-直流转换电路。
4.根据权利要求3所述的五通道LED驱动电路，其特征在于，交流-直流转换电路包括高功率因数交流-直流转换电路或低功率因数交流-直流转换电路。
5.根据权利要求1所述的五通道LED驱动电路，其特征在于，调光信号包括PWM信号。
6.根据权利要求1所述的五通道LED驱动电路，其特征在于，控制电路与RGB驱动电路之间通过I2C信号通讯。
7.一种五通道LED驱动方法，其特征在于，包括：
控制电路生成并输出数据和时钟信号至RGB驱动电路；
RGB驱动电路接收数据和时钟信号并驱动RGB三色LED，再输出调光信号至冷暖光驱动电路；
冷暖光驱动电路接收调光信号并驱动冷暖光LED。
8.根据权利要求7所述的五通道LED驱动方法，其特征在于，还包括：
冷暖光驱动电路输出LED驱动电压调节信号至交流-直流转换电路；
交流-直流转换电路接收并根据LED驱动电压调节信号调节输出电压。
9.一种LED灯，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED和交流-直流降压电路，五通道LED驱动电路包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯；
其中，交流-直流降压电路的输入端接入交流电压，输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路，冷暖光LED的一端接入交流电压，另一端耦接冷暖光驱动电路。
10.根据权利要求9所述的LED灯，其特征在于，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路，或两个独立的驱动电路。
11.一种LED灯，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的五通道LED驱动电路、RGB三色LED、冷暖光LED、直流-直流降压电路和交流-直流转换电路，五通道LED驱动电路包括RGB驱动电路和冷暖光驱动电路，RGB驱动电路和冷暖光驱动电路之间通过调光信号通讯；
其中，交流-直流转换电路的输入端接入交流电压，输出端耦接直流-直流降压电路和冷暖光LED，直流-直流降压电路的输出端耦接RGB三色LED，RGB三色LED的另一端耦接RGB驱动电路，冷暖光LED的另一端耦接冷暖光驱动电路，冷暖光驱动电路的反馈端与交流-直流转换电路的反馈端耦接。
12.根据权利要求11所述的LED灯，其特征在于，RGB驱动电路与冷暖光驱动电路为一个集成的驱动电路，或两个独立的驱动电路。
13.根据权利要求11所述的LED灯，其特征在于，交流-直流转换电路与交流电压之间耦接有整流电路。
14.根据权利要求11所述的LED灯，其特征在于，交流-直流转换电路包括高功率因数交流-直流转换电路或低功率因数交流-直流转换电路。
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