CN117202436A - 一种单pwm调节色温的线路、方法及计算机程序介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED调节技术领域，公开了一种单PWM调节色温的线路、方法及计算机程序介质，该线路包括至少两路并联的LED串，且每一路至少串联一个开关元器件；本发明还公开了一种单PWM调节色温的方法。本发明由至少两路LED串和至少两个开关元器件构成，为恒流式LED驱动器实现了简洁、高效而低成本的调色方案，同时，可以仅透过控制一路PWM信号的占空比便可随意按需要自由地在两极色温中无段调较LED的色温，从而不仅可以应用于小电流或大电流，而且还可以应用于可调光或不调光的恒流式LED驱动器，可以有效的解决传统色温调较线路高成本及大纹波的问题。

Description

一种单PWM调节色温的线路、方法及计算机程序介质

技术领域

本发明涉及LED调节技术领域，具体来说，涉及一种单PWM调节色温的线路、方法及计算机程序介质。

背景技术

现如今LED照明已经在市场上得到广泛普及，其大大降低了用户转用LED灯具的成本。由于用户越来越多，其要求亦越来越多。现时用户不但视可调光为基本功能外，亦希望切合不同场景的需要，随意调较灯具的色温。

目前，市场上主流的色温调较方案，大可分为被动式和主动式两类。被动式是指在LED串上最少一个的被动式元器件，一般为电阻，透过调节阻抗的大少来控制LED的电流流向多少，达至调较色温。但由于线路上的限制，该方案一般是分段式调较色温，即2700K、3000K、3500K、4000K等等，段数亦不会多。此外，因为增加了电阻作电流流向控制，故此LED电流亦不能太大，否则功耗会较大，一般为数百毫安。如需要大电流的应用，一般会减少至三段色温，如2700K、4000K和两者同时点亮的色温，约是3400K，但色温不可以作微调。如需多段式甚至无段式的色温调较，一般会采用双PWM主动式的方案。该方案包括最少两个开关式LED恒流驱动线路，独立地驱动最少两串不同色温的LED串。透过控制芯片的附带的调光脚来调较其LED串的电流多少，达至色温调较功能。如低电流的应用，如数十毫安，线性式双PWM的方案也会被采用。

图1为通用的被动式分段色温调较线路应用，该线路包括一组WW黄光的LED串，如2700K；另一组为CW白光的LED串，如4000K，两者均串联一个电阻，即R1和R2，用作调节两者电流的比例，以达至需要的色温，S1为开关，如滑动式开关，用作选档之用。

图2为通用的被动式分段色温调较线路的大电流应用，线路包括一组WW黄光的LED串，如2700K；另一组为CW白光的LED串，如4000K，仅利用一个开关S1，如滑动开关，来选择色温输出。

图3为通用的双PWM主动式无段大电流色温调较线路，该线路包括一组WW黄光的LED串，如2700K；另一组为CW白光的LED串，如4000K，每组LED串是由一个开关式LED恒流驱动线路所控制，透过控制芯片附带的调光脚来调较其LED串的电流多少，从而调较光输出的比例，达至色温调较功能。

图4为通用的双PWM线性式无段低电流色温调较线路，该线路包括一组WW黄光的LED串，如2700K；另一组为CW白光的LED串，如4000K，每组LED串是由一个线性式LED恒流驱动线路所控制，透过控制芯片附带的调光脚或使能脚来调较其LED串的电流多少，从而调较光输出的比例，达至色温调较功能。

图5为双PWM的调色讯号的波型展示，PWM1的占空比为0.2；PWM2的占空比为0.8，两者的占空比总和必定是1，当以图4的方案为例子时，PWM1是用作控制黄光；PWM2是用作控制白光，因PWM2的份额比较大，所以色温会偏向白光，而电流流过LED串的波型，则取决于设计，可以为斩波式或降电流式，斩波式不但可以应用在开关式恒流线路外，还可以应用到线性恒流线路，但是电流纹波大，而降电流式的调控线路可以应用在大电流设计，而且可以做到零纹波，但是成本高。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种单PWM调节色温的线路、方法及计算机程序介质，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种单PWM调节色温的线路，该线路包括至少两路并联的LED串，且每一路至少串联一个开关元器件。

作为优选地，该线路包括一串黄光LED、一串白光LED、场效应晶体管Q1及场效应晶体管Q2；

其中，所述一串黄光LED与所述一串白光LED并联，且所述一串黄光LED及所述一串白光LED上分别串联有所述场效应晶体管Q1和所述场效应晶体管Q2。

作为优选地，所述场效应晶体管Q1用于控制其中一个色温灯串，所述场效应晶体管Q2用于控制另一个色温灯串。

作为优选地，所述场效应晶体管Q1及所述场效应晶体管Q2均为N沟道增强型场效应晶体管。

作为优选地，该线路还包括二极管D1和二极管D2，且所述二极管D1并联于所述一串黄光LED的两端，所述二极管D2并联于所述一串白光LED的两端。

作为优选地，所述二极管D1用于所述一串黄光LED的场效应晶体管Q1防过压保护，所述二极管D2用于所述一串白光LED的场效应晶体管Q2防过压保护。

作为优选地，在调较色温的过程中，只有一个频道是PWM讯号来驱动其中一个场效应晶体管，而另外一个场效应晶体管则是高电位用作保持导通状态，色温会按照PWM的占空比来控制，从白光调至黄白光，当调至黄白光时，切换PWM至另一场效应晶体管，控制占空比，色温便可以从黄白光调至黄光。

根据本发明的另一个方面，提供了一种单PWM调节色温的方法，该方法包括：

利用单PWM讯号驱动其中一个场效应晶体管，而另一场效应晶体管则是高电位用于保持导通状态；

通过PWM的占空比来控制色温，使得其从白光调制黄白光，当调至黄白光时，切换PWM至另一场效应晶体管，并控制占空比使得色温从黄白光调至黄光。

作为优选地，该方法还包括利用并联于LED灯串两端的二极管来对其场效应晶体管起到防过压保护的效果。

根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述单PWM调节色温的方法的步骤。

与现有技术相比，本发明提供了单PWM调节色温的线路及方法，具备以下有益效果：

本发明由至少两路LED串和至少两个开关元器件构成，为恒流式LED驱动器实现了简洁、高效而低成本的调色方案，同时，可以仅透过控制一路PWM信号的占空比便可随意按需要自由地在两极色温中无段调较LED的色温，从而不仅可以应用于小电流或大电流，而且还可以应用于可调光或不调光的恒流式LED驱动器，可以有效的解决传统色温调较线路高成本及大纹波的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中通用的被动式分段色温调较线路的应用示意图；

图2是现有技术中通用的被动式分段色温调较线路的大电流的应用示意图；

图3是现有技术中通用的双PWM主动式无段大电流色温调较线路的应用示意图；

图4是现有技术中通用的双PWM线性式无段低电流色温调较线路的应用示意图；

图5是现有技术中双PWM的调色讯号的波型展示示意图；

图6是根据本发明实施例的一种单PWM调节色温的线路示意图之一；

图7是根据本发明实施例的一种单PWM调节色温的线路示意图之二；

图8是根据本发明实施例的一种单PWM调节色温的线路中利用单PWM调较色温控制方案的输出总实际电流波型示意图；

图9是根据本发明实施例的一种单PWM调节色温的线路中利用双PWM调较色温控制方案的输出总实际电流波型示意图；

图10是根据本发明实施例的一种单PWM调节色温的线路中利用单PWM调较色温控制方案的实际测试数据示意图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种单PWM调节色温的线路、方法及计算机程序介质。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图6-图10所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种单PWM调节色温的线路，该线路包括至少两路LED串和至少两个开关元器件，如MOSFET，为恒流式LED驱动器实现了简洁、高效而低成本的调色的方案。

上述的线路包括至少并联两路不同色温的LED串，在每一路至少串联一个开关元器件，如MOSFET。为了精简线路，本发明采用了一个八位的单片机作PWM的信号发生器，仅透过控制一路PWM信号的占空比便可随意按需要，自由地调较LED的色温。

具体的，该线路包括一串WW黄光LED、一串CW白光LED、场效应晶体管Q1(MOSFETQ1)及场效应晶体管Q2(MOSFET Q2)；

其中，所述一串黄光LED与所述一串白光LED并联，且所述一串黄光LED及所述一串白光LED上分别串联有所述场效应晶体管Q1和所述场效应晶体管Q2。

所述场效应晶体管Q1用于控制其中一个色温灯串，所述场效应晶体管Q2用于控制另一个色温灯串。

所述场效应晶体管Q1及所述场效应晶体管Q2均为N沟道增强型场效应晶体管。

该线路还包括二极管D1和二极管D2，且所述二极管D1并联于所述一串黄光LED的两端，所述二极管D2并联于所述一串白光LED的两端。

所述二极管D1用于所述一串黄光LED的场效应晶体管Q1防过压保护，所述二极管D2用于所述一串白光LED的场效应晶体管Q2防过压保护。

当调较色温的过程中，只会有一个频道是PWM讯号来驱动其中一个MOSFET，而另外一MOSFET会是高电位用作保持导通状态的。如图6所示，色温会按照PWM的占空比来控制，从白光调至黄白光。当调至黄白光时，切换PWM至Q2，控制占空比，色温便可以从黄白光调至黄光，如图7所示。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种单PWM调节色温的方法，该方法包括：

利用单PWM讯号驱动其中一个场效应晶体管，而另一场效应晶体管则是高电位用于保持导通状态；

通过PWM的占空比来控制色温，使得其从白光调制黄白光，当调至黄白光时，切换PWM至另一场效应晶体管，并控制占空比使得色温从黄白光调至黄光。

此外，该方法还包括利用并联于LED灯串两端的二极管来对其场效应晶体管起到防过压保护的效果。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述单PWM调节色温的方法的步骤。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明由至少两路LED串和至少两个开关元器件构成，为恒流式LED驱动器实现了简洁、高效而低成本的调色方案，同时，可以仅透过控制一路PWM信号的占空比便可随意按需要自由地在两极色温中无段调较LED的色温，从而不仅可以应用于小电流或大电流，而且还可以应用于可调光或不调光的恒流式LED驱动器，可以有效的解决传统色温调较线路高成本及大纹波的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括以上方法所述的步骤，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，该线路包括至少两路并联的LED串，且每一路至少串联一个开关元器件。

2.根据权利要求1所述的一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，该线路包括一串黄光LED、一串白光LED、场效应晶体管Q1及场效应晶体管Q2；

其中，所述一串黄光LED与所述一串白光LED并联，且所述一串黄光LED及所述一串白光LED上分别串联有所述场效应晶体管Q1和所述场效应晶体管Q2。

3.根据权利要求2所述的一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，所述场效应晶体管Q1用于控制其中一个色温灯串，所述场效应晶体管Q2用于控制另一个色温灯串。

4.根据权利要求2所述的一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，所述场效应晶体管Q1及所述场效应晶体管Q2均为N沟道增强型场效应晶体管。

5.根据权利要求2所述的一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，该线路还包括二极管D1和二极管D2，且所述二极管D1并联于所述一串黄光LED的两端，所述二极管D2并联于所述一串白光LED的两端。

6.根据权利要求5所述的一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，所述二极管D1用于所述一串黄光LED的场效应晶体管Q1防过压保护，所述二极管D2用于所述一串白光LED的场效应晶体管Q2防过压保护。

7.根据权利要求1所述的一种单PWM调节色温的线路，其特征在于，在调较色温的过程中，只有一个频道是PWM讯号来驱动其中一个场效应晶体管，而另外一个场效应晶体管则是高电位用作保持导通状态，色温会按照PWM的占空比来控制，从白光调至黄白光，当调至黄白光时，切换PWM至另一场效应晶体管，控制占空比，色温便可以从黄白光调至黄光。

8.一种单PWM调节色温的方法，基于权利要求1-7中任一所述的单PWM调节色温的线路来实现，其特征在于，该方法包括：

利用单PWM讯号驱动其中一个场效应晶体管，而另一场效应晶体管则是高电位用于保持导通状态；

通过PWM的占空比来控制色温，使得其从白光调制黄白光，当调至黄白光时，切换PWM至另一场效应晶体管，并控制占空比使得色温从黄白光调至黄光。

9.根据权利要求8所述的一种单PWM调节色温的方法，其特征在于，该方法还包括利用并联于LED灯串两端的二极管来对其场效应晶体管起到防过压保护的效果。

10.一种计算机程序介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求9所述的单PWM调节色温的方法的步骤。