CN201652145U - 集中驱动led彩灯的照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集中驱动LED彩灯的照明装置，属于照明技术领域。它解决了现有LED彩灯的照明装置存在驱动器的数量多，占用空间大，成本高，电能利用效率较低，并且不便于统一调节照明装置的亮度和颜色等问题。本集中驱动LED彩灯的照明装置，包括驱动器和至少两个LED彩灯，每个LED彩灯内设有至少两种不同颜色的光源管，每种光源管至少设有一个，各LED彩灯中相同颜色的光源管均依次串联成相应的一条串联支路，各串联支路由同一个驱动器驱动，各条串联支路的两端与所述驱动器对应的输出端连接。本实用新型能够提高电能利用效率，占用空间小、便于统一灵活调节整个照明装置亮度和颜色和降低成本。

Description

集中驱动LED彩灯的照明装置

技术领域

本实用新型属于照明技术领域，涉及一种LED彩灯的照明装置，特别是涉及一种集中驱动LED彩灯的照明装置。

背景技术

LED彩灯是一种在灯泡壳内设置多种颜色LED光源管的彩灯，例如RGB彩灯，在一个RGB彩灯的灯泡壳内设有三种颜色的光源管，即R光源管、G光源管和B光源管，所述R光源管即为红色发光二极管，G光源管即为绿色发光二极管，B光源管为蓝色发光二极管。又如WIED彩灯，在一个WIED彩灯的灯泡壳内设有四种颜色的光源管，除了R光源管、G光源管和B光源管外，还有W光源管，W光源管为白色发光二极管。LED彩灯有广泛的应用，如室内外照明与装饰，不仅可以调节其亮度，还可以通过调节其内部光源管的色差得到所需的混色。

在一个照明装置中，单只LED彩灯的亮度往往达不到使用要求，一般需将多只组合在一起才能实现很好的照明效果。目前，LED彩灯驱动方式为一个驱动器驱动一个LED彩灯工作，由于一个LED彩灯内有多种颜色的发光二极管，这些发光二极管分别需要不同的驱动电流，所以每个驱动器需输出多路驱动电流。参照图1，在一个RGB彩灯的照明装置中，有N个RGB彩灯(即L1、，L2、……、Ln，)和N个对应的驱动器(即驱动器1、驱动器2、……、驱动器n)，每个RGB彩灯连接到对应驱动器的对应输出端，驱动器恒流输出多路对应的驱动电流，所有驱动器的输入端并联到电源线上。在这种照明装置中，每只LED彩灯均需一个驱动器，通过驱动器将电源转换为特定的电流作为对应LED彩灯的驱动电流，驱动器的数量多，占用空间大，成本高，电能利用效率较低，并且不便于统一调节照明装置的亮度和颜色。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述问题，提供一种集中驱动LED彩灯的照明装置，旨在提高电能利用效率，便于统一灵活调节整个照明装置亮度和颜色，并降低成本。

本实用新型通过下列技术方案来实现：集中驱动LED彩灯的照明装置，包括驱动器和至少两个LED彩灯，其特征在于，每个LED彩灯内设有至少两种不同颜色的光源管，每种光源管至少设有一个，各LED彩灯中相同颜色的光源管均依次串联成相应的一条串联支路，各条串联支路由同一个驱动器驱动，所述的各条串联支路的两端与所述驱动器对应的输出端连接。

本实用新型中，LED彩灯内有三种或者四种不同颜色的光源管，即RGB彩灯或者WIED彩灯。各条串联支路由同一个驱动器驱动，驱动器输入端连接于电源线，改变原有技术中每只LED彩灯需要一个驱动器的驱动方式，电能利用效率得到提高，制造成本下降，驱动器占整个照明装置的空间小。每只LED彩灯内的相同颜色的光源管和相邻LED彩灯内的相同颜色的光源管均依次串联，即所有相同颜色的光源管依次串联，形成串联支路，驱动器恒流输出多路驱动电流来驱动相应的串联支路。由于驱动器数量只有一个，这样便于统一调节照明装置的亮度和颜色。

串联支路与驱动器的连接有多种方案，作为第一种方案，在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的驱动器设有与串联支路数量相对应的输出低电位端和一个输出高电位端，所述各条串联支路的负端分别连接于驱动器的对应输出低电位端，其正端共同连接于驱动器的输出高电位端。串联支路由光源管(即发光二极管)串联形成，其正端为发光二极管的阳极，负端为发光二极管的阴极。这种具有多个输出低电位端和一个输出高电位端的驱动器为共正端输出驱动器。驱动器的输出低电位端为接地的一端，电位比输入低电位端高的一端为输出高电位端。输出低电位和输出高电位端均为驱动器的输出端。

作为第二种方案，在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的驱动器设有与串联支路数量相对应的输出高电位端和一个输出低电位端，上述各条串联支路的正端分别连接于驱动器的对应输出高电位端，其负端共同连接于驱动器的输出低电位端。这种具有一个输出低电位端和多个输出高电位端的驱动器为共地端输出驱动器。

作为第三种方案，在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的驱动器设有与串联支路数量相对应的输出低电位端和与串联支路数量相对应的输出高电位端，所述各条串联支路的正端分别连接于驱动器的对应输出高电位端，各条串联支路的负端分别连接于驱动器的对应输出低电位端。这种具有多个输出低电位端和多个输出高电位端的驱动器为隔离输出驱动器。

在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的LED彩灯内设有跨接在各色光源管两端的开路保护单元。当其中一个LED彩灯内的某个光源管发生损坏时，整条串联支路就会形成断路，使得开路保护单元工作，短路已损坏的光源管，同时也短路该LED彩灯中其余的光源管，即短路整只LED彩灯，从而不会影响其他只LED彩灯的正常工作。

在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的开路保护单元包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、稳压管ZD1和连接在各色光源管两端的正向二极管和负向二极管，PNP三极管Q1的基极与NPN三极管Q2的集电极，PNP三极管Q1集电极与NPN三极管Q2的基极相连接，稳压管ZD1的阳极和阴极跨接于PNP三极管Q1的集电极和发射极，各正向二极管的阴极共同连接到PNP三极管Q1的发射极，各正向二极管的阳极与对应的各色光源管的正端连接，各负向二极管的阳极接共同接到NPN三极管Q2的发射极，各负向二极管的阴极与对应的各色光源管的负端连接。

在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的LED彩灯为RGB彩灯，驱动器为共正端输出驱动器，其输出高电位端为公共端，其电流为Io，输出低电位端的电流分别为Ir、Ig和Ib；或者驱动器为共地端输出驱动器，输出低电位端为公共端，其电流为Io，其输出高电位端的电流分别为Ir、Ig和Ib，Io为Ir、Ig、Ib之和；或者驱动器为隔离输出驱动器，其输出高电位端和输出低电位端的电流分别为Ir、Ig和Ib。或者，所述的LED彩灯为WIED彩灯，驱动器为共正端输出驱动器，其输出高电位端为公共端，其电流为Io，输出低电位端的电流分别为Ir、Ig、Ib和Iw，或者驱动器为共地端输出驱动器，输出低电位端为公共端，其电流为Io，其输出高电位端的电流分别为Ir、Ig、Ib和Iw；Io为Ir、Ig、Ib、Iw之和；或者驱动器为隔离输出驱动器，其输出高电位端和输出低电位端的电流分别为Ir、Ig、Ib和Iw。

在上述的集中驱动LED彩灯的照明装置中，所述的驱动器内设有PWM调光控制电路或直流线性调光控制电路。通过PWM调光控制电路或直流线性调光控制电路控制驱动器的输出端电流，统一调节LED彩灯的亮度和颜色。

PWM调光控制电路以大于100HZ的开关工作频率，以脉宽调制的方法改变LED彩灯驱动电流的脉冲占空比来实现LED彩灯的调光控制，选用大于100HZ开关调光控制频率主要是为了避免人眼感觉到调光闪烁现象，在LED的PWM调光控制下，LED彩灯的发光亮度正比于PWM的脉冲占空比，在这种调光控制方法下，可以在高度调光比范围内保持LED彩灯的发光颜色不变，采用PWM的LED调光控制的调光比范围可达3000∶1。

直流线性调光控制电路就是采用模拟调光控制方法，在模拟调光控制下，通过调节LED彩灯的正向工作电流来实现LED彩灯的调光控制，调光控制范围可达10∶1。

与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点：

1、采用一个驱动器驱动所有的LED彩灯工作的照明装置，相比于一个LED彩灯使用一个驱动器的照明装置，电能利用效率较高，使本照明装置节能省电。

2、本实用新型所有LED彩灯共用一个驱动器，降低了照明装置的整体复杂性，驱动器占用空间小，并且降低了照明装置的技术要求，成本降低，也便于整个照明装置的维护，当该驱动器出现故障时，更换检修方便。

3、每个LED彩灯不再需要单独的驱动器，因此制造这种LED彩灯的成本可以降得很低，大大减少了用户后续更换的费用。

4、本实用新型可广泛适用于室内照明和装饰，并也可用于室外照明装饰等场合，并且可统一灵活调节整个照明装置的亮度和颜色以获得所需的效果，控制方便。

附图说明

图1是现有技术中一种组合式LED照明装置的示意图。

图2是本实用新型三种颜色LED彩灯的第一种电路结构示意图。

图3是本实用新型三种颜色LED彩灯的第二种电路结构示意图。

图4是本实用新型三种颜色LED彩灯的第三种电路结构示意图。

图5是本实用新型四种颜色LED彩灯的第一种电路结构示意图。

图6是本实用新型四种颜色LED彩灯的第二种电路结构示意图。

图7是本实用新型四种颜色LED彩灯的第三种电路结构示意图。

图8是图2电路结构中开路保护单元的示意图。

图9是图3电路结构中开路保护单元的示意图。

图10是图4电路结构中开路保护单元的示意图。

图11是图9中开路保护单元的具体电路连接示意图。

图12是图6中设置开路保护单元的具体电路连接示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例1：

参照图2，本实用新型的集中驱动LED彩灯的照明装置包括一个驱动器1和至少两个LED彩灯2，本例中的LED彩灯2为RGB彩灯，用L表示，有N个LED彩灯2的，则用L1，L2，……，Ln表示。在RGB彩灯L内设有R光源管、G光源管和B光源管，每种光源管3至少设有一个，各LED彩灯2相同颜色的光源管3均依次串联成相应的一条串联支路，各串联支路由同一个驱动器1驱动，各条串联支路的两端与驱动器1的两输出端连接。

其中，每个LED彩灯2内的每种光源管3的数量可以是一个，也可以是至少两个。若每个LED彩灯2内的各色光源管3均设有一个，串联支路分别由相同光源管3的负端与下一个LED彩灯2内对应光源管3的正端串接形成。若每个LED彩灯2内的各色光源管3至少设有两个，每个LED彩灯2内相同的光源管3各自串联成同色的光源管串，串联支路由同色的光源管串负端与下一个LED彩灯2内对应的光源管串正端串接形成。图2中只画一个示意。

如图2，照明装置的每个LED彩灯2L中包括RGB三色光源管3，R光源管(一个或多个串联)正端标志为R+，其负端标志位R-，G光源管(一个或多个串联)正端标志为G+，其负端标志位G-，B光源管(一个或多个串联)正端标志为B+，其负端标志位B-。驱动器1与串联支路的连接方式采用共正端连接方式，N个LED彩灯2中的所有R光源管串联形成R串联支路，所有G光源管串联形成G串联支路，所有B光源管串联形成B串联支路。驱动器1的输入端接电源线，输入电压为Vac，驱动器1设有三个输出低电位端和一个输出高电位端，这种驱动器1为共正端输出驱动器1，输出方式为输出为三路共正输出，输出高电位端为公共端，其电流为Io，输出低电位端电流分别为Ir，Ig和Ib，其中，Ir为R串联支路的供电电流，Ig为G串联支路的供电电流，Ib为B串联支路的供电电流，Io为三路电流之和；R串联支路的负端接驱动器1R路输出低电位端，G串联支路的负端接驱动器1G路输出低电位端，B串联支路的负端接驱动器1B路输出低电位端，三路串联支路的正端共同连接于驱动器1的输出高电位端。

也可以采用共地端连接方式，参照图3，与图2不同的是，驱动器1为三路共地输出，即R串联支路、G串联支路和B串联支路的正端分别接对应的驱动器1输出的三路输出高电位端，而负端连接驱动器1的三路输出低电位端，即接地端。驱动器1设有一个输出低电位端和三个输出高电位端，这种驱动器1为共地端输出驱动器1，输出方式为三路共地输出，输出低电位端为公共端，其电流为Io，输出高电位端电流分别为Ir，Ig和Ib，其中，Ir为R串联支路的供电电流，Ig为G串联支路的供电电流，Ib为B串联支路的供电电流，Io为三路电流之和。

也可以采用三路隔离输出连接方式，参照图4，与图2不同的是，驱动器1设有三个输出高电位端，这种驱动器1为隔离输出驱动器1，为三路隔离输出，即R串联支路、G串联支路和B串联支路的正端分别接驱动器1对应的三路输出正端，负端分别连接驱动器1对应的三路输出负端，驱动器1输出高电位端和输出低电位端的电流分别为Ir、Ig和Ib。

驱动器1内设有PWM调光控制电路或直流线性调光控制电路，驱动器1的输出端均接受上述两种调光控制电路的控制，便于统一调节LED彩灯2的亮度和颜色。

参照图8、图9和图10，当其中一个LED彩灯2内的某个光源管3发生损坏时，整条串联支路就会形成断路，因此，LED彩灯2内设有跨接在各色光源管3两端的开路保护单元4。在开路保护单元4工作时，该开路保护单元4会短路已损坏的光源管3，同时也短路该LED彩灯2中其余的光源管3，即短路整只LED彩灯2，从而不会影响其他只LED彩灯2的正常工作。

如图11所示，所述的开路保护单元4包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、稳压管ZD1和连接在各色光源管3两端的正向二极管D1、D2和D3和负向二极管D4、D5和D6，PNP三极管Q1的基极与NPN三极管Q2的集电极，PNP三极管Q1集电极与NPN三极管Q2的基极相连接，稳压管ZD1的阳极和阴极跨接于PNP三极管Q1的集电极和发射极，正向二极管D1、D2和D3的阴极共同连接到PNP三极管Q1的发射极，正向二极管D1、D2和D3的阳极与对应的RGB光源管的正端连接，负向二极管D4、D5和D6的阳极接共同接到NPN三极管Q2的发射极，负向二极管D4、D5和D6的阴极与对应的RGB光源管的负端连接。在各个光源管正常工作时，光源管两端的电压没有超过稳压管的稳压值，稳压管截止，开路保护单元4处于关闭状态。在某个光源管损坏时，该光源管两端的电压升高，使得稳压管导通，开路保护单元4开启，PNP三极管Q1和NPN三极管Q2导通，由于压降较小，相当于将损坏的光源管短路，其他各个光源管的电流均从PNP三极管Q1和NPN三极管Q2流过，使得整只LED彩灯2短路。正向二极管和负向二极管在此间起到整流和限流的作用。

实施例2：

施例2基本同实施例1，不同点在于，本例中的LED彩灯2为WIED彩灯，该WIED彩灯除了设有与实施例1相同的RGB光源管外，还设有W光源管。

如图5所示，相同的W光源管串联成一条W串联支路，W串联支路的正端共同连接驱动器1输出高电位端，负端连接在驱动器1的输出低电位端，由输出低电位端电流Iw驱动，为共正端连接方式，输出高电位端电流Io为Ir，Ig、Ib、Iw之和。

如图6所示，为共地端连接方式，正端连接驱动器1输出高电位端，负端共同连接在驱动器1的输出低电位端，由输出高电位端电流Iw驱动，输出低电位端电流Io为Ir，Ig、Ib、Iw之和。

如图7所示，为四路隔离输出连接方式，正端连接驱动器1输出高电位端，负端连接在驱动器1的输出低电位端，由输出高电位端电流Iw驱动。

如图12所示，开路保护单元4与实施例1中开路保护单元4相同，不同点在于，在本实施例2中的开路保护单元4中增加了一个正向二极管D7和一个负向二极管D8，正向二极管D7的阳极与对应的W光源管的正端W+连接，正向二极管D7的阴极共同连接到PNP三极管Q1的发射极，负向二极管D8的阳极接共同接到NPN三极管Q2的发射极，负向二极管D8的阴极与对应的W光源管的负端W-连接。其工作原理同RGB彩灯中的开路保护单元4的工作原理相同。

Claims (8)

1.集中驱动LED彩灯的照明装置，包括驱动器(1)和至少两个LED彩灯(2)，其特征在于，每个LED彩灯(2)内设有至少两种不同颜色的光源管(3)，每种光源管(3)至少设有一个，各LED彩灯(2)中相同颜色的光源管(3)均依次串联成相应的一条串联支路，各条串联支路由同一个驱动器(1)驱动，所述的各条串联支路的两端与所述驱动器(1)对应的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的驱动器(1)设有与串联支路数量相对应的输出低电位端和一个输出高电位端，所述各条串联支路的负端分别连接于驱动器(1)的对应输出低电位端，其正端共同连接于驱动器(1)的输出高电位端。

3.根据权利要求1所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的驱动器(1)设有与串联支路数量相对应的输出高电位端和一个输出低电位端，上述各条串联支路的正端分别连接于驱动器(1)的对应输出高电位端，其负端共同连接于驱动器(1)的输出低电位端。

4.根据权利要求1所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的驱动器(1)设有与串联支路数量相对应的输出低电位端和与串联支路数量相对应的输出高电位端，所述各条串联支路的正端分别连接于驱动器(1)的对应输出高电位端，各条串联支路的负端分别连接于驱动器(1)的对应输出低电位端。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的LED彩灯(2)内设有跨接在各色光源管(3)两端的开路保护单元(4)。

6.根据权利要求5所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的开路保护单元(4)包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、稳压管ZD1和连接在各色光源管(3)两端的正向二极管和负向二极管，PNP三极管Q1的基极与NPN三极管Q2的集电极，PNP三极管Q1集电极与NPN三极管Q2的基极相连接，稳压管ZD1的阳极和阴极跨接于PNP三极管Q1的集电极和发射极，各正向二极管的阴极共同连接到PNP三极管Q1的发射极，各正向二极管的阳极与对应的各色光源管(3)的正端连接，各负向二极管的阳极接共同接到NPN三极管Q2的发射极，各负向二极管的阴极与对应的各色光源管(3)的负端连接。

7.根据权利要求1所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的LED彩灯(2)为RGB彩灯或者WIED彩灯，所述的驱动器(1)为共正端输出驱动器(1)，其输出高电位端为公共端；或者驱动器(1)为共地端输出驱动器(1)，输出低电位端为公共端；或者驱动器(1)为隔离输出驱动器(1)。

8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的集中驱动LED彩灯照明装置，其特征在于，所述的驱动器(1)内设有PWM调光控制电路或直流线性调光控制电路。

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