CN203206540U - 一种led灯具调控系统 - Google Patents

Abstract

一种LED灯具调控系统包括两个信号产生模块，两个信号取反模块，两个信号控制模块，以及一个LED灯具组。所述信号取反模块用于对所述控制信号的电压高低进行反置。所述信号控制模块包括MOS管并分别根据所述信号取反模块的输出信号控制所述LED灯具组两端的电压方向。所述LED灯具组包括第一LED灯组，和第二LED灯组，所述第一、第二LED灯组根据LED灯具组两端的电压方向在亮灭之间切换。该LED灯具调控系统可以使得仅用两根导线便可以实现所述第一、第二LED灯组的亮灭切换，实现了连接导线的减小，有利于降低成本以及排版难度，同时减小灯具结构。

Description

一种LED灯具调控系统

技术领域

本实用新型涉及一种电源设备，特别是一种色温可调的LED灯具调控系统。

背景技术

随着“人性化照明”的理念深入人心，照明设计应营造良好的室内照明效果，以满足人们生理、心理等各方面的要求。而色温是照明设计的重要因素，不同的色温给人不同的感觉，可满足不同人的需求。因此在一些灯具中，通过对灯具的冷暖色进行调光，以达到上述目的。现有的色温可调控制系统由电源、控制器、色温可调灯具组成。色温可调灯具往往由两组冷色和暖色LED灯间隔排列，且该两组冷色和暖色LED灯的电压方向一致。如图1如示，为现有的色温可调控制系统的电路图。该电路图包括一个电源1，一个与该电源1电性连接的信号控制系统，一个用于给所述信号控制系统2提供控制信号的信号产生模块3，以及一个与该信号控制系统2及电源1电性连接的LED灯具组4。该电路图中所用到的电子元器件的规格与功能皆为本领域技术人员所习知，在此不再详述。所述信号产生模块3用以产生脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，简称PWM)信号，即可以是正负交替的方波信号。所述LED灯具组4包括一组冷色LED灯D1-Dn和一组暖色LED灯Dn+1-D2n。所述信号控制系统2根据所述信号产生模块3输出的控制信号，为所述冷色LED灯D1-Dn，或暖色LED灯Dn+1-D2n提供电力，从而控制该两组冷色和暖色LED灯的工作状态。在该色温可调控制系统中，由于两组冷色和暖色LED灯的电压方向是一致的，为给所述LED灯具组4供电，必须使用包括一条电源线，一条控制所述冷色LED灯D1-Dn的工作状态的控制线，一条控制所述暖色LED灯Dn+1-D2n的工作状态的控制线，这种布线要求会导致灯具的总体成本相对较高，同时还增加了灯具线路的排版难度，也不利于灯具结构大小的控制。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种可以减少输电及控制线路的LED灯具调控系统，以克服上述不足。

一种LED灯具调控系统包括两个具有死区控制的信号产生模块，两个分别与信号产生模块电性连接的信号取反模块，两个分别与信号取反模块电性连接的信号控制模块，以及一个与该信号控制模块电性连接的LED灯具组。所述信号产生模块分别用于为所述信号控制模块产生控制信号。所述信号取反模块用于对所述控制信号的电压高低进行反置。所述信号控制模块包括金属氧化物半导体场晶体管(MOS管)，并分别根据所述信号取反模块的输出信号控制所述LED灯具组两端的电压方向。所述LED灯具组包括至少一组正向电压导通的第一LED灯组，和至少一组与所述第一LED灯组并联设置且负向电压导通的第二LED灯组，所述第一、第二LED灯组根据LED灯具组两端的电压方向在亮灭之间切换。

与现有技术相比，所述LED灯具调控系统的LED灯具组将两组并联的第一、第二LED灯组的导通电压方向反向，从而利用所述两个信号产生模块所输出的控制信号，以及信号控制模块对该控制信号的编译，进而可以使得仅用两根导线便可以实现所述第一、第二LED灯组的亮灭切换，实现了连接导线的减小，有利于降低成本以及排版难度，同时减小灯具结构。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为现有的色温可调控制系统的电路图。

图2为本实用新型提供的一种LED灯具调控系统的电路原理框图。

图3为图2的LED灯具调控系统的电路图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。

请参阅图2及图3，其为本实用新型所提供的一种LED灯具调控系统100的电路原理框图及电路图。所述LED灯具调控系统100包括一个电源10，两个与该电源10电性连接的信号控制模块11，两个分别与所述两个信号控制模块11A、11B电性连接的信号产生模块12A、12B，两个分别与所述信号产生模块12A、12B电性连接的信号取反模块13A、13B，以及一个与所述两个信号控制模块11A、11B及电源10电性连接的LED灯具组14。

需要进一步说明的是，上述各功能单元或模块中所涉及的电子电路元器件的参数、功能、结构、以及工作原理等皆为本领域技术人员所习知的技术，在此将不再赘述。

所述电源10可以为市电、发电机组等转换后的直流电等，其根据需要来设定，在本实施例中，由于所述LED灯具组14为LED灯，所以所述电源10为24V的直流电源。

所述LED灯具组14包括至少一组导通电压相反的第一LED灯组D1-Dn，和第二LED灯组Dn+1-D2n，且该第一LED灯组D1-Dn与所述第二LED灯组Dn+1-D2n并联设置。众向周知的是，LED灯为一种发光二极管，即单向导通的发光元件，因此当所述第一LED灯组D1-Dn与第二LED灯组Dn+1-D2n的导通电压的方向相反时，当在某一时刻为所述LED灯具组14加载某一方向的电压时，则只有所述第一、第二LED灯组中的一组会导通发光，而另一组被关断不发光。在本实施例中，所述LED灯具组14只包括两组LED灯，可以想到的是，所述LED灯具组可以包括多组，只要有一组LED灯的导通电压与其他组的导通电压是反向的即可。为了达到色温的调控，所述第一、第二LED灯组的色温可以不同，比如一组色温为2700K的暖色光，而另一组色温为6500K的冷色光。当然，它们的色温也可以相同，而是其它参数不同，如出光方向等，根据需要而设置。为了使加载到第一、第二灯组D1-Dn、Dn+1-D2n上的电流满足其额定电路的要求，每一组LED灯组还可以分别串联一个限流电阻。在本实施例中，所述第一、第二灯组D1-Dn、Dn+1-D2n分别串联一个电阻R9、R10。

所述信号产生模块12A、12B分别用于为所述两个信号控制模块11A、11B提供控制信号。所述信号产生模块12A、12B可以为单片机、计时器、或中央处理器等能够为用户控制的信号产生机构。在本实施例中，所述信号产生模块12A、12B为单片机，其是一种集成电路芯片，其采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的处理器、随机存储器、只读存储器、多种I/O口和中断系统、定时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上。因此，可以根据实际情况对该信号产生模块12A、12B进行编程控制，如系统初始化，输出电平高低，占空比等程序。在本实施例中，所述信号产生模块12A、12B根据用户的指令或输入分别输出高电平信号，或低电平信号，即当信号产生模块12A根据使用者的指令输出高电平信号，则信号产生模块12B则输出低电平信号。同时，当输出高电平信号时，所述第一LED灯组D1-Dn将导通发光，而由于第二LED灯组Dn+1-D2n由于与第一LED灯组D1-Dn反向电性连接，因此第二LED灯组Dn+1-D2n将被切断。也因此，使用者可以通过控制所述信号产生模块12A、12B的输出来控制第一LED灯组D1-Dn与第二LED灯组Dn+1-D2n的通断，从而控制整个LED灯具组14的色温。当然可以想到的是，该信号产生模块12A、12B也可以通过程序自动控制。当两个信号产生模块12A、12B转换高低电平信号时，为了防止高低电平信号的重叠，即在高低电平转换的时刻，为了防止高电平与低电平同时导通而导致烧损电子元器件，因此该两个信号产生模块12A、12B之间具有死区控制，以避免上述意外的产生。为了达到该死区控制，必将设置死区时间，也就是该两个信号产生模块12A、12B同时关断的时间，该死区时间可有效地避免延迟效应所造成的一个信号产生模块未完全关断，而另一信号产生模块又处于导通状态。在所述两个信号产生模块12A、12B之间设置所述死区控制可以通过程序控制来完成。

所述两个信号控制模块11A、11B包括有金属氧化物半导体晶体管(MOS管)，分别用于控制加载到所述LED灯具组14两端的电压的电压方向，以控制所述第一、第二LED灯组D1-Dn、Dn+1-D2n的通断。所述每一个信号控制模块11A、11B都包括一个P-MOS管和一个N-MOS管。所述P-MOS管设置在该LED灯具调控系统100的高电平端，而N-MOS管设置在所述LED灯具调控系统100的低电平端，且所述P-MOS管、LED灯具组13、N-MOS管依次串联连接。请参照图3，所述信号控制模块11A包括一个P-MOS管Q1，和一个N-MOS管Q4，而信号控制模块11B包括一个P-MOS管Q2，和一个N-MOS管Q3，至于所述P-MOS管Q1、Q2，以及N-MOS管Q3、Q4的连接方法应为本领域技术人员所习知的基本知识，在此不再详述。下面参照图3所示的电路原理图，来说明所述LED灯具调控系统100的工作原理。当信号产生模块12A的输出信号为高电平时，所述P-MOS管Q1将导通，继而使N-MOS管Q4导通，同时信号产生模块12B的输出信号为低电平，则P-MOS管Q2将关闭，继而N-MOS管Q3被关闭。因此，此时第一LED灯组D1-Dn的两端为正向电压，从而使得第一LED灯组D1-Dn导通，而第二LED灯组Dn+1-D2n关闭。而当信号产生模块12A的输出信号为低电平，信号产生模块12B的输出信号为高电平时，电压的方向将进行切换，即第二LED灯组Dn+1-D2n的两端为反向电压，从而使得第一LED灯组D1-Dn关闭，而第二LED灯组Dn+1-D2n导通，进而实现第一、第二LED灯组D1-Dn、Dn+1-D2n在亮灭之间切换，从而实现灯具色温的调控。

所述信号取反模块13A、13B分别用于对所述来自信号产生模块12A、12B的控制信号的电压高低进行反置，即当所述信号产生模块12A输出高电平信号时，由该信号取反模块13A反置成低电平信号，当所述信号产生模块12B输出低电平信号时，由该信号取反模块13B反置成高电平信号。所述信号取反模块13A、13B的存在，是由于信号控制模块11A、11B中设置的P-MOS管Q1与N-MOS管Q4的特性决定的，以信号控制模块11A所控制的第一LED灯组为例，由于当P-MOS管Q1在加载低电平时导通，而N-MOS管Q4在加载高电平时导通，因此需要在P-MOS管Q1的前面将信号产生模块12A加载的高电平反置为低电平，而此时，信号控制模块11B的P-MOS管需要关闭，因此该信号控制模块11B输出的低电平信号需要反置为高低平，因此，需要所述信号取反模块13B的存在。所述信号取反模块13A、13B每一个包括一个三极管Q5、Q6。当该三极管Q5、Q6导通时，所述信号控制模块11A的P-MOS管的源极电压被拉低，从而使得该P-MOS管Q1导通，而N-MOS管Q2的源极为高电平并处于导通状态。

与现有技术相比，所述LED灯具调控系统100的LED灯具组14将两组并联的第一、第二LED灯组的导通电压方向反向，从而利用所述信号产生模块12A、12B所输出的控制信号，以及信号控制模块11A、11B对该控制信号的编译，进而可以使得仅用两根导线便可以实现所述第一、第二LED灯组的亮灭切换，实现了连接导线的减小，有利于降低成本与排版难度，以及减小灯具的结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围的内。

Claims (9)

1.一种LED灯具调控系统，其特征在于：所述灯具调控系统包括两个具有死区控制的信号产生模块，两个分别与信号产生模块电性连接的信号取反模块，两个分别与信号取反模块电性连接的信号控制模块，以及一个与该信号控制模块电性连接的LED灯具组，所述信号产生模块分别用于为所述信号控制模块产生控制信号，所述信号取反模块用于对所述控制信号的电压高低进行反置，所述信号控制模块包括金属氧化物半导体场晶体管(MOS管)，并分别根据所述信号取反模块的输出信号控制所述LED灯具组两端的电压方向，所述LED灯具组包括至少一组导通电压相反的第一LED灯组和第二LED灯组，该第一LED灯组与第二LED灯组并联设置，所述第一、第二LED灯组根据LED灯具组两端的电压方向在亮灭之间切换。

2.如权利要求1所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述信号产生模块为单片机、计时器、中央处理器中的一种。

3.如权利要求1所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述信号产生模块产生的控制信号为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)信号。

4.如权利要求1所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述第一、第二LED灯组分别包括一个限流电阻。

5.如权利要求1所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述第一、第二LED灯的色温不同。

6.如权利要求1所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述每一个信号控制模块包括一个P-MOS管和一个N-MOS管。

7.如权利要求6所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述P-MOS管、LED灯具组、以及N-MOS管依次串联电性连接。

8.如权利要求6所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述P-MOS管设置在所述LED灯具调控系统的高电平端。

9.如权利要求6所述的LED灯具调控系统，其特征在于：所述N-MOS管设置在所述LED灯具调控系统的低电平端。

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