CN203590559U - 一种led调光调色电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种LED调光调色电路，其包括有开关电源、驱动器U1A、驱动器U1B、PWM输出模块、高色温LED灯串和低色温LED灯串，其中：通过调整PWM_A和PWM_B两路信号的占空比实现对驱动芯片U1A、U1B输出电流的开通与断开，从而进一步调整高色温LED灯串和低色温LED灯串电流的有无，通过占空比调节和LED工作时间控制，调节两组LED灯串的工作时间长短，从而实现调光调色，并且LED灯串内的电流并未发生变化，避免了光谱波长的变化，以及避免了避免色谱偏移，同时，两组LED灯串通过开关电源供电，并且无需升压、降压驱动电路对其电压进行采样，从而避免了因升压驱动电路和降压驱动电路的工作状态受到影响所导致的状态异常，提高了LED灯串的调光调色稳定性。

Description

一种LED调光调色电路
技术领域
本实用新型涉及LED驱动控制电路，尤其涉及一种LED调光调色电路。
背景技术
由于LED的亮度几乎和它的驱动电流直接成正比关系，故通常采用调整LED正向电流的方法来调整亮度，方法简单、实用。然而用调整正向电流的方法来调亮度会产生如下问题：
第一，在调亮度的同时也会改变它的光谱和色温，因为目前白光LED都是用兰光LED激发黄色荧光粉而产生，当正向电流减小时，蓝光LED亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使其光谱的主波长增长，导致色谱偏移；
第二，对于LED供电模块而言，供电模块内的升压、降压驱动电路需要对LED的电压进行采样，之后调整LED的供电电压，由于LED的正向电压VF随电流正比关系，LED电流减少到很小时，LED的VF值会变的很小，导致升压驱动电路不工作或者导致降压驱动电路压差过大而工作不正常，从而难以实现恒压供电。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种LED调光调色电路，该电路通过调整两个驱动器的输入信号的占空比，来控制两组LED灯串的工作时间，在保持LED灯串电流不变的条件下，对灯光的色温和亮度进行调节，不会影响LED的光谱，避免色谱偏移，同时，还避免因升压驱动电路和降压驱动电路异常而影响电路的工作状态。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。
一种LED调光调色电路，其包括有开关电源、驱动器U1A、驱动器U1B、PWM输出模块、高色温LED灯串和低色温LED灯串，其中：开关电源用于输出恒定电压；PWM输出模块用于输出两路PWM信号；驱动器U1A的脉冲输入端ADJ与PWM输出模块的第一输出端相连，该驱动器U1A的电流输出端LX连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与开关电源的输出端Vout相连，该二极管D1的阴极还通过电阻R1连接于高色温LED灯串的阳极，该驱动器U1A的电流输出端LX还通过电感L1连接于高色温LED灯串的阴极，该驱动器U1A的采样端IS连接于高色温LED灯串的阳极，驱动器U1A的脉冲输入端ADJ电压为高时，该驱动器U1A的电流输出端LX产生电流，驱动器U1A的脉冲输入端ADJ电压为低时，该驱动器U1A的电流输出端LX的电流关断；驱动器U1B的脉冲输入端ADJ与PWM输出模块的第二输出端相连，该驱动器U1B的电流输出端LX连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与开关电源的输出端Vout相连，该二极管D2的阴极还通过电阻R2连接于低色温LED灯串的阳极，该驱动器U1B的电流输出端LX还通过电感L2连接于低色温LED灯串的阴极，该驱动器U1B的采样端IS连接于低色温LED灯串的阳极，驱动器U1B的脉冲输入端ADJ电压为高时，该驱动器U1B的电流输出端LX产生电流，驱动器U1B的脉冲输入端ADJ电压为低时，该驱动器U1B的电流输出端LX的电流关断。
优选地，驱动器U1A和驱动器U1B集成在一块芯片之内，该芯片的型号是MP24892。
优选地，开关电源包括有依次连接的交流输入端、EMC电路、整流滤波电路、变压电路和恒压输出电路，开关电源还包括有控制电路，控制电路与EMC电路之间连接有辅助电路，该控制电路还连接于恒压输出电路，其中：交流输入端用于接入交流电压；EMC电路用于抑制开关电源对外界设备的辐射和干扰；整流滤波电路用于对交流电压进行整流和滤波；变压电路用于将高电压转换为低电压；控制电路用于对输出端Vout的电压进行采样，之后对恒压输出电路发出调压指令；恒压输出电路用于执行控制电路的指令而输出恒压信号；辅助电路用于将EMC电路输出的电压转换为供电电压，并且将该供电电压传输至控制电路。
优选地，驱动器U1A的电源端VIN与开关电源的输出端Vout相连，该驱动器U1A的电源端VIN与地之间连接有滤波电容C1。
优选地，驱动器U1B的电源端VIN与开关电源的输出端Vout相连，该驱动器U1B的电源端VIN与地之间连接有滤波电容C2。
本实用新型公开的LED调光调色电路中，可以调整PWM输出模块输出信号的占空比，利用PWM_A和PWM_B两路信号控制驱动芯片U1A、U1B输出电流的开通与断开，从而进一步调整高色温LED灯串和低色温LED灯串电流的有或无，从而控制两组LED灯串的工作时间长短，实现调光调色，其相比现有技术中仅调节LED工作电流的调光调色方法而言，LED灯串内的电流并未发生变化，从而避免了光谱波长的变化，以及避免了避免色谱偏移，同时，两组LED灯串通过开关电源供电，并且无需升压、降压驱动电路对其电压进行采样，从而避免因升压驱动电路和降压驱动电路异常而影响电路的工作状态，提高了LED灯串的调光调色稳定性。
附图说明
图1为LED驱动电路原理图。
图2为开关电源的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作更加详细的描述。
本实用新型公开了一种LED调光调色电路，结合图1和图2所示，其包括有开关电源、LED驱动电路和LED光源，LED光源由高色温LED灯串和低色温LED灯串组成，LED驱动电路包括驱动器U1A、驱动器U1B和PWM输出模块17，该驱动器U1A和驱动器U1B集成在一块芯片之内，该芯片的型号是MP24892。其中：
开关电源用于输出恒定电压。
PWM输出模块17用于输出两路PWM信号，该PWM输出模块17输出占空比可调的PWM信号，用以调节PWM_A和PWM_B两路脉冲信号的电压值，该PWM输出模块17可以采用可编程PWM芯片或者用单片机实现，也可以采用不可编程的PWM芯片，比如芯片SG3525，实际应用中，可以根据需要灵活选择芯片的类型。
驱动器U1A的脉冲输入端ADJ与PWM输出模块17的第一输出端相连，该驱动器U1A的电流输出端LX连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与开关电源的输出端Vout相连，该二极管D1的阴极还通过电阻R1连接于高色温LED灯串的阳极，该驱动器U1A的电流输出端LX还通过电感L1连接于高色温LED灯串的阴极，该驱动器U1A的采样端IS连接于高色温LED灯串的阳极，所述驱动器U1A的脉冲输入端ADJ电压为高时，该驱动器U1A的电流输出端LX产生电流，所述驱动器U1A的脉冲输入端ADJ电压为低时，该驱动器U1A的电流输出端LX的电流关断。作为一种优选方式，驱动器U1A的电源端VIN与开关电源的输出端Vout相连，该驱动器U1A的电源端VIN与地之间连接有滤波电容C1，该滤波电容C1用于滤除驱动器U1A电源端的纹波串扰。
驱动器U1B的脉冲输入端ADJ与PWM输出模块17的第二输出端相连，该驱动器U1B的电流输出端LX连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与开关电源的输出端Vout相连，该二极管D2的阴极还通过电阻R2连接于低色温LED灯串的阳极，该驱动器U1B的电流输出端LX还通过电感L2连接于低色温LED灯串的阴极，该驱动器U1B的采样端IS连接于低色温LED灯串的阳极，所述驱动器U1B的脉冲输入端ADJ电压为高时，该驱动器U1B的电流输出端LX产生电流，所述驱动器U1B的脉冲输入端ADJ电压为低时，该驱动器U1B的电流输出端LX的电流关断。作为一种优选方式，驱动器U1B的电源端VIN与开关电源的输出端Vout相连，该驱动器U1B的电源端VIN与地之间连接有滤波电容C2，该滤波电容C2用于滤除驱动器U1B的电源端的纹波串扰。
利用驱动器U1A和U1B的上述特性，通过调整PWM输出模块17输出信号的占空比，可以调整两个驱动器的电流输出端LX的电流开、断间隔，从而改变高色温LED灯串和低色温LED灯串的工作时间长短，而灯串内的电流大小并未改变，使得LED不会产生任何色谱偏移，从而具有极高的调光精度控制，由于脉冲波形完全可以控制到很高的精度，恒流源的工作条件不会改变即使在很大范围内调光，也不会发生闪烁现象及散热问题，故选择PWM控制方式来实现调光调色。
关于开关电源的电路结构，开关电源包括有依次连接的交流输入端10、EMC电路11、整流滤波电路12、变压电路13和恒压输出电路14，开关电源还包括有控制电路16，控制电路16与EMC电路11之间连接有辅助电路15，该控制电路16还连接于恒压输出电路，其中：交流输入端10用于接入交流电压；EMC电路11用于抑制开关电源对外界设备的辐射和干扰；整流滤波电路12用于对交流电压进行整流和滤波；变压电路13用于将高电压转换为低电压；控制电路16用于对输出端Vout的电压进行采样，之后对恒压输出电路14发出调压指令；恒压输出电路14用于执行控制电路16的指令而输出恒压信号；辅助电路15用于将EMC电路11输出的电压转换为供电电压，并且将该供电电压传输至控制电路16，该开关电源可以采用市场上常用的开关电源。
上述LED调光调色电路中，驱动芯片U1A、电感L1、电阻R1形成一个自振荡的连续电感电流模式的降压恒流LED控制器，该电阻R1是电流采样电阻。Vout上电时，电感L1和电阻R1的初始电流为零，高色温LED灯串输出电流也为零。此时，IS比较器输出为高，内置开关管导通，LX的电位为低，电流通过开关电源的输出端Vout、电阻R1、高色温LED灯串、电感L1和驱动芯片U1A的内置开关管流到地GND，电流上升的斜率由开关电源的输出端Vout、电感L1的电感值和高色温LED灯串的压降决定，高色温LED灯串的电流上升后，由于驱动芯片U1A的电流输出端LX的电流随脉冲输入端ADJ的电压升降而变化，因此可以在驱动芯片U1A的脉冲输入端ADJ加PWM信号进行调光，脉冲输入端ADJ电压低于0.3V时关断LED电流，脉冲输入端ADJ电压高于2.5V时全部打开LED电流，PWM信号调光的频率范围从100Hz到20KHz以上。本实用新型中的电流输出方式为，输出电流要么是高电平，要么是低电平，即脉冲恒流源，调整脉冲宽度就可以改变其亮度，由于LED工作时电流大小没变，仅改变工作时间长短，故LED不会产生任何色谱偏移，有极高的调光精确度控制，因为脉冲波形完全可以控制到很高的精度，恒流源的工作条件不会改变，即使在很大范围内调光，也不会发生闪烁现象及散热问题，故本实用新型选择PWM控制方式来实现调光调色。光谱变化过程中：低色温不变，随高色温的工作时间加长，即占空比变大，灯珠色温越来越高，当此电流最大及低色温电流为零时色温最高，可达到7000k，反之越来越低，低至2000k。
基于上述原理，可以调整PWM输出模块输出信号的占空比，利用PWM_A和PWM_B两路信号控制驱动芯片U1A、U1B输出电流的开通与断开，从而进一步调整高色温LED灯串和低色温LED灯串电流的有或无，从而控制两组LED灯串的工作时间长短，实现调光调色，其相比现有技术中仅调节LED工作电流的调光调色方法而言，LED灯串内的电流并未发生变化，从而避免了光谱波长的变化，以及避免了避免色谱偏移，同时，两组LED灯串通过开关电源供电，并且无需升压、降压驱动电路对其电压进行采样，从而避免因升压驱动电路和降压驱动电路异常而影响电路的工作状态，提高了LED灯串的调光调色稳定性。
以上只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种LED调光调色电路，其特征在于，包括有开关电源、驱动器U1A、驱动器U1B、PWM输出模块、高色温LED灯串和低色温LED灯串，其中：
所述开关电源用于输出恒定电压；
所述PWM输出模块用于输出两路PWM信号；
所述驱动器U1A的脉冲输入端ADJ与PWM输出模块的第一输出端相连，该驱动器U1A的电流输出端LX连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与开关电源的输出端Vout相连，该二极管D1的阴极还通过电阻R1连接于高色温LED灯串的阳极，该驱动器U1A的电流输出端LX还通过电感L1连接于高色温LED灯串的阴极，该驱动器U1A的采样端IS连接于高色温LED灯串的阳极，所述驱动器U1A的脉冲输入端ADJ电压为高时，该驱动器U1A的电流输出端LX产生电流，所述驱动器U1A的脉冲输入端ADJ电压为低时，该驱动器U1A的电流输出端LX的电流关断；
所述驱动器U1B的脉冲输入端ADJ与PWM输出模块的第二输出端相连，该驱动器U1B的电流输出端LX连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与开关电源的输出端Vout相连，该二极管D2的阴极还通过电阻R2连接于低色温LED灯串的阳极，该驱动器U1B的电流输出端LX还通过电感L2连接于低色温LED灯串的阴极，该驱动器U1B的采样端IS连接于低色温LED灯串的阳极，所述驱动器U1B的脉冲输入端ADJ电压为高时，该驱动器U1B的电流输出端LX产生电流，所述驱动器U1B的脉冲输入端ADJ电压为低时，该驱动器U1B的电流输出端LX的电流关断。
2.如权利要求1所述的LED调光调色电路，其特征在于，所述驱动器U1A和驱动器U1B集成在一块芯片之内，该芯片的型号是MP24892。
3.如权利要求1所述的LED调光调色电路，其特征在于，所述开关电源包括有依次连接的交流输入端、EMC电路、整流滤波电路、变压电路和恒压输出电路，所述开关电源还包括有控制电路，所述控制电路与EMC电路之间连接有辅助电路，该控制电路还连接于恒压输出电路，其中：
所述交流输入端用于接入交流电压；
所述EMC电路用于抑制开关电源对外界设备的辐射和干扰；
所述整流滤波电路用于对交流电压进行整流和滤波；
所述变压电路用于将高电压转换为低电压；
所述控制电路用于对输出端Vout的电压进行采样，之后对恒压输出电路发出调压指令；
所述恒压输出电路用于执行控制电路的指令而输出恒压信号；
所述辅助电路用于将EMC电路输出的电压转换为供电电压，并且将该供电电压传输至控制电路。
4.如权利要求1所述的LED调光调色电路，其特征在于，所述驱动器U1A的电源端VIN与开关电源的输出端Vout相连，该驱动器U1A的电源端VIN与地之间连接有滤波电容C1。
5.如权利要求1所述的LED调光调色电路，其特征在于，所述驱动器U1B的电源端VIN与开关电源的输出端Vout相连，该驱动器U1B的电源端VIN与地之间连接有滤波电容C2。
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CN103596336A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 深圳市九洲光电科技有限公司 一种led调光调色电路
WO2016065528A1 (en) * 2014-10-28 2016-05-06 Texas Instruments Incorporated Dual control led driver
CN107071962A (zh) * 2017-01-22 2017-08-18 杭州中恒派威电源有限公司 一种能够防止高压损坏的电源及通信电路

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