CN204305420U - 基于电源线边沿信号控制的彩灯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，包括若干LED彩灯组，还包括：边沿信号发生器，用于生成边沿信号并将所述的边沿信号加载在电源线上输出；LED驱动器，与所述的LED彩灯组一一对应，用于根据电源线输出的边沿信号驱动相应的LED彩灯组。本实用新型的LED彩灯装置通过控制可控开关的闭合和断开，控制电源线通断，进而输出边沿信号并加载在电源线上，将各个LED彩灯组及相应的LED驱动器直接与该加载有边沿信号的电源线连接，可以完成对LED彩灯的驱动，实现不同的彩灯效果，电路结构简单，且成本低廉，通过MCU编程可以实现极其丰富的装饰效果。

Description

基于电源线边沿信号控制的彩灯装置

技术领域

本实用新型涉及LED控制技术领域，具体涉及一种基于电源线边沿信号控制的彩灯装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有发光效率高、方向性好、色彩稳定性好、可靠性高、寿命长，体积小以及环境安全性高等显著优点，尤其适合应用于LED彩灯照明。LED彩灯一般由多颗LED通过串联或并联的方式联结成串，是圣诞节、复活节等节日的主要装饰品，也是喜庆、娱乐、夜景照明的亮化装饰产品，具有广阔的市场。

目前市场上的LED彩灯有常亮与带闪烁灯模式。常亮模式生产制造简单，但装饰效果单调。带闪烁灯串的主要实现方式包括：在常亮灯串中间隔串装LED闪泡，但是这种LED闪泡亮灯模式固定，不能接收控制信号实现其他变化效果；另一种将LED彩灯分成若干组，各个LED彩灯由单独控制器控制，为了达到灯串流水等效果，就必须做成3路以上的结构，路数越多效果就越好。

将LED灯串分成若干组的模式，一般将需要同时发光的一组LED串联，然后再对各组LED串进行并联。增加LED彩灯的路数就会带来结构的复杂和电线用量的增加，而且增加生产难度和成本，产品体积庞大、部件繁多，造价较高。

公开号为CN1423515的中国发明专利申请公开一种用于装饰的变色彩灯带，包括提供触发电压的控制器、数个变色开关电路，每个变色开关由二个双向可控硅分别串联整流二极管后再与第三个双向可控硅并联而成，三个双向可控硅的控制极与控制器相连，并联电路的一端接电源，另一端连接若干个变色灯泡。该方案通过可控硅电路可以用简单的方式实现三色变化，但当需要实现更多种颜色模式控制时，电路较为复杂。

公开号为CN203206544U的中国实用新型专利申请公开一种两组LED灯循环闪亮的双线式LED灯串方案，包括连接用电线及若干个LED灯，所有的LED灯按一正一反的极性排列后再用两根电线并联连接成灯串，并联连接的一根电线与控制单元的第一个输出端电连接，并联连接的另一根电线与控制单元的第二个输出端电连接，控制单元控制的第一输出端和第二输出端的正、负极性间歇互换。该方案的优点是控制系统部分输出线只有两根，灯串也用两根电线实现两路循环，可大量节约电线。但该方案的只能实现两种色彩的控制。

公开号为CN103528014A的中国专利申请公开一种IC芯片控制发光的LED圣诞灯串，包括变压器、控制器、常亮LED发光支路和可控LED发光支路，通过IC模块控制，对可控LED发光支路中要求产生发光模式变化的LED灯实现点控制，不需要特殊的LED灯，就使得可控LED灯串的发光效果产生丰富的变化。该方案需要包括分开的常亮LED发光支路和可控LED发光支路，可控LED发光支路的IC芯片需要独立的线路连接。

公开号为CN101598277的中国专利申请公开了一种只用两根电线的LED灯串，编码控制器的输入端连接电源，编码控制器的输出端连接两根电线，电线上并联连接多个LED，组成多路LED灯串。同一路LED灯串中LED内设置一个相同的编码识别芯片，不是同一路的LED所设置的编码识别芯片互不相同。该方案编码控制器通过载波电路的输出端连接发送电路，编码识别芯片包括脉冲接收电路，脉冲接收电路信号输出端连接解码电路。该方案不是同一路的LED所设置的编码识别芯片互不相同，这一方面导致编码识别芯片需要包括只读存储器存放编码，增加编码识别芯片的复杂性，另一方面也导致生产过程中需要按照不同编码组装产品，如不同编码识别芯片组装位置错误，就不能实现预期设计的装饰效果，这导致最终产品组装复杂。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于电源线边沿信号控制的彩灯装置。

一种基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，包括：

边沿信号发生器，用于生成边沿信号并将所述的边沿信号加载在电源线上输出；

若干LED模组，每个LED模组包括一个LED彩灯组和用于根据电源线输出的边沿信号驱动该LED彩灯组的LED驱动器。

本实用新型的彩灯装置中LED模组的数量以及每个LED模组中包括的LED的数量及颜色根据实际应用情况设定。当LED模组的数量大于2时，各个LED模组可以并联方式连接，也可以串联方式连接。

通过边沿信号发生器生成边沿信号并加载至电源线上输出，一方面为LED驱动器供电，另外，电源线输出的边沿信号还可以作为LED驱动器的控制信号，在LED灯数量庞大的LED彩灯领域，能够只通过电源线和地线就获得闪烁、颜色跳变、颜色逐渐增亮、颜色逐渐变暗以及流水灯等效果，可大大减少所需连线的数量。

所述的边沿信号发生器包括可控开关和与可控开关的控制端连接的控制电路，所述可控开关的输入端接直流电源，输出端接所述的电源线。

通过控制电路的输出信号控制可控开关的通断，即可形成边沿信号，并加载至电源线上。当可控开关导通时，电源线上加载的边沿信号为高电平，当可控开关断开时，电源线上加载的边沿信号为低电平。

作为优选，所述的控制电路基于微处理器(MCU)实现。进一步，为降低成本，所述的微处理器可以为单片机。

为保证可控开关的具有较高的响应速度，所述的可控开端可以采用场效应管实现。作为优选，所述的控制开关基于N沟道的场效应管实现。

作为优选，所述可控开关的输出端还连接有下拉电阻。通过设置下拉电阻，在可控开关断开时，迅速将电源线加载的边沿信号的电平拉低。

作为优选，所述LED驱动器包括：

边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术运算，并输出运算结果；

充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；

初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。

所述LED驱动器的电源线与所述LED驱动器的地之间还可以连接分压电阻，用于LED模组串联应用时起到分压作用。

本实用新型中边沿触发运算单元的实际作用是对边沿信号的脉冲个数(上升沿或下降沿)进行计数或其他运算，根据计数或其他运算结果生成LED驱动信号。

作为优选，所述的边沿触发运算单元包括n个并联的D触发器和一个n位算术逻辑单元，以各个D触发器的输出端输出运算结果，其中：

各个D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接；

各个D触发器的复位端与初始化单元连接，时钟端与电源线连接；

算术逻辑单元的A组输入端分别与相应位的D触发器的输出端连接，B组输入端外接模式控制常量。

本实用新型中的算术逻辑单元可以为加法器、减法器，可以为乘法器或除法器。实际应用时模式控制常量可以固定不变，也可以外接模式选择电路，由模式选择电路对B组输入进行置数，用户根据需要通过模式选择电路对模式控制常量进行置数，以使整个边沿触发运算单元以不同的方式进行运算。例如，在算术逻辑单元为加法器时，模式控制常量为2^m(十进制表示，m为大于等于0且小于n的整数)。当m为0时模式控制常量为2⁰，边沿触发运算单元采用递增方式进行计数；当m为1时模式控制常量为2¹，边沿触发运算单元采用加2方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低1位保持不变；当m为2时模式控制常量为2²，边沿触发运算单元采用加4方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低2位保持不变。

另外，在算术逻辑单元为加法器时，模式控制常量还可以设为2ⁿ-2^m(十进制表示，m为大于等于0且小于n的整数)。例如：当m为0时模式控制常量为2ⁿ-1，算术逻辑单元实际上加-1的补码，边沿触发运算单元采用递减方式进行计数；当m为1时模式控制常量为2ⁿ-2，算术逻辑单元实际上加-2的补码，边沿触发运算单元采用减2方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低1位保持不变；当m为2时模式控制常量为2ⁿ-4，算术逻辑单元实际上加-4的补码，边沿触发运算单元采用减4方式进行计数，运算结果(采用二进制表示)最低2位保持不变。

可以看出，通过外接模式控制常量从而完成运算模式的多样化，进而输出更多种类的运算结果，在LED彩灯上控制更加灵活，在LED彩灯控制领域更加具有应用竞争力。

作为边沿触发运算单元的另一种实现方案，所述的边沿触发运算单元包括若干个串联的D触发器，以各个D触发器的输出端输出运算结果，其中：第一个D触发器的时钟信号输入端与电源线连接，相邻两个D触发器中，后一个D触发器的时钟信号输入端与前一个D触发器的反向输出端连接；各个D触发器的复位端与初始化单元连接，各个D触发器反向输出端与触发端连接。

未作特殊说明，本实用新型中的边沿触发运算单元的输出具有高低位之分。第一个D触发器是指根据边沿触发运算单元中最低位对应的D触发器。相邻两个D触发器中以相对低位的D触发器作为前一个，相对高位的D触发器作为后一个。相应的，对于算术逻辑单元，A组输入和B组输入中的各位也具有相应的高低位。

D触发器可以为上升沿触发，也可以为下降沿触发，根据需求选择。

D触发器的个数越多，边沿计数单元对应的计数范围越大。作为优选，所述的边沿触发运算单元包括至少两个D触发器。进一步优选，所述的边沿计数单元包括2～200个D触发器，即n的取值优选为2～200。

所述LED彩灯组包括n个不同颜色的LED，相对于所述LED驱动器的n个输出端，所述LED彩灯组具有连接方式是A(n,n)排列数中的一种连接方式。连接时，n个不同颜色的LED的阳极共同连接在所述LED模组的电源端，n个不同颜色的LED的阴极分别连接在所述LED驱动器的n个输出端。

所述LED彩灯组中的n个不同颜色的LED的阴极连接在对应LED驱动器的n个输出引脚，电源线边沿信号触发的LED驱动器中边沿触发运算单元的运算结果的取值范围为0～(2ⁿ-1)，通过加载电源线边沿信号控制每个LED彩灯组实现2ⁿ种模式变化，进一步，通过控制每个边沿信号后高电平时间的长短获得边沿信号间隔时间对应速度的模式变化。

进一步，在计数结果(即运算结果)范围0～(2ⁿ-1)中选择若干个值K₀、K₁、...、K_u，u为大于0的整数，并设置对应的维持高电平时间D₀、D₁、...、D_u，计数结果对应的颜色模式集合为{L₀、L₁、...、L_u}，重复在人眼不能分辨的短时间内快速加载若干个边沿信号使得LED驱动器计数结果为K₀维持高电平时间D₀、LED驱动器计数结果为K₁维持高电平时间D₁，其余各个计数结果时的维持时间依次类推，LED驱动器计数结果为K_u维持高电平时间D_u，通过上述方式实现彩灯组对应LED驱动器计数结果为K₀、K₁、...、K_u对应的颜色模式跳变，进一步，通过设置边沿信号后高电平时间D₀、D₁、...、D_u长短获得边沿信号间隔时间对应速度的颜色模式变化；

进一步，通过上述方式实现LED驱动器计数结果依次从K₀→K₁→...→K_u的跳变，颜色模式变化从L₀→L₁→..→L_u的LED彩灯组、颜色模式变化从L₁→L₂→...→L_u→L₀的彩灯组、颜色模式变化从L₂→L₃→...→L_u→L₀→L₁的LED彩灯组、...、颜色模式变化从L_u→L₀→L₁→...→L_u-1的LED彩灯组在视觉效果上获得流水效果，进一步，通过设置边沿信号后维持高电平时间D₀、D₁、...、D_u长短获得边沿信号间隔时间对应速度的流水效果；

进一步优选，所述的LED驱动器还包括LED驱动电路，所述的LED驱动电路的输入端与边沿触发运算单元的输出端连接，输出端与相应的LED连接以驱动相应的LED。

与现有技术相比，本实用新型的LED彩灯装置通过控制可控开关的闭合和断开，控制电源线通断，进而输出边沿信号并加载在电源线上，将各个LED彩灯组及相应的LED驱动器直接与该加载有边沿信号的电源线连接，可以完成对LED彩灯的驱动，实现不同的驱动效果，电路结构简单，且成本低廉，通过MCU编程可以实现极其丰富的装饰效果。

附图说明

图1为本实施例的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置；

图2为本实施例的LED模组中LED连接方式示意图，其中(a)、(b)、(c)分别代表不同的连接方式；

图3为本实施例的LED驱动器的结构框图；

图4为本实施例的边沿触发运算单元的电路原理图；

图5为本实施例的充电单元的电路原理图；

图6为本实施例的初始化单元的电路原理图；

图7为本实施例的电源线边沿信号触发的算术运算装置的时序图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细描述。

如图1和如图2所示，本实施例的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，包括：

边沿信号发生器，用于生成边沿信号并将生成的边沿信号加载在电源线上输出；

本实施例的边沿信号发生器包括可控开关和与可控开关的控制端连接的控制电路，可控开关包括N沟道场效应管IRLML2502TRPBF，其漏极作为输入端接直流电源(+5V电源)，源极为输出端与电源线连接，栅极作为控制终端，与控制电路的输出端连接，可控开关的输出端还连接有一下拉电阻(阻值为1MΩ)后接地，在可控开关断开时，可以迅速将边沿信号的电平拉低。

控制电路基于MCU(本实施例中为STC15F104E型单片机)实现，通过单片机输出的控制信号控制可控开关的闭合和断开(实际上为导通和截止)。

当可控开关导通时，电源线上加载的边沿信号为高电平，当可控开关断开时，电源线上加载的边沿信号为低电平。

若干个LED模组，每个LED模组包括一个LED彩灯组和用于根据电源线输出的边沿信号驱动LED彩灯组的LED驱动器。

本实施例中每个LED彩灯组包括3不同颜色的LED，分别为红光、绿光和兰光。本实施例的LED彩灯装置中具有9个LED模组分为MODULE₀、MODULE₁、MODULE₂、MODULE₃、MODULE₄、MODULE₅、MODULE₆、MODULE₇和MODULE₈。各个LED模组中LED的连接方式如图2所示，其中如(a)所示，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆的LED驱动器的三个输出端由低位到高位分别连接红光LED(即图中R)、绿光LED(即图中G)、和兰光LED(即图中B)；如(b)所示，LED模组MODULE₁、MODULE₄和MODULE₇中的LED驱动器的三个输出端由低位到高位分别连接兰光LED、红光LED和绿光LED；如(c)所示，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈的LED驱动器的三个输出端由低位到高位分别连接绿光LED、兰光LED和红光LED。

如图3所示，本实施例的LED驱动器包括：

边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术运算，并输出运算结果；

充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；

初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化；

以及驱动电路，用于根据边沿触发运算单元输出的运算结果输出相应的驱动信号以驱动对应的LED彩灯组。本实施例驱动电路是3个NMOS管，各个NMOS管栅极对应连接在边沿触发运算单元的输出端，各个NMOS管的源极接LED驱动器的地，各个NMOS管的漏极连接在LED驱动器的输出端。图4为本实施例的边沿触发运算单元，包括3个并联的D触发器和一个3位算术逻辑单元，以各个D触发器的输出端输出运算结果。

本实施例中的D触发器为带低电平复位的时钟上升沿触发D触发器，分别为第一D触发器F1、第二D触发器F2和第三D触发器F3，对应的正向输出端分别为Q1、Q2和Q3，对应的运算结果从低到高依次为Q1、Q2、Q3。各个D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接，即D1连C1、D2连C2、D3连C3。

各个D触发器的复位端(包括RD1、RD2和RD3)与初始化单元的输出端连接，通过初始化单元对D触发器进行初始置数。

时钟端(包括CK1、CK2和CK3)与电源线连接，由电源线输入的边沿信号触发进行算术运算。

本实施例中算术逻辑单元为三位加法器，该算术逻辑单元的A组输入由低到高依次为A1、A2和A3，B组输入由低到高依次为B1、B2和B3，输出端由低到高依次为C1、C2和C3。算术逻辑单元的A组输入端分别与相应位的D触发器的输出端连接(即Q1接A1、Q2接A2、Q3接A3)。B组输入端外接模式控制常量。模式控制常量可以根据用户需求进行置数。

图5为本实施例的充电单元的具体电路，包括二极管D，二极管D的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件C接地(本实施例中充电电容为源漏短接的MOS管等效电容，等效电容的大小为0.2μF)。整个充电单元通过二极管D的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。

图6为初始化单元的电路原理图，包括四个MOS管，分别为p沟道MOS管T1、p沟道MOS管T2、n沟道MOS管T3和n沟道MOS管T4、第一反相器V1、第二反相器V2。具体连接关系如下：

MOS管T1的源极和漏极均连接至充电单元中二极管D1的阴极，栅极与MOS管T3的漏极连接，MOS管T3的栅极与MOS管T1的源极连接，MOS管T3源极接地。MOS管T2的栅极和源极分别与MOS管T1的栅极和源极连接，漏极串联一限流电阻R后(本实施例中限流电阻的大小为500Ω)，与MOS管T4的栅极连接，且MOS管T4的漏极和源极分别与MOS管T3的源极和地连接。

MOS管T4的栅极连接第一反相器V1输入端，第一反相器V1的输出端连接第二反相器V2输入端，第二反相器V2的输出作为初始化单元的输出端，向边沿触发运算单元输出复位信号。

本实施例的电源线边沿信号触发的算术运算装置的工作原理如下：

当该运算装置未上电时，充电单元提供的供电电平为低电平，此时初始化单元和边沿触发运算单元供电不足，整个运算装置不能运算。

当运算装置上电时，且在边沿信号为高电平时，充电单元中的储能元件C被充电。在高电平持续时间足够长的情况下，供电电平由低电平翻转为高电平，初始化单元和边沿触发运算单元被正常供电。

此时，初始化单元中的MOS管T3导通，使MOS管T2导通，因此，充电单元可以通过限流电阻R对用作电容的MOS管T4充电。在对MOS管T4充电过程中，MOS管T4栅极的电压逐渐增大，当充电到达使得第二反相器V2输出的复位信号由低电平翻转至高电平后完成初始化。

第二反相器V2的输出端与边沿触发运算单元中的各个D触发器的复位端连接，当第二反相器V2输出低电平时，各个D触发器复位，即边沿触发运算单元清零。

图7为本实施例中电源线输入的边沿信号、初始化单元以及三位加法器B组输入的模式控制常量为二进制001时运算结果的时序示意图，其中运算结果采用三个D触发器的正向输出端的输出信号表示。在电源上电后，在T时间三个D触发器复位为逻辑0，即运算结果清零。在边沿信号的上升沿E1处，运算结果为二进制001；在电源线上升沿E2，运算结果为二进制010；在电源线上升沿E3，运算结果为二进制011；在电源线上升沿E4，运算结果为二进制100；在电源线上升沿E5，运算结果为二进制101；在电源线上升沿E6，运算结果为二进制110；在电源线上升沿E7，运算结果为二进制111；在电源线上升沿E8，运算装置溢出，运算结果为二进制000，电源线边沿信号触发的LED驱动器中边沿触发运算单元的运算结果的取值范围为0～(2³-1)。

在电源上电后，在T时间三个D触发器复位为逻辑0，即边沿触发运算单元输出为零，所有LED模组中的各个LED都为暗。LED的点亮情况如下：

在边沿信号的上升沿E1处，运算结果为二进制001，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆中红光LED亮，LED模组MODULE₁和MODULE₄、MODULE₇中兰光LED亮，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈中绿光LED亮；

在电源线上升沿E2，运算结果为二进制010，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆中绿光LED亮，LED模组MODULE₁、MODULE₄中MODULE₇中红光LED亮，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈中兰光LED亮；

在电源线上升沿E3，运算结果为二进制011，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆中红光LED和绿光LED亮，LED模组MODULE₁、MODULE₄和MODULE₇中红光LED和兰光LED亮，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈中兰色LED和绿光LED亮；

在电源线上升沿E4，运算结果为二进制100，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆中兰光LED亮，LED模组MODULE₁、MODULE₄和MODULE₇中绿光LED亮，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈中红光LED亮；

在电源线上升沿E5，运算结果为二进制101，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆中红光LED和兰光LED亮，LED模组MODULE₁、MODULE₄和MODULE₇中绿光LED和兰光LED亮，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈中红光LED和绿光LED亮；

在电源线上升沿E6，运算结果为二进制110，LED模组MODULE₀、MODULE₃和MODULE₆中兰光LED和绿光LED亮，LED模组MODULE₁、MODULE₄和MODULE₇中绿光LED、红光LED亮，LED模组MODULE₂、MODULE₅和MODULE₈中红光LED和兰光LED亮；

在电源线上升沿E7，运算结果为二进制111，所有LED模组中红光LED、绿光LED、兰光LED都亮；

在电源线上升沿E8，运算装置溢出，运算结果为二进制000，所有LED模组的红光LED、绿光LED、兰光LED都暗。

本实施例的LED彩灯装置在实现彩灯控制时，通过边沿信号发生器中的控制电路，生成边沿信号并加载至电源线上，以点亮LED组中相应的颜色的LED，实现不同的彩灯效果。

通过控制加载在电源线上的边沿信号控制每个彩灯组实现红、绿、兰、红绿、红兰、绿兰、红绿兰、全暗，也就是7种彩色、全暗共计8种颜色模式。通过控制图7中各个上升沿后的高电平维持时间为1秒，就可获得间隔1秒的7彩色跳变。改变图7中各个上升沿后的高电平维持时间，就可以获得相应速度的七彩色跳变。

例如：在计数结果(即运算结果)范围0～7中选择1、2、4，并设置对应的高电平维持时间都为1秒，本实施例中计数结果对应的颜色模式集合为{红、绿、兰}。在边沿触发运算单元输出为零，模组MODULE₀的三个LED都为暗的状态下，如图7所示加载低电平时间为100ns的上升沿E1，LED驱动器计数结果为1维持高电平时间1秒；加载低电平时间为100ns的上升沿E2，LED驱动器计数结果为2维持高电平时间1秒；加载低电平时间为100ns的上升沿E₃，LED驱动器计数结果为3，维持高电平时间100ns，加载低电平时间为100ns的上升沿E₄，LED驱动器计数结果为4维持高电平时间1秒钟。通过上述方式，因为人眼对短时间无法分辨(即人眼的视觉暂留效应)，本实施例彩灯组MODULE₀得到红色、绿色、兰色三种颜色间隔时间1秒的三色跳变。进一步，通过设置边沿信号后高电平时间长短获得边沿信号间隔时间对应速度的三色跳变。

通过上述方式实现LED驱动器计数结果依次从1→2→4的跳变，LED彩灯组MODULE₀、MODULE₃、MODULE₆颜色模式变化从红→绿→兰，彩灯组MODULE₁、MODULE₄、MODULE₇颜色模式变化从兰→红→绿，LED彩灯组MODULE₂、MODULE₅、MODULE₈颜色模式变化从绿→兰→红，整个灯串在视觉效果上获得红、兰、绿三色的流水效果。进一步，通过设置边沿信号后高电平时间长短获得边沿信号间隔时间对应速度的流水效果。为保证运算过程中，初始化单元和边沿触发运算单元能够正常供电，边沿信号中低电平的持续时长必须小于充电单元中储能元件C由高电平放电至低电平的放电时长。

此外，由于二极管的单向导通作用，放电时充电电容不会对电源线进行反向放电。

本实施例中未作特殊说明，高电平对应的电压幅值为3.0～5V，低电平小于1.0V。

本实施例的LED驱动器仅利用一根电源线输入边沿信号，通过对边沿信号进行运算，使控制驱动单元驱动完成LED的七彩色发光、七彩色组合跳变、流水效果，不需要使用多于一根的信号线传递控制信号。

以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内，如：在电源线与边沿触发运算单元的D触发器时钟端之间增加滤波电路、延迟电路或取反电路，算术逻辑单元为隐含B组输入的加法电路或减法电路等。

Claims (8)

1.一种基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，包括：

边沿信号发生器，用于生成边沿信号并将所述的边沿信号加载在电源线上输出；

若干LED模组，每个LED模组包括一个LED彩灯组和用于根据电源线输出的边沿信号驱动该LED彩灯组的LED驱动器。

2.如权利要求1所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述的边沿信号发生器包括可控开关和与可控开关的控制端连接的控制电路，所述可控开关的输入端接直流电源，输出端接所述的电源线。

3.如权利要求2所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述可控开关的输出端还连接有下拉电阻。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述LED驱动器包括：

边沿触发运算单元，由来自所述电源线的边沿信号触发进行算术运算，并输出运算结果；

充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；

初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。

5.如权利要求4所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述的边沿触发运算单元包括n个并联的D触发器和一个n位算术逻辑单元，以各个D触发器的输出端输出运算结果，其中，n为每个LED彩灯组包含的LED的个数：

各个D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接；

各个D触发器的复位端与初始化单元连接，时钟端与电源线连接；

算术逻辑单元的A组输入端分别与相应位的D触发器的输出端连接，B组输入端外接模式控制常量。

6.如权利要求4所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述的边沿触发运算单元包括若干个串联的D触发器，以各个D触发 器的输出端输出运算结果，其中：

第一个D触发器的时钟信号输入端与电源线连接，相邻两个D触发器中，后一个D触发器的时钟信号输入端与前一个D触发器的反向输出端连接；各个D触发器的复位端与初始化单元连接，各个D触发器反向输出端与触发端连接。

7.如权利要求5或6所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述LED彩灯组包括n个不同颜色的LED，相对于所述LED驱动器的n个输出端，所述LED彩灯组具有连接方式是A(n,n)排列数中的一种连接方式。

8.如权利要求4所述的基于电源线边沿信号控制的彩灯装置，其特征在于，所述的LED驱动器还包括LED驱动电路，所述的LED驱动电路的输入端与边沿触发运算单元的输出端连接，输出端与相应的LED连接以驱动相应的LED。