CN208479985U - Led调光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为解决目前的LED调光方式会导致频闪的技术问题，提供了一种LED调光系统，该系统包括：可调电压生成模块，可调电压生成模块用以生成大小可调节的控制电压；电压电阻转换模块，电压电阻转换模块包括可调电阻支路，电压电阻转换模块与可调电压生成模块相连，电压电阻转换模块用以在控制电压的大小被调节时对应调节可调电阻支路的电阻值；LED恒流驱动模块，LED恒流驱动模块的驱动电流输出端与可调电阻支路相连，LED恒流驱动模块在可调电阻支路的电阻值被调节时对应改变驱动电流输出端所输出的电流的大小，以对LED的亮度进行调节。本实用新型能够实现对LED亮度的连续调节，并且能够大大改善LED频闪的问题。

Description

LED调光系统

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，具体涉及一种LED调光系统。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)与传统的灯泡相比，具有耗电低，寿命长的特点。对于白光的LED，主要原理是由蓝光LED芯片发出蓝光激发涂在LED芯片周边的荧光材料而产生白光。为了保持荧光的色温，一般要求LED的功率保持稳定，即LED发光时的电流为恒定值。同时LED交流电阻非常小，在其开启以后，只要电压有一点波动，就会导致较大的电流波动，从而使LED的亮度剧烈变化。为了克服这个问题，LED需要用恒流源来控制，以使LED的电流保持恒定值。在灯光亮度需要调节时，通过对LED的电流实施高速开和关的过程，通过对开关时间比例控制，达到调节LED发光强度的改变，这种调节方法叫做PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)控制。

然而，上述调节方法会导致LED的频闪。尽管眼睛对千赫兹的频闪没有感觉，但是在普通的数码相机、手机相机下，千赫兹的PWM直接调光会在图像中形成亮度条纹。虽然已经有文献表明当频闪的频率高于一千赫兹后，不会对人眼造成伤害，但是对于坚信频闪会对人眼造成伤害的用户来说，频闪会给他们带来较大的心理压力。

实用新型内容

本实用新型为解决目前的LED调光方式会导致频闪的技术问题，提供了一种LED调光系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种LED调光系统，包括：可调电压生成模块，所述可调电压生成模块用以生成大小可调节的控制电压；电压电阻转换模块，所述电压电阻转换模块包括可调电阻支路，所述电压电阻转换模块与所述可调电压生成模块相连，所述电压电阻转换模块用以在所述控制电压的大小被调节时对应调节所述可调电阻支路的电阻值；LED恒流驱动模块，所述LED恒流驱动模块的驱动电流输出端与所述可调电阻支路相连，所述LED恒流驱动模块在所述可调电阻支路的电阻值被调节时对应改变所述驱动电流输出端所输出的电流的大小，以对所述LED的亮度进行调节。

所述可调电压生成模块包括：PWM发生器，所述PWM发生器用以生成占空比可调的PWM波；滤波单元，所述滤波单元与所述PWM发生器的输出端相连，所述滤波单元用以对所述PWM波进行滤波处理以得到第一直流电压，其中，所述第一直流电压的大小与所述PWM波的占空比呈对应关系。

所述可调电压生成模块还包括：分压单元，所述分压单元与所述滤波单元相连，所述分压单元用以对所述第一直流电压进行分压以得到第二直流电压。

所述滤波单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述PWM发生器的输出端相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第一电容的另一端接地。

所述分压单元包括：第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地。

所述可调电阻支路包括：第四电阻，所述第四电阻的一端与所述LED恒流驱动模块的驱动电流输出端相连；第一NMOS管，所述第一NMOS管的栅极与所述第一电阻的另一端或所述第二电阻的另一端相连，所述第一NMOS管的漏极与所述第四电阻的另一端相连，所述第一NMOS管的源极接地。

所述PWM发生器为ARM微处理器。

所述PWM发生器为以8051单片机为核心的处理器。

所述PWM波的频率大于1kHz，所述PWM波幅值为3.3V。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的LED调光系统，通过可调电压生成模块生成大小可调节的控制电压，并通过电压电阻转换模块在控制电压的大小被调节时对应调节其可调电阻支路的电阻值，LED恒流驱动模块在可调电阻支路的电阻值被调节时可对应改变驱动电流输出端所输出的电流的大小，以对LED的亮度进行调节，由此，能够实现对LED亮度的连续调节，并且能够大大改善LED频闪的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的LED调光系统的方框示意图；

图2为本实用新型一个实施例的LED调光系统的方框示意图；

图3为本实用新型一个实施例的LED调光系统的电路结构图。

附图标记：

可调电压生成模块10，电压电阻转换模块20，LED恒流驱动模块30；

PWM发生器11，滤波单元12，分压单元13，可调电阻支路21。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的LED调光系统，包括可调电压生成模块10、电压电阻转换模块20和LED恒流驱动模块30。

其中，可调电压生成模块10用以生成大小可调节的控制电压；电压电阻转换模块20包括可调电阻支路21，电压电阻转换模块20与可调电压生成模块10相连，电压电阻转换模块20用以在控制电压的大小被调节时对应调节可调电阻支路21的电阻值；LED恒流驱动模块30的驱动电流输出端与可调电阻支路21相连，LED恒流驱动模块30在可调电阻支路21的电阻值被调节时对应改变驱动电流输出端所输出的电流的大小，以对LED的亮度进行调节。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，可调电压生成模块10可包括PWM发生器11和滤波单元12。PWM发生器11用以生成占空比可调的PWM波，滤波单元12与PWM发生器11的输出端相连，滤波单元12用以对PWM波进行滤波处理以得到第一直流电压，其中，第一直流电压的大小与PWM波的占空比呈对应关系。在本实用新型的一个具体实施例中，PWM发生器11所生成的PWM波的频率大于1kHz，PWM波的幅值可为3.3V。

具体地，PWM发生器11可为ARM微处理器，利用ARM微处理器的PWM功能输出PWM波，或者，PWM发生器11可为以8051单片机为核心的处理器，即也可以8051单片机为核心输出PWM波。其中，PWM发生器11可与操作模块相连，操作模块面向用户，例如可以为旋钮、按键、触摸板、触摸屏等，当用户有对LED的调光需求时，通过操作模块进行调光操作，PWM发生器11即可生成对应占空比的PWM波。如图3所示，滤波单元12可包括第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1的一端与PWM发生器11的输出端相连，第一电容C1的一端与第一电阻R1的另一端相连，第一电容C1的另一端接地。上述滤波单元12可对PWM发生器11的输出端输出的PWM波进行低通滤波，滤除1kHz以上的交流成分，使第一电阻R1另一端输出近似于电压等于PWM波均值的直流信号，即通过第一电阻R1另一端可输出第一直流电压。

进一步地，如图2所示，可调电压生成模块10还可包括分压单元13，分压单元13与滤波单元12相连，分压单元13可用以对第一直流电压进行分压以得到第二直流电压。如图3所示，分压单元13可包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第三电阻R3的一端与第二电阻R2的另一端相连，第三电阻R3的另一端接地。

应当理解，PWM波的占空比越大，第一直流电压越大，同样地，第二直流电压也越大。

如图3所示，可调电阻支路21包括第四电阻R4和第一NMOS管Q1。第四电阻R4的一端与LED恒流驱动模块30的驱动电流输出端LED Drive相连，第一NMOS管Q1的栅极与第一电阻R1的另一端或第二电阻R2的另一端相连(图3中以第一NMOS管Q1的栅极与第二电阻R2的另一端相连为例)，第一NMOS管Q1的漏极与第四电阻R4的另一端相连，第一NMOS管Q1的源极接地。

可通过设定PWM波的幅值和选择上述R1～R4、C1、Q1的规格，使得对LED进行调光操作时，第一NMOS管Q1工作在可变电阻区。

基于上述LED调光系统，当用户通过操作模块，如旋钮、按键、触摸板、触摸屏等进行调光操作时，如果进行的是调亮操作，则PWM发生器11所输出的PWM波的占空比可逐渐增加，可调电压生成模块10输出的第一直流电压或第二直流电压对应地逐渐增大，即第一NMOS管Q1的栅极电压逐渐增大，从而使得第一NMOS管Q1的漏极和源极之间的电阻逐渐减小，即可调电阻支路21的电阻值逐渐减小，从而使得LED恒流驱动模块的驱动电流逐渐增大，LED的亮度也随之增大。当PWM发生器11输出的PWM波的占空比达到最大时，第一NMOS管Q1的漏极和源极之间的电阻减小到最小值，例如可为几十欧姆，使得可调电阻支路的电阻值近似等于第四电阻R4的电阻值时，LED达到最高亮度。如果进行的是调暗操作，则与上述调亮操作相反，PWM发生器11所输出的PWM波的占空比可逐渐减小，可调电压生成模块10输出的第一直流电压或第二直流电压对应地逐渐减小，即第一NMOS管Q1的栅极电压逐渐减小，从而使得第一NMOS管Q1的漏极和源极之间的电阻逐渐增大，即可调电阻支路21的电阻值逐渐增大，从而使得LED恒流驱动模块的驱动电流逐渐减小，LED的亮度也随之减小。

根据本实用新型的LED调光系统，通过可调电压生成模块生成大小可调节的控制电压，并通过电压电阻转换模块在控制电压的大小被调节时对应调节其可调电阻支路的电阻值，LED恒流驱动模块在可调电阻支路的电阻值被调节时可对应改变驱动电流输出端所输出的电流的大小，以对LED的亮度进行调节，由此，能够实现对LED亮度的连续调节，并且能够大大改善LED频闪的问题。

此外，上述LED调光系统在调节LED亮度的同时，可使LED发光的色温随着LED亮度的降低而降低，符合用户在光的亮度改变时对颜色的认知。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种LED调光系统，其特征在于，包括：

可调电压生成模块，所述可调电压生成模块用以生成大小可调节的控制电压；

电压电阻转换模块，所述电压电阻转换模块包括可调电阻支路，所述电压电阻转换模块与所述可调电压生成模块相连，所述电压电阻转换模块用以在所述控制电压的大小被调节时对应调节所述可调电阻支路的电阻值；

LED恒流驱动模块，所述LED恒流驱动模块的驱动电流输出端与所述可调电阻支路相连，所述LED恒流驱动模块在所述可调电阻支路的电阻值被调节时对应改变所述驱动电流输出端所输出的电流的大小，以对所述LED的亮度进行调节。

2.根据权利要求1所述的LED调光系统，其特征在于，所述可调电压生成模块包括：

PWM发生器，所述PWM发生器用以生成占空比可调的PWM波；

滤波单元，所述滤波单元与所述PWM发生器的输出端相连，所述滤波单元用以对所述PWM波进行滤波处理以得到第一直流电压，其中，所述第一直流电压的大小与所述PWM波的占空比呈对应关系。

3.根据权利要求2所述的LED调光系统，其特征在于，所述可调电压生成模块还包括：

分压单元，所述分压单元与所述滤波单元相连，所述分压单元用以对所述第一直流电压进行分压以得到第二直流电压。

4.根据权利要求3所述的LED调光系统，其特征在于，所述滤波单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述PWM发生器的输出端相连；

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第一电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的LED调光系统，其特征在于，所述分压单元包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的LED调光系统，其特征在于，所述可调电阻支路包括：

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述LED恒流驱动模块的驱动电流输出端相连；

第一NMOS管，所述第一NMOS管的栅极与所述第一电阻的另一端或所述第二电阻的另一端相连，所述第一NMOS管的漏极与所述第四电阻的另一端相连，所述第一NMOS管的源极接地。

7.根据权利要求2所述的LED调光系统，其特征在于，所述PWM发生器为ARM微处理器。

8.根据权利要求2所述的LED调光系统，其特征在于，所述PWM发生器为以8051单片机为核心的处理器。

9.根据权利要求7或8所述的LED调光系统，其特征在于，所述

PWM波的频率大于1kHz，所述PWM波幅值为3.3V。