CN209659659U - 一种led光源的可调整亮度和色温的装置 - Google Patents
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Abstract
一种LED光源的可调整亮度和色温的装置，所述装置包括：主控电路、高色温LED驱动电路、低色温LED驱动电路、高色温LED、低色温LED；其中，所述高色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第一输出端，另一端连接高色温LED；所述低色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第二输出端，另一端连接低色温LED。本实用新型设计新颖，调节控制简单，实现了LED光源的亮度和色温调节，在工作和学习中选择适合自己的灯光，可以改变工作学习环境的氛围，进而达到护眼的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学、电子学领域，具体的说是一种LED光源的可调整亮度和色温的装置。
背景技术
现在LED光源已经开发成功，发光效率与荧光灯相当，寿命却长达5万小时，非常节电，可广泛应用于台灯和室内照明。然而通常的LED光源的亮度都是采用简单的镇流器控制，亮度不能调节，色温更不能调节，不能满足照明的更进一步应用需求。
目前，已有一些新研发的能够调节色温和亮度的LED等，例如，中国实用新型专利CN207573680U涉及一种色温及亮度可调的智能LED路灯,包括电源模块和至少一组LED灯组，还包括无线通信模块、第一PWM电路和第二PWM电路，所述无线通信模块接收色温调整信号，无线通信模块将色温调整信号传递至第一PWM电路和第二PWM电路，第一PWM电路调整第一驱动器功率改变第一色温LED灯组色温，第二PWM电路调整第二驱动器功率改变第二色温LED灯组色温，通过第一色温LED灯组和第二色温LED灯组色温混合调整LED路灯的色温，而且通过无线调节方式，实现远程调节功能，提高智能LED路灯的实用性。
又例如，中国实用新型专利CN108093507A公开了一种带记忆可调色温、亮度LED照明控制电路，包括熔断器F1、电容CX1和整流桥DB1，所述开关POWER一端连接220V交流电火线端，开关POWER另一端连接熔断器F1，熔断器F1另一端分别连接电容CX1一端、电感L2和电阻R1，电阻R1另一端分别连接电感L2另一端和整流桥DB1的一个输入端，整流桥DB1的另一个输入端分别连接电阻R2和电感L3，电感L3另一端分别连接电阻R2另一端、电容CX1另一端和220V交流电零线端，整流桥DB1一个输出端分别连接电容CE1、电感L1和电阻R7。
然而，上述现有专利中的技术方案电路较为复杂，成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
为了克服上述LED光源成本较高的不足，本实用新型提供了一种简单高效的LED光源的可调整亮度和色温的装置。
具体的，根据本实用新型的一个方面，公开了一种LED光源的可调整亮度和色温的装置，所述装置包括：主控电路、高色温LED驱动电路、低色温LED驱动电路、高色温LED、低色温LED；
其中，所述高色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第一输出端，另一端连接高色温LED；
所述低色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第二输出端，另一端连接低色温LED。
优选的，所述主控电路包括：带有ADC和PWM功能的单片机、ON/OFF开关、亮度调节旋钮开关、和色温调节旋钮开关；其中，
所述ON/OFF开关、亮度调节旋钮开关、色温调节旋钮开关分别接所述单片机的ADC1、ADC2、ADC3端口；
所述高色温LED驱动电路的一端连接所述单片机的PWM1端口，所述低色温LED驱动电路的一端连接所述单片机的PWM2端口。
优选的，所述单片机的型号为STC12C5615AD32型号。
优选的，所述高色温LED驱动电路包括：带有DIM控制的第一LED灯驱动芯片，其中，所述第一LED灯驱动芯片的DIM端连接所述单片机的PWM1端，Vin端连接低压直流电源，Sw端连接第一驱动电流输出端的正极，FB端连接第一驱动电流输出端的负极。
优选的，所述高色温LED驱动电路进一步包括：第一电感、第一二极管、第一电阻；其中，
所述第一电感的一端连接第一LED灯驱动芯片的Vin端，另一端连接第一LED灯驱动芯片的Sw端；
所述第一二极管的一端连接第一LED灯驱动芯片的Sw端，另一端接第一驱动电流输出端的正极；
所述第一电阻的一端连接第一LED灯驱动芯片的FB端，另一端接地。
优选的，所述低色温LED驱动电路包括：带有DIM控制的第二LED灯驱动芯片，其中，所述第二LED灯驱动芯片的DIM端连接所述单片机的PWM2端，Vin端连接低压直流电源，Sw端连接第二驱动电流输出端的正极，FB端连接第二驱动电流输出端的负极。
优选的，所述低色温LED驱动电路进一步包括：第二电感、第二二极管、第二电阻；其中，
所述第二电感的一端连接第二LED灯驱动芯片的Vin端，另一端连接第二LED灯驱动芯片的Sw端；
所述第二二极管的一端连接第二LED灯驱动芯片的Sw端，另一端接第二驱动电流输出端的正极；
所述第二电阻的一端连接第二LED灯驱动芯片的FB端，另一端接地。
优选的，所述第一、第二LED灯驱动芯片的型号为TPS61165芯片。
优选的，所述高色温LED跨接在第一驱动电流输出端的正极和负极之间；所述低色温LED跨接在第二驱动电流输出端的正极和负极之间，并且所述高色温LED与低高色温LED布置在LED灯载板上，交替分布且互相靠近。
优选的，在所述ON/OFF开关为开时，所述单片机检测ADC2的电压，根据电压的高低不同，设置PWM1和PWM2输出脉冲信号占空比的大小，实现LED灯亮度的调节；在ON/OFF开关为开时，单片机检测ADC3的电压，根据电压的高低不同，设置PWM1和PWM2输出脉冲信号之间占空比的比例，实现LED灯色温的调节。
本实用新型提出了一种LED光源的可调整亮度和色温的装置，设计新颖，调节控制简单，实现了LED光源的亮度和色温调节，在工作和学习中选择适合自己的灯光，可以改变工作学习环境的氛围，进而达到护眼的效果，同时，亮度和色温的调节功能也可以广泛应用在其他照明光源上，如护眼台灯，吸顶灯等。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1示出了根据本实用新型实施方式的一种LED光源的可调整亮度和色温的装置的原理框图；
附图2示出了根据本实用新型实施方式的一种LED光源的可调整亮度和色温的装置的电路图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本实用新型实施方式的一种LED光源的可调整亮度和色温的装置的原理框图；如图1所示，所述装置包括：主控电路、高色温LED驱动电路、低色温LED驱动电路、高色温LED、低色温LED；其中，所述高色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第一输出端，另一端连接高色温LED；所述低色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第二输出端，另一端连接低色温LED。
具体的电路结构如下图2所示。
参见附图2，该LED光源的可调整亮度和色温的装置，主要包括带有ADC和PWM功能的单片机U1及为实现单片机功能的外围电路、ON/OFF开关、亮度调节旋钮开关1、色温调节旋钮开关2、带有DIM控制的LED灯驱动芯片U2/U3及外围电路、可以装载高色温LED灯串和低色温LED灯串的LED灯载板U4以及低压直流电源VCC。其中，U1选用STC12C5615AD32型号的单片机，LED灯驱动芯片U2/U3采用TI公司的TPS61165芯片，高色温LED灯串采用0.1w左右的色温在7500k的小功率LED灯串联而成，低色温LED灯串采用0.1w左右的色温在2500k的小功率LED灯串联而成，ON/OFF开关、亮度调节旋钮开关1、色温调节旋钮开关2分别接单片机的ADC1，ADC2，ADC3端口，单片机的PWM1和PWM2端口分别接LED驱动芯片的DIM1和DIM2端口，高色温LED灯串正负端分别与LED驱动芯片U2的驱动电流输出端的正负极相接，低色温LED灯串正负端分别与LED驱动芯片U3的驱动电流输出端的正负极相接。高色温LED灯串和低色温LED灯串交替排布在LED灯载板之上并且互相靠近，并且高低色温LED灯串之间的夹角大小为0°～180°之间。
其中，高色温LED灯驱动芯片U2的外围电路中包括：电感L1，其一端连接LED灯驱动芯片U2的Vin端，另一端连接LED灯驱动芯片U2的Sw端；二极管D1，其一端连接U2的Sw端，另一端接驱动电流输出端的正极；电阻R1，其一端连接U2的FB端，另一端接地或其他电子器件。
其中，低色温LED灯驱动芯片U3的外围电路中包括：电感L2，其一端连接LED灯驱动芯片U3的Vin端，另一端连接LED灯驱动芯片U3的Sw端；二极管D2，其一端连接U3的Sw端，另一端接驱动电流输出端的正极；电阻R2，其一端连接U3的FB端，另一端接地或其他电子器件。
本实用新型中，LED灯串由LED驱动芯片驱动，驱动电流大小由电阻R1和R2控制，通过改变R1和R2的阻值就可以实现驱动电流的大小，进而确定LED灯串的亮度。驱动芯片带有DIM控制功能，该功能的作用就是通过输入的PWM脉冲的占空比，控制驱动电流的导通和关断时间的比例，在视觉上造成的影响就是LED灯串的亮度变大或变小，当PWM占空比较小时，亮度变小，占空比变大时，亮度变亮。通过单片机控制PWM占空比的大小，就实现了LED光源的亮度调节。
当ON/OFF开关为关时，通过ADC1端口的信号输入低电平，单片机检测到之后通过程序变现，使得PWM1和PWM2同时输出为低电平，驱动芯片处于不工作状态，从而保持LED灯处于熄灭状态。当ON/OFF开关为开时，通过ADC1端口的信号输入高电平，单片机检测到之后通过程序变现，使得PWM1和PWM2同时输出为一定占空比的脉冲信号，驱动芯片处于工作状态，从而保持LED灯处于点亮状态。在ON/OFF开关为开时，单片机检测ADC2的电压，根据电压的高低不同，设置PWM1和PWM2输出脉冲信号占空比的大小，实现LED灯亮度的调节。在ON/OFF开关为开时，单片机检测ADC3的电压，根据电压的高低不同，设置PWM1和PWM2输出脉冲信号之间占空比的比例，实现LED灯色温的调节。
当高色温和低色温LED光源相互靠近，光源的发光效果就会进行叠加，发生混色现象，整体表现出来的色温就会发生变化，如果需要低色温，就增加低色温LED灯串的亮度，降低高色温LED灯串的亮度；如果需要高色温，就增加高色温LED灯串的亮度，降低低色温LED灯串的亮度。
当色温小于3000k时，发出暖色光，给人的感觉是轻松和舒适的，当色温在4000～5000k时，是柔和的白色光，当大于6000k时，就接近于冷色调的画色光。通过控制两组PWM输出占空比的比例就可以实现不同色温的调节，通过控制两组PWM输出占空比的大小，就可以实现LED光源的亮度调节。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述装置包括：主控电路、高色温LED驱动电路、低色温LED驱动电路、高色温LED、低色温LED；
其中，所述高色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第一输出端，另一端连接高色温LED；
所述低色温LED驱动电路的一端连接主控电路的第二输出端，另一端连接低色温LED。
2.根据权利要求1所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述主控电路包括：带有ADC和PWM功能的单片机、ON/OFF开关、亮度调节旋钮开关、和色温调节旋钮开关；其中，
所述ON/OFF开关、亮度调节旋钮开关、色温调节旋钮开关分别接所述单片机的ADC1、ADC2、ADC3端口；
所述高色温LED驱动电路的一端连接所述单片机的PWM1端口，所述低色温LED驱动电路的一端连接所述单片机的PWM2端口。
3.根据权利要求2所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述单片机的型号为STC12C5615AD32型号。
4.根据权利要求2或3所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述高色温LED驱动电路包括：带有DIM控制的第一LED灯驱动芯片，其中，所述第一LED灯驱动芯片的DIM端连接所述单片机的PWM1端，Vin端连接低压直流电源，Sw端连接第一驱动电流输出端的正极，FB端连接第一驱动电流输出端的负极。
5.根据权利要求4所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述高色温LED驱动电路进一步包括：第一电感、第一二极管、第一电阻；其中，
所述第一电感的一端连接第一LED灯驱动芯片的Vin端，另一端连接第一LED灯驱动芯片的Sw端；
所述第一二极管的一端连接第一LED灯驱动芯片的Sw端，另一端接第一驱动电流输出端的正极；
所述第一电阻的一端连接第一LED灯驱动芯片的FB端，另一端接地。
6.根据权利要求2或3所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述低色温LED驱动电路包括：带有DIM控制的第二LED灯驱动芯片，其中，所述第二LED灯驱动芯片的DIM端连接所述单片机的PWM2端，Vin端连接低压直流电源，Sw端连接第二驱动电流输出端的正极，FB端连接第二驱动电流输出端的负极。
7.根据权利要求6所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述低色温LED驱动电路进一步包括：第二电感、第二二极管、第二电阻；其中，
所述第二电感的一端连接第二LED灯驱动芯片的Vin端，另一端连接第二LED灯驱动芯片的Sw端；
所述第二二极管的一端连接第二LED灯驱动芯片的Sw端，另一端接第二驱动电流输出端的正极；
所述第二电阻的一端连接第二LED灯驱动芯片的FB端，另一端接地。
8.根据权利要求5或7所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述第一、第二LED灯驱动芯片的型号为TPS61165芯片。
9.根据权利要求8所述的LED光源的可调整亮度和色温的装置，其特征在于，
所述高色温LED跨接在第一驱动电流输出端的正极和负极之间；所述低色温LED跨接在第二驱动电流输出端的正极和负极之间，并且所述高色温LED与低高色温LED布置在LED灯载板上，交替分布且互相靠近。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109302768A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-02-01 | 章奕 | 一种led光源的可调整亮度和色温的装置 |
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2018
- 2018-09-19 CN CN201821539547.9U patent/CN209659659U/zh active Active
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