CN211184344U - 一种led调光电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED调光电路及LED灯具，其中，所述LED调光电路包括信号处理模块、控制模块、开关模块和LED发光模块，所述LED发光模块包括若干并联连接的LED灯串以及与每个LED灯串对应的恒流驱动单元；所述信号处理模块用于将调光信号进行隔离处理后输出至控制模块，所述控制模块用于根据所述调光信号输出控制信号至开关模块；所述开关模块根据外部输入的参考电压和所述控制信号输出调光电压至恒流驱动单元，所述恒流驱动单元用于根据所述调光电压控制LED灯串的工作电压的占空比，通过简单的电路结构，在实现LED调光的同时，满足了LED灯珠的串联、并联模式，实现了大面积照明的统一调光，且保证调光效果一致。

Description

一种LED调光电路及LED灯具

技术领域

本实用新型涉及LED领域，特别涉及一种LED调光电路及LED灯具。

背景技术

现有的LED调光灯具多采用集成电路进行控制，该种控制方法的输出电压范围窄，无法实现灵活的LED串联、并联模式，且输出功率范围不大，不利于实施大面积的统一调光，难以实现调光效果的一致性。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种LED调光电路及LED灯具，通过简单的电路结构，在实现LED调光的同时，满足了LED灯珠的串联、并联模式，实现了大面积照明的统一调光，且保证调光效果一致。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种LED调光电路，包括信号处理模块、控制模块、开关模块和LED发光模块，所述LED发光模块包括若干并联连接的LED灯串以及与每个所述LED灯串对应的恒流驱动单元；所述信号处理模块用于将调光信号进行隔离处理后输出至所述控制模块，所述控制模块用于根据所述调光信号输出控制信号至所述开关模块；所述开关模块根据外部输入的参考电压和所述控制信号输出调光电压至所述恒流驱动单元，所述恒流驱动单元用于根据所述调光电压控制所述LED灯串的工作电压的占空比。

所述的LED调光电路，还包括异常保护模块，所述异常保护模块用于根据所述LED发光模块的工作状态输出检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述检测信号确定所述LED发光模块工作异常时，控制所述开关模块关断。

所述的LED调光电路中，所述信号处理模块包括信号处理单元和保护单元，所述信号处理单元用于对所述调光信号进行隔离处理后输出至所述控制模块，所述保护单元用于提供过流保护。

所述的LED调光电路中，每个所述恒流驱动单元包括第一电阻、第二电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一电阻的一端和所述第一三极管的集电极均连接所述LED灯串的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极连接所述第一三极管的发射极和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第二三极管的发射极均连接所述开关模块。

所述的LED调光电路中，所述保护单元包括第三电阻、压敏电阻和热敏电阻；所述第三电阻的一端和所述压敏电阻的一端均连接DIM+信号端，所述第三电阻的另一端连接所述热敏电阻的一端，所述热敏电阻的另一端连接所述信号处理单元，所述压敏电阻的另一端连接DIM-信号端。

所述的LED调光电路中，所述信号处理单元包括第四电阻、第一电容和光电耦合器；所述第四电阻的一端和所述第一电容的一端均连接所述光电耦合器的第4脚和所述控制模块，所述光电耦合器的第1脚连接DIM-信号端，所述光电耦合器的第2脚连接所述热敏电阻的另一端，所述光电耦合器的第3脚接电；所述第四电阻的另一端和所述第一电容的另一端均接地。

所述的LED调光电路中，所述控制模块包括第二电容、控制芯片、第五电阻和第六电阻；所述第二电容的一端连接所述控制芯片的第4脚，所述第二电容的另一端接地，所述控制芯片的第5脚通过所述第六电阻连接所述开关模块，所述控制芯片的第6脚通过所述第五电阻连接所述光电耦合器的第4脚，所述控制芯片的第7脚连接所述开关模块，所述控制芯片的第8脚接地。

所述的LED调光电路中，所述开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、第七电阻和第八电阻；所述第二MOS管的漏极、所述第七电阻的一端和所述第一MOS管的栅极均通过所述第八电阻连接参考电压输入端，所述第七电阻的另一端、所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极均连接所述控制芯片的第7脚，所述第一MOS管的漏极连接所述LED发光模块，所述第二MOS管的栅极通过所述第六电阻连接所述控制芯片的第5脚。

所述的LED调光电路中，所述异常保护模块包括第九电阻，所述第九电阻的一端地，所述第九电阻的另一端连接所述开关模块。

一种LED灯具，包括PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的LED调光电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种LED调光电路及LED灯具，其中，所述LED调光电路包括信号处理模块、控制模块、开关模块和LED发光模块，所述LED发光模块包括若干并联连接的LED灯串以及与每个LED灯串对应的恒流驱动单元；所述信号处理模块用于将调光信号进行隔离处理后输出至控制模块，所述控制模块用于根据所述调光信号输出控制信号至开关模块；所述开关模块根据外部输入的参考电压和所述控制信号输出调光电压至恒流驱动单元，所述恒流驱动单元用于根据所述调光电压控制LED灯串的工作电压的占空比，通过简单的电路结构，在实现LED调光的同时，满足了LED灯珠的串联、并联模式，实现了大面积照明的统一调光，且保证调光效果一致。

附图说明

图1为本实用新型提供的LED调光电路的结构框图；

图2为本实用新型提供的LED调光电路的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种LED调光电路及LED灯具，输出电压范围宽，通过简单的电路结构，在实现LED调光的同时，满足了LED灯珠的串联、并联模式，实现了大面积照明的统一调光，且保证调光效果一致。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1和图2，本实用新型提供的LED调光电路，包括信号处理模块100、控制模块200、开关模块300和LED发光模块400，所述LED发光模块400包括若干并联连接的LED灯串410以及与每个所述LED灯串410对应的恒流驱动单元420，具体地，每个LED灯串410由若干个LED灯珠串联组成，各个LED灯串410之间并联连接，即每个LED灯串410的输入端均接电，每个LED灯串410的输出端均分别连接一个恒流驱动单元420，本实施例中第一LED灯串410包括LED11、LED21……LEDn1，所述第二LED灯串410包括LED12、LED22……LEDn2，以此类推，第m LED灯串410包括LED1m、LED2m……LEDnm，其中n表示各个LED灯串410组成的阵列中LED灯珠的行数，m表示各个LED灯串410组成的阵列中LED灯珠的列数，对应地，也有m个恒流驱动单元420并联；每个所述恒流驱动单元420还均连接所述开关模块300，所述开关模块300还连接所述控制模块200，所述控制模块200还连接所述信号处理模块100。

所述信号处理模块100连接DIM+信号端和DIM-信号端，外部调光信号经DIM+信号端和DIM-信号输入至所述信号处理模块100，其中，所述调光信号可以为模拟量也可以是数字量；所述信号处理模块100用于将调光信号进行隔离处理后输出至所述控制模块200，所述控制模块200用于根据所述调光信号输出控制信号至所述开关模块300，所述开关模块300根据外部输入的参考电压和所述控制信号输出调光电压至所述恒流驱动单元420，所述恒流驱动单元420用于根据所述调光电压控制所述LED灯串410的工作电压的占空比，进而实现LED调光。

具体地，所述调光信号通过信息处理模块100进行隔离处理后，能够有效避免外部存在强电输入调光电路造成损害，保证所述调光信号的可靠性；之后由所述控制模块200将所述调光信号进行转换成频率可调的控制信号输出至所述开关模块300，避免了调光信号的单一性，可防止各种电器之间相互的电磁干扰，所述开关模块300根据所述控制信号保持导通或关断，进而使得所述开关模块300在导通时可根据所述参考电压和所述控制信号输出调光电压至所述恒流驱动单元420，进而由各个所述恒流驱动单元420根据调光电压以对应的工作电压的占空比驱动各个LED灯串410点亮，满足了LED灯珠的串联、并联模式，实现了大面积照明的统一调光，且保证调光效果一致。

进一步地，所述LED调光电路还包括异常保护模块500，所述异常保护模块500用于根据所述LED发光模块400的工作状态输出检测信号至所述控制模块200，所述控制模块200根据所述检测信号确定所述LED发光模块400工作异常时，控制所述开关模块300关断，实现LED调光电路的异常保护功能。

具体地，所述异常保护模块500通过检测所述LED发光模块400在控制信号控制下的每一种工作状态，并将检测信号对应输出到所述控制模块200，进而由控制信号根据所述检测信号判断出所述ED发光模块工作异常时，便对应控制所述开关模块300断开，切断所述LED发光模块400的调光电压，使得所述LED发光模块400停止工作，由此实现LED发光模块400的异常保护；而在异常关闭器件，所述控制模块200还间断的输出特定信号控制所述开关模块300导通，本实施例中，所述特定信号为低电平信号，与此同时分析当前的检测信号，判断异常是否消除，所述LED发光模块400是否可恢复正常工作，进而来确定是否控制所述LED发光模块400进入正常工作，由此可在LED调光电路异常时，实现所述LED调光电路的重新启动。

进一步地，请继续参阅图2，所述信号处理模块100包括信号处理单元120和保护单元110，所述保护单元110连接所述调光信号输入端和所述信号处理单元120，所述信号处理单元120还连接所述控制模块200；所述信号处理单元120用于对所述调光信号进行隔离处理后输出至所述控制模块200，所述保护单元110用于提供过流保护，通过保护单元110的设置能够有效防止浪涌电压的冲击以及过流冲击等，之后在通过信号处理单元120的隔离处理，能够进一步的保证所述调光信号的稳定可靠性，实现对LED调光电路中各个电子元器件的有效保护。

具体实施时，请继续参阅图2，每个所述恒流驱动单元420包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1和第二三极管Q2；所述第一电阻R1的一端和所述第一三极管Q1的集电极均连接所述LED灯串410的输出端，所述第一电阻R1的另一端连接所述第一三极管Q1的基极和所述第二三极管Q2的集电极，所述第二三极管Q2的基极连接所述第一三极管Q1的发射极和所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端和所述第二三极管Q2的发射极均连接所述开关模块300，本实施中的每个恒流驱动单元420均由两个电阻和两个三极管构成，通过各个恒流驱动单元420根据调光电压分别控制各个所述LED灯串410的工作电压的占空比，实现对各个LED灯串410的恒流驱动和调光控制。

以第一LED灯串410为例，灯珠LED11、LED21……LEDn1，n的数量由输出电源Vin(VD+、VD-)的电压值决定，保证Vin的电压值比灯珠LED11、LED21……LEDn1的正向压降值总和VFtol高出一定的电压值即可，例如高出5V，第一路LED灯串410的恒流值即工作电流IF1，第二三极管Q2临界保和开通的BE结电压标识为Vbem，其中IF1＝Vbem/R2，其中所述R2为第二电阻R2的阻值，其他各路的恒流值与此相同，因此LED发光模块400总的输出电流值IFsum＝mIF1；输入电压Vin的数值大小决定输出电压的高低，也就是相应LED灯珠的串联数量，本实施例中的输出功率为350W，输出电压为DC48V，可实施大面积照明的统一调光，且调光效果一致。

进一步地，所述保护单元110包括第三电阻R3、压敏电阻RV1和热敏电阻RT1；所述第三电阻R3的一端和所述压敏电阻RV1的一端均连接DIM+信号端，所述第三电阻R3的另一端连接所述热敏电阻RT1的一端，所述热敏电阻RT1的另一端连接所述信号处理单元120，所述压敏电阻RV1的另一端连接DIM-信号端，其中所述第三电阻R3起到限流的作用，压敏电阻RV1可防止浪涌电压的冲击，热敏电阻RT1可防止过流的冲击，由此通过简单的电子元器件，可实现LED调光电路的多重保护，提高了LED调光电路的可靠性和安全性。

进一步地，所述信号处理单元120包括第四电阻R4、第一电容C1和光电耦合器T1；所述第四电阻R4的一端和所述第一电容C1的一端均连接所述光电耦合器T1的第4脚和所述控制模块200，所述光电耦合器T1的第1脚连接DIM-信号端，所述光电耦合器T1的第2脚连接所述热敏电阻RT1的另一端，所述光电耦合器T1的第3脚接电；所述第四电阻R4的另一端和所述第一电容C1的另一端均接地，其中，所述调光信号经过所述保护单元110，经过所述光电耦合器T1的第4脚后，通过所述第五电阻R5输入到所述控制模块200，通过光电耦合器T1的隔离作用，能够有效避免强电串入使得所述控制模块200中各个元器件损害，进而提高所述LED调光电路的安全可靠性。

进一步地，请继续参阅图2，所述控制模块200包括第二电容C2、控制芯片U1、第五电阻R5和第六电阻R6；所述第二电容C2的一端连接所述控制芯片U1的第4脚，所述第二电容C2的另一端接地，所述控制芯片U1的第5脚通过所述第六电阻R6连接所述开关模块300，所述控制芯片U1的第6脚通过所述第五电阻R5连接所述光电耦合器T1的第4脚，所述控制芯片U1的第7脚连接所述开关模块300，所述控制芯片U1的第8脚接地；所述调光信号通过第五电阻R5输入到所述控制芯片U1的第6脚，通过所述控制芯片U1的运算转换处理后，通过第5脚输出具有频率可调的控制信号至所述开关模块300，进而实现调光功能，本实施例中的控制信号为PWM信号，所述控制芯片U1的型号为PIC12F683，当然在其他实施例中也可采用具有相同功能的控制芯片U1，本实用新型对此不作限定；通过所述控制芯片U1中软件改变工作频率，实现调光频率的调整，可有效防止各电器之间的电磁干扰问题。

进一步地，所述开关模块300包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第七电阻R7和第八电阻R8；所述第二MOS管M2的漏极、所述第七电阻R7的一端和所述第一MOS管M1的栅极均通过所述第八电阻R8连接参考电压输入端，所述第七电阻R7的另一端、所述第一MOS管M1的源极和所述第二MOS管M2的源极均连接所述控制芯片U1的第7脚，所述第一MOS管M1的漏极连接所述LED发光模块400，所述第二MOS管M2的栅极通过所述第六电阻R6连接所述控制芯片U1的第5脚；所述控制芯片U1通过第5脚输出PWM信号至所述第二MOS管M2的栅极，控制所述第二MOS管M2导通或关断，进而控制所述第一MOS管M1关断或导通，进而实现PWM调光。

进一步地，所述异常保护模块500包括第九电阻R9，所述第九电阻R9的一端接地，所述第九电阻R9的另一端连接所述第一MOS管M1的源极、所述第二MOS管M2的源极、所述第七电阻R7的另一端和所述控制芯片U1的第7脚，所述第九电阻R9作为电流检测元件，对应于每种PWM信号有对应的工作状态，所述控制芯片U1的第7脚通过所述第九电阻R9的检测信号，来判断所述LED发光模块400是否工作异常，当有异常时，所述控制芯片U1通过第5脚输出高电平信号开通所述第二MOS管M2，从而关闭所述第一MOS管M1，进而切断所述LED发光模块400的调光电压，实现异常功能保护；在异常关闭期间，由所述控制芯片U1的第5脚间断的输出低电平信号关闭所述第二MOS管M2，从而导通所述第一MOS管M1，并实时分析所述第7脚的反馈信号也即检测信号，进而判断是否重新开启所述LED发光模块400，使得所述LED调光电路重新开启；且通过一个电阻即可实现LED调光电路的异常检测，简化了电路结构，节约了设计成本。

进一步地，所述LED调光电路还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端连接所述VD+信号端，所述第三电容C3的另一端连接所述VD-信号端，在电源输入端并联连接一电容，可将所述输出电压Vin进行滤波后输出，确保获得稳定的供电电压。

本实用新型还提供了一种LED灯具，包括PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的LED调光电路，由于上文对该LED调光电路进行了详细的描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的一种LED调光电路及LED灯具，其中，所述LED调光电路包括信号处理模块、控制模块、开关模块和LED发光模块，所述LED发光模块包括若干并联连接的LED灯串以及与每个LED灯串对应的恒流驱动单元；所述信号处理模块用于将调光信号进行隔离处理后输出至控制模块，所述控制模块用于根据所述调光信号输出控制信号至开关模块；所述开关模块根据外部输入的参考电压和所述控制信号输出调光电压至恒流驱动单元，所述恒流驱动单元用于根据所述调光电压控制LED灯串的工作电压的占空比，通过简单的电路结构，在实现LED调光的同时，满足了LED灯珠的串联、并联模式，实现了大面积照明的统一调光，且保证调光效果一致。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED调光电路，其特征在于，包括信号处理模块、控制模块、开关模块和LED发光模块，所述LED发光模块包括若干并联连接的LED灯串以及与每个所述LED灯串对应的恒流驱动单元；所述信号处理模块用于将调光信号进行隔离处理后输出至所述控制模块，所述控制模块用于根据所述调光信号输出控制信号至所述开关模块；所述开关模块根据外部输入的参考电压和所述控制信号输出调光电压至所述恒流驱动单元，所述恒流驱动单元用于根据所述调光电压控制所述LED灯串的工作电压的占空比。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，还包括异常保护模块，所述异常保护模块用于根据所述LED发光模块的工作状态输出检测信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述检测信号确定所述LED发光模块工作异常时，控制所述开关模块关断。

3.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述信号处理模块包括信号处理单元和保护单元，所述信号处理单元用于对所述调光信号进行隔离处理后输出至所述控制模块，所述保护单元用于提供过流保护。

4.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，每个所述恒流驱动单元包括第一电阻、第二电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一电阻的一端和所述第一三极管的集电极均连接所述LED灯串的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极连接所述第一三极管的发射极和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第二三极管的发射极均连接所述开关模块。

5.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，所述保护单元包括第三电阻、压敏电阻和热敏电阻；所述第三电阻的一端和所述压敏电阻的一端均连接DIM+信号端，所述第三电阻的另一端连接所述热敏电阻的一端，所述热敏电阻的另一端连接所述信号处理单元，所述压敏电阻的另一端连接DIM-信号端。

6.根据权利要求5所述的LED调光电路，其特征在于，所述信号处理单元包括第四电阻、第一电容和光电耦合器；所述第四电阻的一端和所述第一电容的一端均连接所述光电耦合器的第4脚和所述控制模块，所述光电耦合器的第1脚连接DIM-信号端，所述光电耦合器的第2脚连接所述热敏电阻的另一端，所述光电耦合器的第3脚接电；所述第四电阻的另一端和所述第一电容的另一端均接地。

7.根据权利要求6所述的LED调光电路，其特征在于，所述控制模块包括第二电容、控制芯片、第五电阻和第六电阻；所述第二电容的一端连接所述控制芯片的第4脚，所述第二电容的另一端接地，所述控制芯片的第5脚通过所述第六电阻连接所述开关模块，所述控制芯片的第6脚通过所述第五电阻连接所述光电耦合器的第4脚，所述控制芯片的第7脚连接所述开关模块，所述控制芯片的第8脚接地。

8.根据权利要求7所述的LED调光电路，其特征在于，所述开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、第七电阻和第八电阻；所述第二MOS管的漏极、所述第七电阻的一端和所述第一MOS管的栅极均通过所述第八电阻连接参考电压输入端，所述第七电阻的另一端、所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极均连接所述控制芯片的第7脚，所述第一MOS管的漏极连接所述LED发光模块，所述第二MOS管的栅极通过所述第六电阻连接所述控制芯片的第5脚。

9.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述异常保护模块包括第九电阻，所述第九电阻的一端接地，所述第九电阻的另一端连接所述开关模块。

10.一种LED灯具，包括PCB板，其特征在于，所述PCB板上设置有如权利要求1-9任意一项所述的LED调光电路。

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