CN212910119U - 一种led调光控制电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种LED调光控制电路以及LED灯具，所述LED调光控制电路包括恒流驱动电路、至少两路LED灯串，以及与各路所述LED灯串一一对应的开关电路；各路所述LED灯串分别与一路所述开关电路串联后，再并联连接于所述恒流驱动电路的负载端；所述开关电路包括相互电连接的第一开关管和MOS管驱动电路；所述LED灯串通过所述第一开关管连接至所述恒流驱动电路，所述MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器，所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端连接至所述第一开关管的受控端。本实用新型所述的LED调光控制电路，通过同一恒流驱动电路驱动多路LED灯串，使得每一路LED灯串被点亮时的工作电流恒定，从而解决多路LED灯混光时的颜色偏差问题。

Description

一种LED调光控制电路及LED灯具

技术领域

本实用新型涉及LED调光技术领域，特别是涉及一种LED调光控制电路及LED灯具。

背景技术

LED作为一种新型光源，因其具备亮度高、功耗小且寿命长的优点而被广泛应用于各个领域。随着LED照明技术的发展，对于LED控制电路的要求也越来越高，如电路尺寸大小、电压转换效率、连接线路的复杂度、元器件多少及输出电流等，都有严格的要求。

请参阅图1，其是一般的LED控制电路的原理图。

该LED控制电路驱动一路LED灯串，包括恒流驱动器U、依次串联于直流电源正极和负极之间的LED灯串、储能电感L、N沟道MOS管Q和限流检测电阻R；其中N沟道MOS管的漏极D经过储能电感L连接至LED灯串的阴极连接，N沟道MOS管的源极S经过限流检测电阻R连接至直流电源负极，N沟道MOS管的栅极G连接至恒流驱动器U的输出控制端GATE，以接收恒流驱动器U的控制信号点亮或熄灭LED灯串；N沟道MOS管的源极S与限流检测电阻R相连接的一端形成电压采样节点，电压采样节点与恒流驱动器U的电压采样端CS连接。另外，该LED控制电路的直流电源的正负极之间还设置有滤波电容C；所述直流电源正极和储能电感L的后端之间还反向串联有续流二极管D。

工作时，该LED控制电路通过恒流驱动器U检测电压采样节点出的电压，当R两端的电压未上升到一定电压值时，恒流驱动器U的GATE端口输出高电平触发N沟道MOS管的漏极D和源极S之间导通，电流经过限流检测电阻R之后回到直流电源负极，形成回路点亮LED灯串，同时对储能电感L进行充电；当恒流驱动器U检测到电压采样节点的电压上升到满足关闭N沟道MOS管Q的条件时关闭N沟道MOS管Q，储能电感L开始放电，经过续流二极管D到达LED灯串，回到储能电感形成放电回路，恒流驱动器U通过内部设定放电时间再次打开N沟道MOS管Q，反复这两个开关过程形成DC-DC能效转换，点亮LED灯串，而恒流驱动器U的PWM管脚输入不同占空比的PWM进行LED亮度调节。

然而，上述LED控制电路只能驱动一路LED灯串，当需要有多路驱动电流输出时，如多颜色混光时就需要相应数量的恒流驱动电路来驱动每一路LED灯串，如四路LED灯串，就需要设置相应的四路恒流驱动，申请人在研究过程中发现，多路恒流驱动电路所占用的PCB空间较大，且由于每一个恒流驱动芯片工作时温度上升时会导致输出电流发生变化，因此会导致RGBW多颜色混光时颜色偏差较大。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种LED调光控制电路以及LED灯具，所述LED调光控制电路的电路结构简单，使得每一路LED灯串被点亮时的工作电流恒定，从而解决多路LED灯混光时的颜色偏差问题。

根据本实用新型的第一方面，提供一种LED调光控制电路，包括恒流驱动电路、至少两路LED灯串，以及与各路所述LED灯串一一对应的开关电路；各路所述LED灯串分别与一路所述开关电路串联后，再并联连接于所述恒流驱动电路的负载端；所述开关电路包括相互电连接的第一开关管和MOS管驱动电路；所述LED灯串通过所述第一开关管连接至所述恒流驱动电路，所述MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器，所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端连接至所述第一开关管的受控端。

本实用新型所述的LED调光控制电路，通过同一恒流驱动芯片驱动多路LED灯串，使得每一路LED灯串被点亮时的工作电流恒定，从而解决多路LED灯混光时的颜色偏差问题。

在一个可选的实施例中，所述MOS管驱动电路包括相互连接第二开关管和第三开关管；所述第二开关管为PMOS管；所述第三开关管为NMOS管；所述PMOS的栅极和NMOS管的栅极相互连接，形成所述MOS管驱动电路的驱动信号输入端并连接至PWM信号发生器；所述PMOS管的漏极连接至直流电源正极，所述PMOS管的源极与所述NMOS管的漏极相连接，形成所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端并连接至所述第一开关管的受控端；所述NMOS管的源极接地。

在一个可选的实施例中，第一开关管为NMOS管；所述NMOS管的栅极连接至所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端。

在一个可选的实施例中，所述恒流驱动电路的负载端连接有相互并联的四路LED灯串，分别为红光LED灯串、绿光LED灯串、蓝光LED灯串和白光LED灯串。

在一个可选的实施例中，所述恒流驱动电路包括恒流驱动芯片和直流电源；所述恒流驱动芯片具有电源输入端、接地端、第一负载端和第二负载端；所述恒流驱动芯片的电源输入端连接至所述直流电源的正极，其接地端连接至所述直流电源的负极，各路所述LED灯串分别与一路所述开关电路串联后，再并联连接于所述恒流驱动电路的第一负载端和第二负载端之间。

根据本实用新型的第二方面，提供一种LED灯具，包括如上所述的LED调光控制电路、PWM信号发生器和电源转换电路；所述LED调光控制电路的MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器接收PWM信号；所述电源转换电路具有交流输入端和直流电源输出端，其交流输入端连接至交流市电取电，其直流输出端连接至所述LED调光控制电路和PWM信号发生器提供直流电源。

应用本实用新型的技术方案，通过一路恒流驱动电路为多路LED灯串提供恒流源，并通过多个PWM信号对各路LED灯串进行调光控制，使得各路LED灯串被点亮的工作电流恒定，从而防止由于单个恒流驱动芯片工作时温度上升导致输出电流发生变化而影响RGBW多颜色混光出现的颜色偏差。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是一般的LED控制电路的原理图；

图2是本实用新型实施例所述的LED调光控制电路的原理框图；

图3是本实用新型实施例一所述的LED调光控制电路的连接原理图；

图4是本实用新型实施例二所述的LED调光控制电路的连接原理图；

图5是本实用新型实施例所述的PWM调光信号的波形图；

图6是本实用新型实施例所述的LED灯具的结构框图。

具体实施方式

现在参看后文中的附图，更完整地描述本实用新型，在图中，显示了本实用新型的实施例。然而，本实用新型可体现为多种不同的形式，并且不应理解为限于本文中所提出的特定实施例。确切地说，这些实施例用于将本实用新型的范围传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

根据本实用新型的一个方面，提供一种LED调光控制电路。

请参阅图2，图2是本实用新型实施例所述的LED调光控制电路的原理框图。

所述LED调光控制电路包括恒流驱动电路1、至少两路LED灯串2，以及与各路所述LED灯串一一对应的开关电路3；各路所述LED灯串2分别与一路所述开关电路3串联后，再并联连接于所述恒流驱动电路1的负载端。所述开关电路3包括相互电连接的MOS管驱动电路301和第一开关管302；所述LED灯串2通过所述第一开关管302连接至所述恒流驱动电路1，所述MOS管驱动电路301的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器4，所述MOS管驱动电路301的驱动信号输出端连接至所述第一开关管302的受控端；其中，所述LED灯串2的阳极连接至所述恒流驱动电路1的第一负载端LED+，所述LED灯串2的阴极连接至所述恒流驱动电路1的第二负载端LED-。

本实用新型实施例所述的LED调光控制电路，通过同一恒流驱动电路驱动多路LED灯串，使得多路LED灯串被点亮时的工作电流恒定，从而解决多路LED灯混光时的颜色偏差问题，且电路结构简单，整个调光控制电路的PCB板的面积较窄，研发成本较低。

请参阅图3，其是本实用新型实施例一所述的LED调光控制电路的连接原理图。

本实施例中，所述恒流驱动电路1的负载端连接有相互并联的四路LED灯串，分别为红光LED灯串21、绿光LED灯串22、蓝光LED灯串23和白光LED灯串24，且每一路LED灯串均设置有相应的开关电路，例如，与红光LED灯串21相连接的开关电路31，与绿光LED灯串22相连接的开关电路32；如与蓝光LED灯串23相连接的开关电路33；如与白光LED灯串24相连接的开关电路34。

需要说明的是：Q2、Q5、Q8、Q11为小功率P沟道MOS管；Q3、Q6、Q9、Q12为小功率N沟道MOS；Q1、Q4、Q7、Q10为大功率N沟道MOS管，用于开启或关闭相应的LED灯串。

现在以红光LED灯串为例进行电路连接说明：

与所述红光LED灯串21相连接的开关电路31包括MOS管驱动电路和第一开关管Q1；其中，MOS管驱动电路包括第二开关管Q2和第三开关管Q3；所述MOS管驱动电路的第二开关管Q2为PMOS管，所述MOS管驱动电路的第三开关管Q3为NMOS管；所述第二开关管Q2的栅极G和第三开关管Q3的栅极G相互连接，形成所述MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器4的PWM信号输出端，以接收PWM控制信号；所述第二开关管Q2的漏极D连接至直流电源正极VDD，其源极S与所述第三开关管Q3的漏极D相连接，形成所述MOS管驱动电路31的驱动信号输出端，连接至所述第一开关管Q1的受控端，即Q1的栅极G；所述第三开关管Q3的源极S接地。

所述MOS管驱动电路31的电路结构不做限定，在其他实施例中，还可以采用其他的电路结构构成。

在一个可选的实施例中，第一开关管Q1为NMOS管；所述第一开关管Q1的栅极G连接至所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端，其漏极D连接至所述LED灯串2的阴极，其源极S连接至所述恒流驱动电路的第一负载端LED-。

以下对各路LED灯串的控制原理进行说明：

当需要点亮红光LED灯串21调光时，PWM1为低电平时，Q2导通，Q3截止，因此使得Q1的栅极连接至VDD获得驱动信号而导通，Q1的源极S和栅极G之间才会导通，从而使红光LED灯串21连接到恒流驱动电路1的负载端形成回路，从而点亮红光LED灯串21。当需要熄灭红光LED灯串21时，PWM1为高电平时，Q2截止，Q3导通，因此使得Q1的栅极连接至GND无法获得驱动信号而无法导通，Q1的源极S和栅极G之间不会导通，从而使红光LED灯串21无法连接到恒流驱动电路1的负载端，无法形成回路，从而熄灭红光LED灯串21。

当需要点亮绿光LED灯串22调光时，PWM2为低电平时，Q5导通，Q6截止，因此使得Q4的栅极连接至VDD获得驱动信号而导通，Q4的源极S和栅极G之间才会导通，从而使绿光LED灯串22连接到恒流驱动电路1的负载端形成回路，从而点亮绿光LED灯串22。当需要熄灭绿光LED灯串22时，PWM2为高电平时，Q5截止，Q6导通，因此使得Q4的栅极连接至GND无法获得驱动信号而无法导通，Q4的源极S和栅极G之间不会导通，从而使绿光LED灯串22无法连接到恒流驱动电路1的负载端，无法形成回路，从而熄灭绿光LED灯串22。

当需要点亮蓝光LED灯串23调光时，PWM3为低电平时，Q8导通，Q9截止，因此使得Q7的栅极连接至VDD获得驱动信号而导通，Q7的源极S和栅极G之间才会导通，从而使蓝光LED灯串23连接到恒流驱动电路1的负载端形成回路，从而点亮蓝光LED灯串23。当需要熄灭蓝光LED灯串23时，PWM3为高电平时，Q8截止，Q9导通，因此使得Q7的栅极连接至GND无法获得驱动信号而无法导通，Q7的源极S和栅极G之间不会导通，从而使蓝光LED灯串23无法连接到恒流驱动电路1的负载端，无法形成回路，从而熄灭蓝光LED灯串23。

当需要点亮白光LED灯串24调光时，PWM4为低电平时，Q11导通，Q12截止，因此使得Q10的栅极连接至VDD获得驱动信号而导通，Q10的源极S和栅极G之间才会导通，从而使白光LED灯串24连接到恒流驱动电路1的负载端形成回路，从而点亮白光LED灯串24。当需要熄灭白光LED灯串24时，PWM4为高电平时，Q11截止，Q12导通，因此使得Q10的栅极连接至GND无法获得驱动信号而无法导通，Q10的源极S和栅极G之间不会导通，从而使白光LED灯串24无法连接到恒流驱动电路1的负载端，无法形成回路，从而熄灭白光LED灯串24。

所述恒流驱动电路1包括恒流驱动芯片和直流电源；所述恒流驱动芯片具有电源输入端、接地端、第一负载端LED+和第二负载端LED-，其电源输入端连接至所述直流电源的正极，其接地端连接至所述直流电源的负极，其第一负载端LED+连接至LED灯串的阳极，其第二负载端LED-经过第一开关管的源极以及漏极连接至LED灯串的阴极以提供恒流源。

请参阅图4，其是本实用新型实施例二所述的LED调光控制电路的连接原理图。

本实施例中，所述恒流驱动电路的负载端连接有相互并联的多路LED灯串，以实现多种颜色的调光。具体地，该LED调光控制电路包括六路LED灯串(21、22、23、24、25和26)，每一路LED灯串上均连接有相应的开关电路(31、32、33、34、35和36)。

在其他实施例中，还可以根据需求设定所需LED灯串的数量。

由于两路或者多路灯串同时被打开时，会导致恒流驱动输出电流被平均到已打开的多路LED灯串上，使得已打开的LED灯串同时点亮影响混光颜色。因此，在其中一路LED灯串点亮时，其他路的LED灯串为熄灭状态，即在调光过程中要确保Q1、Q4、Q7和Q10不能同时被打开，就需要通过MCU或PWM信号发生器控制多个PWM信号之间要保留一个最小同时关闭时间。

请参阅图5，图5为本实用新型实施例所述的PWM调光信号的波形图。图中，t1-t2之间的时间即为多个PWM信号之间要保留的最小同时关闭时间。

在多路多色LED灯串，如R/G/B/W、R/G/B/WW/NW/CW多路并联在同一个恒流驱动上时，当恒流驱动电路的温度上升影响输出电流时，由PWM信号发生器或MCU给R/G/B/W、R/G/B/WW/NW/CW每路输出的PWM控制信号占空比不会发生变化，流过各路LED灯串的电流也是恒流驱动总电流对应PWM信号占空比的固定比例输出，各路LED灯串的工作电流稳定，从而LED灯串的混光颜色也不会出现颜色偏差，有效解决了混光颜色偏差的问题。

本实用新型实施例所述的LED调光控制电路，通过同一恒流驱动电路驱动相互并联的多路LED灯串，并在每一路LED灯串上串联一个开关管以控制灯串的亮灭，且每一路LED灯串都由一个PWM信号来驱动，使得每一路LED灯串分别被点亮时的工作电流恒定，从而解决多路LED灯混光时的颜色偏差问题；且电路结构简单，减少了恒流驱动IC元器件数量；同时整个调光控制电路的PCB板的面积较窄，节约了研发成本。

根据本实用新型的第二方面，提供一种LED灯具。

请参阅图6，其是本实用新型实施例所述的LED灯具的结构框图。

所述LED灯具包括如上所述的LED调光控制电路100、PWM信号发生器200和电源转换电路300；所述LED调光控制电路100的MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器200接收PWM信号；所述电源转换电路300具有交流输入端和直流电源输出端，其交流输入端连接至交流市电取电，其直流输出端连接至所述LED调光控制电路100和PWM信号发生器200提供直流电源。

应用本实用新型的技术方案，通过一路恒流驱动电路为多路LED灯串提供恒流源，并通过多个PWM信号对各路LED灯串进行调光控制，使得各路LED灯串被点亮的工作电流恒定，从而防止由于单个恒流驱动芯片工作时温度上升导致输出电流发生变化而影响RGBW多颜色混光出现的颜色偏差。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种LED调光控制电路，其特征在于：包括恒流驱动电路、至少两路LED灯串，以及与各路所述LED灯串一一对应的开关电路；各路所述LED灯串分别与一路所述开关电路串联后，再并联连接于所述恒流驱动电路的负载端；所述开关电路包括相互电连接的第一开关管和MOS管驱动电路；所述LED灯串通过所述第一开关管连接至所述恒流驱动电路；

所述MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器，所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端连接至所述第一开关管的受控端。

2.根据权利要求1所述的LED调光控制电路，其特征在于：所述MOS管驱动电路包括相互连接第二开关管和第三开关管；所述第二开关管为PMOS管；所述第三开关管为NMOS管；所述PMOS的栅极和NMOS管的栅极相互连接，形成所述MOS管驱动电路的驱动信号输入端并连接至PWM信号发生器；所述PMOS管的漏极连接至直流电源正极，所述PMOS管的源极与所述NMOS管的漏极相连接，形成所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端并连接至所述第一开关管的受控端；所述NMOS管的源极接地。

3.根据权利要求1所述的LED调光控制电路，其特征在于：第一开关管为NMOS管；所述NMOS管的栅极连接至所述MOS管驱动电路的驱动信号输出端。

4.根据权利要求1所述的LED调光控制电路，其特征在于：所述恒流驱动电路的负载端连接有相互并联的四路LED灯串，分别为红光LED灯串、绿光LED灯串、蓝光LED灯串和白光LED灯串。

5.根据权利要求1所述的LED调光控制电路，其特征在于：所述恒流驱动电路包括恒流驱动芯片和直流电源；所述恒流驱动芯片具有电源输入端、接地端、第一负载端和第二负载端；所述恒流驱动芯片的电源输入端连接至所述直流电源的正极，其接地端连接至所述直流电源的负极，各路所述LED灯串分别与一路所述开关电路串联后，再并联连接于所述恒流驱动电路的第一负载端和第二负载端之间。

6.一种LED灯具，其特征在于：包括如权利要求1-5任意一项所述的LED调光控制电路、PWM信号发生器和电源转换电路；所述LED调光控制电路的MOS管驱动电路的驱动信号输入端连接至PWM信号发生器接收PWM信号；所述电源转换电路具有交流输入端和直流电源输出端，其交流输入端连接至交流市电取电，其直流输出端连接至所述LED调光控制电路和PWM信号发生器提供直流电源。

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