CN220067735U - 一种rgb直流驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种RGB直流驱动电源，通过解码模块将高压直流电信号中耦合的调光信号以及调色信号分离并生成直流控制信号以及直流电后，再通过解码模块的第一输出端、第二输出端以及第三输出端分别将控制信号输出至三条恒压电路，从而分别控制红绿蓝三种不同的LED光源实现调光、调色控制，以及通过解码模块的供电输出端为三条恒压电路提供直流电，并且由于解码模块采用直流输入使得驱动电源能够与供电柜配合使用，从而不需要额外的通信线缆以及交流耦合/解耦模块，降低了产品整体成本，提高了产品性价比。

Description

一种RGB直流驱动电源

技术领域

本实用新型涉及照明电路技术领域，特别是涉及一种RGB直流驱动电源。

背景技术

目前，市场上存在多种类型的LED灯具产品。包括调光、调色、调色彩等多种功能。其中，大多数的RGB LED(red-green-blue，红绿三色LED)灯具一般采用交流供电的方式实现。

通过交流电输入后，利用DALI(一种数字控制调光协议)、DMX512(另一种数字控制调光协议)等有线技术，或者蓝牙、Zigbee等无线通信技术实现调光调色彩功能。但基于上述技术实现LED灯具功能的成本相对较高，使得产品性价比低，无法满足用户需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种RGB直流驱动电源，降低RGB LED灯具成本，提高产品性价比。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种RGB直流驱动电源，包括解码模块、第一恒流电路、第二恒流电路以及第三恒流电路；所述解码模块的输入端用于输入高压直流电，所述高压直流电内耦合了调光信号以及调色信号；所述解码模块的第一输出端与所述第一恒流电路的控制输入端连接，所述第一恒流电路的输出端与第一LED光源连接；所述解码模块的第二输出端与所述第二恒流电路的控制输入端连接，所述第二恒流电路的输出端与第二LED光源连接；所述解码模块的第三输出端与所述第三恒流电路的控制输入端连接，所述第三恒流电路的输出端与第三LED光源连接；所述第一LED光源、第二LED光源以及第三LED光源分别为红光光源、绿光光源以及蓝光光源；所述解码模块的供电输出端分别与所述第一恒流电路的电源输入端、第二恒流电路的电源输入端以及第三恒流电路的电源输入端连接。

进一步地，所述解码模块包括整流电路、解耦电路、主控电路以及辅助电源电路；所述整流电路的输入端用于输入高压直流电，所述整流电路的整流输出端与所述解耦电路的输入端连接，所述整流电路的滤波输出端分别与所述第一恒流电路的电源输入端、第二恒流电路的电源输入端、第三恒流电路的电源输入端以及辅助电源电路的电源输入连接；所述解耦电路的输出端与所述主控电路的控制输入端连接；所述主控电路包括三组控制输出端，分别与所述第一恒流电路的控制输入端、第二恒流电路的控制输入端以及第三恒流电路的控制输入端连接；所述辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接。

进一步地，所述整流电路包括整流桥、第一二极管、第一电容、第二电容以及第一电感；所述整流桥的输入端用于输入高压直流电，所述整流桥的正极输出端分别与所述第一二极管的正极以及所述解耦电路的输入端连接；所述整流桥的负极输出端接地，并分别与所述第一电容的一端以及第二电容的一端连接；所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的另一端以及第一电感的一端连接；所述第一电感的另一端与所述第二电容的另一端连接，并作为所述整流电路的滤波输出端。

进一步地，所述整流电路还包括压敏电阻；所述压敏电阻的一端与所述整流桥的第一输入端连接，所述压敏电阻的另一端与所述整流桥的第二输入端连接。

进一步地，所述解耦电路包括第一分压电阻(R1/2/3)、第二分压电阻(R4)、第三分压电阻(R5)以及第三电容；所述第一分压电阻的一端与所述整流电路的整流输出端连接；所述第一分压电阻的另一端分别与所述第二分压电阻的一端以及第三分压电阻的一端连接；所述第三分压电阻的另一端分别与所述第三电容的一端以及所述主控电路的控制输入端连接；所述第三电容的另一端与所述第二分压电阻连接。

进一步地，所述辅助电源电路包括第一辅助电源电路和第二辅助电源电路；所述第一辅助电源电路的输入端与所述整流电路的整流输出端(HV)连接；所述第一辅助电源电路的输出端与所述第二辅助电源电路的输入端连接；所述第二辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接；所述第一辅助电源电路的输出电压值与所述第二辅助电源电路的输出电压值不同。

进一步地，还包括温度检测电路；所述温度检测电路包括热敏电阻、第一电阻和第四电容；所述热敏电阻的一端与所述辅助电源电路的输出端连接，所述热敏电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端、第四电容的一端以及主控电路的温度检测端连接；所述第一电阻的另一端与所述第四电容的另一端连接。

本实用新型的有益效果在于：通过解码模块将高压直流电信号中耦合的调光信号以及调色信号分离并生成直流控制信号以及直流电后，再通过解码模块的第一输出端、第二输出端以及第三输出端分别将控制信号输出至三条恒压电路，从而分别控制红绿蓝三种不同的LED光源实现调光、调色控制，以及通过解码模块的供电输出端为三条恒压电路提供直流电，并且由于解码模块采用直流输入使得驱动电源能够与供电柜配合使用，从而不需要额外的通信线缆以及交流耦合/解耦模块，降低了产品整体成本，提高了产品性价比。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的应用场景示意图；

图2为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的电路模块示意图；

图3为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的整流电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的解耦电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的主控电路示意图；

图6为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的辅助电源电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例中的一种RGB直流驱动电源的温度检测电路结构示意图；

标号说明：

1、直流强电；2、调光调色信号；3、调光模块；4、RGB直流驱动电源；41、解码模块；42、隔离型恒压电路；43、第一恒流电路；44、第二恒流电路；45、第三恒流电路；5、LED灯具；

D2、整流桥；D1、第一二极管；C1、第一电容；C2、第二电容；L1、第一电感；MOV1、压敏电阻；C3、第三电容；NTC1、热敏电阻；R11、第一电阻；C4、第四电容。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种RGB直流驱动电源，包括解码模块、第一恒流电路、第二恒流电路以及第三恒流电路；所述解码模块的输入端用于输入高压直流电，所述高压直流电内耦合了调光信号以及调色信号；所述解码模块的第一输出端与所述第一恒流电路的控制输入端连接，所述第一恒流电路的输出端与第一LED光源连接；所述解码模块的第二输出端与所述第二恒流电路的控制输入端连接，所述第二恒流电路的输出端与第二LED光源连接；所述解码模块的第三输出端与所述第三恒流电路的控制输入端连接，所述第三恒流电路的输出端与第三LED光源连接；所述第一LED光源、第二LED光源以及第三LED光源分别为红光光源、绿光光源以及蓝光光源；所述解码模块的供电输出端分别与所述第一恒流电路的电源输入端、第二恒流电路的电源输入端以及第三恒流电路的电源输入端连接。

由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过解码模块将高压直流电信号中耦合的调光信号以及调色信号分离并生成直流控制信号以及直流电后，再通过解码模块的第一输出端、第二输出端以及第三输出端分别将控制信号输出至三条恒压电路，从而分别控制红绿蓝三种不同的LED光源实现调光、调色控制，以及通过解码模块的供电输出端为三条恒压电路提供直流电，并且由于解码模块采用直流输入使得驱动电源能够与供电柜配合使用，从而不需要额外的通信线缆以及交流耦合/解耦模块，降低了产品整体成本，提高了产品性价比。

进一步地，所述解码模块包括整流电路、解耦电路、主控电路以及辅助电源电路；所述整流电路的输入端用于输入高压直流电，所述整流电路的整流输出端与所述解耦电路的输入端连接，所述整流电路的滤波输出端分别与所述第一恒流电路的电源输入端、第二恒流电路的电源输入端、第三恒流电路的电源输入端以及辅助电源电路的电源输入连接；所述解耦电路的输出端与所述主控电路的控制输入端连接；所述主控电路包括三组控制输出端，分别与所述第一恒流电路的控制输入端、第二恒流电路的控制输入端以及第三恒流电路的控制输入端连接；所述辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接。

由上述描述可知，通过整流电路对输入的高压直流电进行整流以及滤波，并分别将整流后的信号输出至解耦电路，将滤波后的信号用于其他电路的供电，避免控制信号与供电信号混合导致供电不稳定。以及控制不稳定的问题。

进一步地，所述整流电路包括整流桥、第一二极管、第一电容、第二电容以及第一电感；所述整流桥的输入端用于输入高压直流电，所述整流桥的正极输出端分别与所述第一二极管的正极以及所述解耦电路的输入端连接；所述整流桥的负极输出端接地，并分别与所述第一电容的一端以及第二电容的一端连接；所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的另一端以及第一电感的一端连接；所述第一电感的另一端与所述第二电容的另一端连接，并作为所述整流电路的滤波输出端。

由上述描述可知，通过第一二极管将整流输出端与滤波输出端隔离，使得耦合有调光信号以及调色信号的高压直流电能够被输入至解耦电路，并通过第一电容、第二电容以及第一电感组成滤波电路，将高压直流电中的调光信号以及调色信号滤除后输出至各个电路模块进行供电。

进一步地，所述整流电路还包括压敏电阻；所述压敏电阻的一端与所述整流桥的第一输入端连接，所述压敏电阻的另一端与所述整流桥的第二输入端连接。

由上述描述可知，通过在整流电路的输入端设置压敏电阻，从而当输出端出现高于压敏阈值的高电压时，能够将高高电压滤除，提高对驱动电源的保护。

进一步地，所述解耦电路包括第一分压电阻(R1/2/3)、第二分压电阻(R4)、第三分压电阻(R5)以及第三电容；所述第一分压电阻的一端与所述整流电路的整流输出端连接；所述第一分压电阻的另一端分别与所述第二分压电阻的一端以及第三分压电阻的一端连接；所述第三分压电阻的另一端分别与所述第三电容的一端以及所述主控电路的控制输入端连接；所述第三电容的另一端与所述第二分压电阻连接。

由上述描述可知，通过第一分压电阻、第二分压电压以及第三分压电阻组成分压电路，将由整流电路输入的高压直流电转为主控电路能够读取的低压，输出，使主控电路能够根据输入的低压对三组恒压电路进行调光调色控制。

进一步地，所述辅助电源电路包括第一辅助电源电路和第二辅助电源电路；所述第一辅助电源电路的输入端与所述整流电路的整流输出端(HV)连接；所述第一辅助电源电路的输出端与所述第二辅助电源电路的输入端连接；所述第二辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接；所述第一辅助电源电路的输出电压值与所述第二辅助电源电路的输出电压值不同。

由上述描述可知，通过设置第一辅助电源电路以及第二辅助电源电路，并依次通过第一辅助电源电路以及第二辅助电源电路将由整流电路输入的高压直流电转化为不同低电压值的输出，为驱动电源中各个电路模块提供稳定的低电压，使得驱动电源稳定工作。

进一步地，还包括温度检测电路；所述温度检测电路包括热敏电阻、第一电阻和第四电容；所述热敏电阻的一端与所述辅助电源电路的输出端连接，所述热敏电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端、第四电容的一端以及主控电路的温度检测端连接；所述第一电阻的另一端与所述第四电容的另一端连接。

由上述描述可知，通过设置温度检测电路对驱动电路的温度进行检测，并将检测到的信号输出至主控电路，从而主控电路能够根据检测到的温度信号对输出的功率进行控制，使驱动电路稳定工作。

本实施例上述一种RGB直流驱动电源可以适用于飞针RGB灯具应用场景，通过与供电配合使用实现直流集中照明的效果，以下通过具体实施方式进行说明：

实施例一

请参照图1，为一种RGB直流驱动电源的具体应用场景；其中，所述高压直流电内耦合调光信号以及调色信号的原理如下：DC200～400V直流强电1经强电电缆输入调光模块3，同时基于MODBUS协议的调光调色信号22通过RS485信号线输入调光模块3，调光模块33再将调光调色信号2耦合后输出至电缆上，并输入所述RGB直流驱动电源4，所述RGB直流驱动电源4对LED灯具5进行控制；具体的，供电柜内利用高压直流电的电压低频升降来耦合调光信息，系统正常工作状态时定为高电平200-400V，低电平定为(高电平-10V，即高低电平之间的差值为10V)；当母线电平为100ms高电平+100ms低电平时表示“1”，母线电平为100ms低电平+100ms高电平时表示“0”，按此规则对需要发送的信息进行编码，即可实现将调光信息耦合到高压直流电上，调色信号也可采用类似方式进行耦合。

请参照图2，一种RGB直流驱动电源4，包括解码模块41、第一恒流电路43、第二恒流电路44以及第三恒流电路45；所述解码模块41的输入端用于输入高压直流电，所述高压直流电内耦合了调光信号以及调色信号；所述解码模块41的第一输出端与所述第一恒流电路43的控制输入端连接，所述第一恒流电路43的输出端与第一LED光源连接；所述解码模块41的第二输出端与所述第二恒流电路44的控制输入端连接，所述第二恒流电路44的输出端与第二LED光源连接；所述解码模块41的第三输出端与所述第三恒流电路45的控制输入端连接，所述第三恒流电路45的输出端与第三LED光源连接；所述第一LED光源、第二LED光源以及第三LED光源分别为红光光源、绿光光源以及蓝光光源；

所述解码模块41的供电输出端分别与所述第一恒流电路43的电源输入端、第二恒流电路44的电源输入端以及第三恒流电路45的电源输入端连接；在一可选的实施方式中，还包括隔离型恒压电路42，所述隔离型恒压电路42的输入端与所述解码模块41的供电输出端连接，所述隔离型恒压电路42的输出端分别与三条恒流电路的电源输入端连接；所述隔离型恒压电路42将所述解码模块41输入的高压电转换为稳定的低压，并输出到至三条恒流电路，恒流电路再将恒定电压转换为三路恒流输出至对应的LED光源，使得三条恒流电路不需要再各自设置恒压电路进行电压转化，进一步降低了成本；

上述RGB直流驱动电源4的控制原理如下：

耦合了调光信号以及调色信号的直流强电1通过所述解码模块41后，分别得到解耦的调光信号、调色信号以及电源，再通过解码模块41的第一输出端、第二输出端以及第三输出端将调光信号以及调色信号分别输出至三组恒流电路对三组LED光源进行调光调色控制，同时通过解码模块41的供电输出端将电源输出至隔离型恒压电路42转化为稳定的恒压输出后，再输出至三组恒流电路为三组LED光源供电。其中，所述解码模块41的具体电路结构以及原理如下：

请参照图3-7，所述解码模块41包括整流电路、解耦电路、主控电路、辅助电源电路以及温度检测电路；所述整流电路的输入端用于输入高压直流电，所述整流电路的整流输出端与所述解耦电路的输入端连接，所述整流电路的滤波输出端分别与所述第一恒流电路43的电源输入端、第二恒流电路44的电源输入端、第三恒流电路45的电源输入端以及辅助电源电路的电源输入连接；所述解耦电路的输出端与所述主控电路的控制输入端连接；所述主控电路包括三组控制输出端，分别与所述第一恒流电路43的控制输入端、第二恒流电路44的控制输入端以及第三恒流电路45的控制输入端连接；所述辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接，具体的：

请参照图3，所述整流电路包括整流桥D2、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2以及第一电感L1；所述整流桥D2的输入端用于输入高压直流电(200-400VDC)，所述整流桥D2的正极输出端(VBus)分别与所述第一二极管D1的正极以及所述解耦电路的输入端连接；所述整流桥D2的负极输出端接地，并分别与所述第一电容C1的一端以及第二电容C2的一端连接；所述第一二极管D1的负极分别与所述第一电容C1的另一端以及第一电感L1的一端连接；所述第一电感L1的另一端与所述第二电容C2的另一端连接，并作为所述整流电路的滤波输出端(HV)；其中，所述整流电路还包括压敏电阻MOV1，所述压敏电阻MOV1的一端与所述整流桥D2的第一输入端连接，所述压敏电阻MOV1的另一端与所述整流桥D2的第二输入端连接；

所述整流电路的原理为：所述整流桥D2用于将分压电压与直流强电1进行隔离，同时允许输入不分正负极，从而将耦合了调光信号以及调色信号的直流强电1通过整流桥D2后直接输出至解耦电路，即所述第一二极管D1的正极作为所述整流电路的整流输出端(VBus)，而第一电容C1、第二电容C2以及第一电感L1组成滤波电路，用于将直流强电1中的调光信号以及调色信号滤除后，再将滤波后的直流强电1输出至隔离型恒压电路42以及所述辅助电源电路，即作为所述解码模块41的供电输出端，所述第一二极管D1用于将解耦电路以及滤波电路隔离，避免耦合在直流强电1上的调光信号以及调色信号在输入解耦电路前被滤波电路滤除。

请参照图4，所述解耦电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻以及第三电容C3；所述第一分压电阻的一端与所述整流电路的整流输出端连接；所述第一分压电阻的另一端分别与所述第二分压电阻的一端以及第三分压电阻的一端连接；所述第三分压电阻的另一端分别与所述第三电容C3的一端以及所述主控电路的控制输入端连接；所述第三电容C3的另一端与所述第二分压电阻连接；通过由第一分压电阻、第二分压电压以及第三分压电阻组成分压电路，对所述整流桥D2输入的直流强电1(VBus)进行分压，并形成低压输出(Vdb_DET)，使得主控电路接收输入的低压信号后进一步对三路恒流电路进行控制；其中，所述第一分压电阻包括电阻R1、电阻R2以及电阻R3组成，所述第二分压电阻包括电阻R4，所述第三分压电阻包括电阻R5，可根据具体的分压需求设置不同数量、型号的电阻来满足分压需求；

请参照图5，所述主控电路包括主控MCU、I2C电路以及复位电路；其中，所述主控MCU包括三组控制输出端分别为PWMR、PWMG以及PWMB，即分别作为所述解码模块41的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与三组LED光源连接；所述主控MCU读取来自解耦电路输出的低压(Vdb_DET)后，通过内部ADC(模拟数字转换)或外部ADC模块解分析后解码出调色信号以及调光信息；其中，调色信息中包含R、G、B三种颜色的数据，调光信息中包含亮度数据，主控MCU根据对应的调色信号以及调光信息改变PWMR、PWMG以及PWMB的占空比，从而实现调光调色变化。

请参照图6，所述辅助电源电路包括第一辅助电源电路和第二辅助电源电路；所述第一辅助电源电路的输入端与所述整流电路的整流输出端连接；所述第一辅助电源电路的输出端与所述第二辅助电源电路的输入端连接；所述第二辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接；所述第一辅助电源电路的输出电压值与所述第二辅助电源电路的输出电压值不同，如图所示，所述第一电源辅助电路输出为12V，所述第二电源辅助电路输出为3V；

请参照图7，还包括温度检测电路；所述温度检测电路包括热敏电阻NTC1、第一电阻R11和第四电容C4；所述热敏电阻NTC1的一端与所述辅助电源电路的输出端连接，所述热敏电阻NTC1的另一端分别与所述第一电阻R11的一端、第四电容C4的一端以及主控电路的温度检测端连接；所述第一电阻R11的另一端与所述第四电容C4的另一端连接。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种RGB直流驱动电源，其特征在于，包括解码模块、第一恒流电路、第二恒流电路以及第三恒流电路；

所述解码模块的输入端用于输入高压直流电，所述高压直流电内耦合了调光信号以及调色信号；

所述解码模块的第一输出端与所述第一恒流电路的控制输入端连接，所述第一恒流电路的输出端与第一LED光源连接；所述解码模块的第二输出端与所述第二恒流电路的控制输入端连接，所述第二恒流电路的输出端与第二LED光源连接；所述解码模块的第三输出端与所述第三恒流电路的控制输入端连接，所述第三恒流电路的输出端与第三LED光源连接；所述第一LED光源、第二LED光源以及第三LED光源分别为红光光源、绿光光源以及蓝光光源；

所述解码模块的供电输出端分别与所述第一恒流电路的电源输入端、第二恒流电路的电源输入端以及第三恒流电路的电源输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种RGB直流驱动电源，其特征在于，所述解码模块包括整流电路、解耦电路、主控电路以及辅助电源电路；

所述整流电路的输入端用于输入高压直流电，所述整流电路的整流输出端与所述解耦电路的输入端连接，所述整流电路的滤波输出端分别与所述第一恒流电路的电源输入端、第二恒流电路的电源输入端、第三恒流电路的电源输入端以及辅助电源电路的电源输入连接；

所述解耦电路的输出端与所述主控电路的控制输入端连接；

所述主控电路包括三组控制输出端，分别与所述第一恒流电路的控制输入端、第二恒流电路的控制输入端以及第三恒流电路的控制输入端连接；

所述辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种RGB直流驱动电源，其特征在于，所述整流电路包括整流桥、第一二极管、第一电容、第二电容以及第一电感；

所述整流桥的输入端用于输入高压直流电，所述整流桥的正极输出端分别与所述第一二极管的正极以及所述解耦电路的输入端连接；所述整流桥的负极输出端接地，并分别与所述第一电容的一端以及第二电容的一端连接；

所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的另一端以及第一电感的一端连接；

所述第一电感的另一端与所述第二电容的另一端连接，并作为所述整流电路的滤波输出端。

4.根据权利要求3所述的一种RGB直流驱动电源，其特征在于，所述整流电路还包括压敏电阻；

所述压敏电阻的一端与所述整流桥的第一输入端连接，所述压敏电阻的另一端与所述整流桥的第二输入端连接。

5.根据权利要求2所述的一种RGB直流驱动电源，其特征在于，所述解耦电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻以及第三电容；

所述第一分压电阻的一端与所述整流电路的整流输出端连接；所述第一分压电阻的另一端分别与所述第二分压电阻的一端以及第三分压电阻的一端连接；

所述第三分压电阻的另一端分别与所述第三电容的一端以及所述主控电路的控制输入端连接；所述第三电容的另一端与所述第二分压电阻连接。

6.根据权利要求2所述的一种RGB直流驱动电源，其特征在于，所述辅助电源电路包括第一辅助电源电路和第二辅助电源电路；

所述第一辅助电源电路的输入端与所述整流电路的整流输出端连接；

所述第一辅助电源电路的输出端与所述第二辅助电源电路的输入端连接；

所述第二辅助电源电路的输出端与所述主控电路的电源输入端连接；

所述第一辅助电源电路的输出电压值与所述第二辅助电源电路的输出电压值不同。

7.根据权利要求2所述的一种RGB直流驱动电源，其特征在于，还包括温度检测电路；

所述温度检测电路包括热敏电阻、第一电阻和第四电容；

所述热敏电阻的一端与所述辅助电源电路的输出端连接，所述热敏电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端、第四电容的一端以及主控电路的温度检测端连接；

所述第一电阻的另一端与所述第四电容的另一端连接。