CN220139761U - 单线传输控制电路及全彩led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及照明灯具技术领域，公开一种单线传输控制电路及全彩LED灯。单线传输控制电路包括处理电路和至少两组多色灯组；处理电路用于接收模拟调光信号并处理为数字调光信号；多色灯组包括驱动模块以及与驱动模块连接的多色LED单元，各驱动模块串联，串联后的驱动模块与处理电路连接，驱动模块沿串联路径接收数字调光信号，驱动模块从接收到的数字调光信号提取对应的数据段以控制多色LED单元的灯光变化，沿多色灯组的串联路径将剩余的数字调光信号进行输出。本实用新型实施例可以缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量。

Description

单线传输控制电路及全彩LED灯

技术领域

本实用新型涉及照明灯具技术领域，尤其是一种单线传输控制电路及全彩LED灯。

背景技术

全彩LED灯，是一种新型的LED幻彩灯，它是在幻彩LED灯的基础上增加了专业白光照明功能，它既能提供专业照明白光，又能随意调节灯光的颜色和亮度。

相关技术中，全彩LED灯采用三条信号线进行控制信号的传输，三条信号线分别传输时钟信号、数据信号和栓锁信号，若需要单独对某个三色LED灯珠进行调光则还需要配置另外的信号线，导致信号线的数量和所需配置的芯片的数量随之上升。

因此，如何缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量成为一个需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单线传输控制电路及全彩LED灯，旨在缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量。

第一方面，提供一种单线传输控制电路，包括：

处理电路，用于接收模拟调光信号并处理为数字调光信号；

至少两组多色灯组，包括驱动模块以及与驱动模块连接的多色LED单元，各驱动模块串联，串联后的驱动模块与处理电路连接，驱动模块沿串联路径接收数字调光信号，驱动模块从接收到的数字调光信号提取对应的数据段以控制多色LED单元的灯光变化，沿多色灯组的串联路径将剩余的数字调光信号进行输出。

在一些实施例中，驱动模块包括：

数据锁存单元，与处理电路或前一组多色灯组连接，用于保存从接收到的数字调光信号提取出来的数据段；

整形处理单元，与数据锁存单元连接，用于将剩余的数字调光信号进行整形放大处理，将整形放大处理后的数字调光信号沿多色灯组的串联路径进行输出。

在一些实施例中，驱动模块和多色LED单元一体封装。

在一些实施例中，多色LED单元由红光LED器件、绿光LED器件和蓝光LED器件封装而成。

在一些实施例中，处理电路包括微处理器，微处理器的输入端接入模拟调光信号，微处理器的输出端连接首个多色灯组的驱动模块。

在一些实施例中，单线传输控制电路还包括：

采集电路，与处理电路连接，用于采集外部的调光信号并转换为模拟调光信号，输出模拟调光信号至处理电路。

在一些实施例中，采集电路包括第一二极管、第一滤波子电路和光耦器件；

第一二极管的阳极用于连接第一直流源，第一二极管的阴极连接光耦器件的二极管的阳极；

第一滤波子电路的一端连接第一二极管的阴极，第一滤波子电路的另一端连接光耦器件的二极管的阴极；

光耦器件的三极管的集电极分别连接第二直流源和处理电路，光耦器件的三极管的发射极接地。

在一些实施例中，单线传输控制电路还包括：

电源电路，接入外部的供电电源，与处理电路以及各组多色灯组连接，用于将供电电源转换为适合处理电路和多色灯组使用的直流源进行输出。

在一些实施例中，电源电路包括第二二极管、稳压芯片、第二滤波子电路、第三滤波子电路和稳压二极管；

第二二极管的阳极连接外部的供电电源，第二二极管的阴极连接稳压芯片的输入端；

第二滤波子电路的一端连接稳压芯片的输入端，第二滤波子电路的另一端连接稳压芯片的接地端；

第三滤波子电路的一端连接稳压芯片的输出端，第二滤波子电路的另一端连接稳压芯片的接地端；

稳压二极管的阴极连接稳压芯片的输出端，稳压二极管的阳极连接稳压芯片的接地端；

稳压芯片的接地端接地。

第二方面，提供一种全彩LED灯，包括第一方面的单线传输控制电路。

本实用新型的有益效果：通过将多组需要进行调光控制的多色灯组进行串联，基于串行单极性归零码通讯方式，眼多色灯组的串联路径顺次传递数字调光信号，每组多色灯组的驱动模块从接收到的数字调光信号提取对应的数据段并通过提取的数据段控制多色LED单元的灯光变化，各组多色灯组通过一条信号线连接的基础上可接收不同的调光信号，实现不同的调光控制，缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量。

附图说明

图1是一实施例的单线传输控制电路的电路结构示意图。

图2是一实施例的多色灯组的连接结构示意图。

图3是一实施例的处理电路的电路结构示意图。

图4是一实施例的采集电路的电路结构示意图。

图5是一实施例的电源电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的描述。

在本实用新型的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本实用新型的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在LED照明领域，全彩LED灯是一种新型的LED幻彩灯，它是在幻彩LED灯的基础上增加了专业白光照明功能，它既能提供专业照明白光，又能随意调节灯光的颜色和亮度。全彩LED灯采用白(包括：冷白和暖白等各种照明白光)、红、绿、蓝(R、G、B)三种基本颜色的LED灯珠芯片，这些灯珠芯片以多种形式进行封装，每一组颜色都可以分开单独使用。使用者可以通过遥控器或灯具上有线连接的按纽，对白、红、绿、蓝(R、G、B)四色灯珠的芯片进行亮度调节；还可以控制红、绿、蓝(R、G、B)三种LED灯珠芯片按光学三原色原理(所有颜色均可以用三原色红、绿、蓝按照一定比例混合出来)近似调出几乎所有人眼可见的光颜色。

然而，全彩LED灯采用三条信号线进行控制信号的传输，三条信号线分别传输时钟信号、数据信号和栓锁信号，若需要单独对某个三色LED灯珠进行调光则还需要配置另外的信号线，导致信号线的数量和所需配置的芯片的数量随之上升。

基于此，本实用新型提供一种单线传输控制电路及全彩LED灯，通过将多路信号控制转换为串行单极性归零码通讯方式，从而缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量。

根据本实用新型的第一方面，提供一种单线传输控制电路。

如图1所示，在一实施例中，单线传输控制电路包括处理电路100以及至少两组多色灯组200，多色灯组200包括驱动模块210以及与驱动模块210连接的多色LED单元220。

处理电路100用于接收模拟调光信号并处理为数字调光信号。具体地，处理电路100的输入端连接外部的模拟调光信号，处理电路100的输出端连接多色灯组200，处理电路100接入外部的模拟调光信号，将接入的模拟调光信号转换为相应的数字调光信号后输出至各多色灯组200。

各驱动模块210串联，串联后的驱动模块210与处理电路100连接，驱动模块210沿串联路径接收数字调光信号。具体地，各多色灯组200的驱动模块210顺次串联，一组多色灯组200的驱动模块210的输入端连接处理电路100的输出端或者是前一组多色灯组200的驱动模块210的输出端，处理电路100输出数字调光信号，驱动模块210沿串联路径接收数字调光信号。更为具体地，第一组多色灯组200的驱动模块210的输入端连接处理电路100的输出端，第一组多色灯组200的驱动模块210的输出端连接第二组多色灯组200的驱动模块210的输入端，第二组多色灯组200的驱动模块210的输入端连接处理电路100的输出端，第二组多色灯组200的驱动模块210的输出端连接第三组多色灯组200的驱动模块210的输入端，如此类推，直至倒数第二组多色灯组200的驱动模块210的输出端连接最后一组多色灯组200的驱动模块210的输入端，处理电路100输出数字调光信号至第一组多色灯组200的驱动模块210，第一组多色灯组200的驱动模块210输出数字调光信号至第二组多色灯组200的驱动模块210，第二组多色灯组200的驱动模块210输出数字调光信号至第三组多色灯组200的驱动模块210，直至最后一组多色灯组200的驱动模块210接收到倒数第二组多色灯组200的驱动模块210输出的数组调光信号。

驱动模块210从接收到的数字调光信号提取对应的数据段以控制多色LED单元220的灯光变化，沿多色灯组200的串联路径将剩余的数字调光信号进行输出。具体地，前一组多色灯组200的驱动模块210接收数字调光信号之后，提取数字调光信号中的部分数据段，提取出来的数据段用于对该组多色灯组200的LED单元进行调光调色控制，剩余的数字调光信号输出至下一组多色灯组200的驱动模块210。优选地，处理电路100输出的数字调光信号具有n个数据段(n为多色灯组200的数量)，每组多色灯组200的驱动模块210从接收到的数字调光信号中提取第一个具有一定长度的数据段(例如数字调光信号具有n个数据段，每个数据段的数据长度为24bit)，第一个多色灯组200的驱动模块210提取处理电路100输出的数字调光信号中的第一个数据段，第二个多色灯组200的驱动模块210提取处理电路100输出的数字调光信号中的第二个数据段，第三个多色灯组200的驱动模块210提取处理电路100输出的数字调光信号中的第三个数据段，直至最后第一个多色灯组200的驱动模块210提取处理电路100输出的数字调光信号中的最后第一个数据段，从而将调光信号传递至对应的各个多色灯组200中，控制多色LED单元220的灯光变化。

本实施例提供的单线传输控制电路，通过将多组需要进行调光控制的多色灯组200进行串联，基于串行单极性归零码通讯方式，眼多色灯组200的串联路径顺次传递数字调光信号，每组多色灯组200的驱动模块210从接收到的数字调光信号提取对应的数据段并通过提取的数据段控制多色LED单元220的灯光变化，各组多色灯组200通过一条信号线连接的基础上可接收不同的调光信号，实现不同的调光控制，缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量。

下面结合具体的实施例对单线传输控制电路进行说明。

如图2所示，在一实施例中，驱动模块210包括数据锁存单元211和整形处理单元212。数据锁存单元211与处理电路100或前一组多色灯组200连接，用于保存从接收到的数字调光信号提取出来的数据段。整形处理单元212与数据锁存单元211连接，用于将剩余的数字调光信号进行整形放大处理，将整形放大处理后的数字调光信号沿多色灯组200的串联路径进行输出。

优选地，多色灯组200选用1515RGB全彩(幻彩)灯珠。具体地，多色灯组200采用数据协议采用单极性归码的通讯方式，多色灯组200在上电复位以后，DIN端接受从处理电路100传输过来的数字调光信号，首先送过来的24bit数据段被第一个多色灯组200提取后，送到该多色灯组200内部的数据锁存单元211，剩余的数字调光信号经过该多色灯组200的整形处理单元212整形放大后通过DO端口开始转发输出给第二个多色灯组200，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit，像素点采用自动整形转发技术，使得该多色灯组200的级联个数受数字调光信号传送的限制，仅仅受限信号传输速要求。

本实施例中，驱动模块210和多色LED单元220一体封装。

本实施例中，多色LED单元220由红光LED器件、绿光LED器件和蓝光LED器件封装而成。

如图3所示，在一实施例中，处理电路100包括微处理器110，微处理器110的输入端接入模拟调光信号，微处理器110的输出端连接首个多色灯组200的驱动模块210。

微处理器110接入外部的模拟调光信号，例如接入调光器输出的模拟调光信号，微处理器110通过内部运算分析，确定接入的模拟调光信号所对应的调光需求，将模拟调光信号转换为对应的数字调光信号，进而将转换得到的数字调光信号输出至第一组多色灯组200。

如图4所示，在一实施例中，单线传输控制电路还包括采集电路300。采集电路300与处理电路100连接，用于采集外部的调光信号并转换为模拟调光信号，输出模拟调光信号至处理电路100。

本实施例中，采集电路300包括第一二极管310、第一滤波子电路320和光耦器件330。具体地，第一二极管310的阳极用于连接第一直流源，第一二极管310的阴极连接光耦器件330的二极管的阳极，第一滤波子电路320的一端连接第一二极管310的阴极，第一滤波子电路320的另一端连接光耦器件330的二极管的阴极，光耦器件330的三极管的集电极分别连接第二直流源和处理电路100，光耦器件330的三极管的发射极接地。

第一二极管310的阳极接入第一直流源时，第一二极管310将第一直流源接入至光耦器件330的二极管，使光耦器件330的二极管上电发光，从而使光耦器件330的三极管上电导通，第二直流源通过光耦器件330的三极管接地，拉低处理电路100的输入端电压，第一二极管310的阳极未接入第一直流源时，光耦器件330的二极管不发光，从而使光耦器件330的三极管上电截止，第二直流源接入至处理电路100的输入端，处理电路100的输入端的电压上升。通过接入第一直流源与否，从而控制处理电路100的输入端的电平高低，作为输入至处理电路100的模拟调光信号，在此过程中，第一滤波子电路320滤除光耦器件330的二极管两端的干扰信号。

如图5所示，在一实施例中，单线传输控制电路还包括电源电路400。电源电路400接入外部的供电电源，与处理电路100以及各组多色灯组200连接，用于将供电电源转换为适合处理电路100和多色灯组200使用的直流源进行输出。

本实施例中，电源电路400包括第二二极管410、稳压芯片420、第二滤波子电路430、第三滤波子电路440和稳压二极管450。具体地，第二二极管410的阳极连接外部的供电电源，第二二极管410的阴极连接稳压芯片420的输入端，第二滤波子电路430的一端连接稳压芯片420的输入端，第二滤波子电路430的另一端连接稳压芯片420的接地端，第三滤波子电路440的一端连接稳压芯片420的输出端，第二滤波子电路430的另一端连接稳压芯片420的接地端，稳压二极管450的阴极连接稳压芯片420的输出端，稳压二极管450的阳极连接稳压芯片420的接地端，稳压芯片420的接地端接地。

电源电路400用于将第一直流源转换为第二直流源进行输出，其中，第一直流源的电压大于第二直流源的电压。第二二极管410将外部的供电电源接入至稳压芯片420的输入端，稳压芯片420对外部的供电电源进行稳压降压处理，最终经过电源电路400的输出端输出稳压降压处理后的直流源，实现降压的技术效果。在此过程中，第二滤波子电路430用于滤除稳压芯片420的输入端的干扰信号，第三滤波子电路440用于滤除稳压芯片420的输出端的干扰信号，稳压二极管450用于稳定电源电路400输出的第二直流源。

示例性地，第二二极管410将第一直流源接入至稳压芯片420的输入端，稳压芯片420对第一直流源进行稳压降压处理并输出稳压降压处理后的直流源，最终经过电源电路400的输出端第二直流源，实现降压的技术效果。

优选地，稳压芯片420选用线性稳压芯片420。

根据本实用新型的第二方面，提供一种全彩LED灯，包括第一方面的单线传输控制电路。所述单线传输控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本实施例提出的全彩LED灯采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

综上，本实用新型实施例提供的单线传输控制电路及全彩LED灯，通过将多组需要进行调光控制的多色灯组200进行串联，基于串行单极性归零码通讯方式，眼多色灯组200的串联路径顺次传递数字调光信号，每组多色灯组200的驱动模块210从接收到的数字调光信号提取对应的数据段并通过提取的数据段控制多色LED单元220的灯光变化，各组多色灯组200通过一条信号线连接的基础上可接收不同的调光信号，实现不同的调光控制，缩减全彩LED灯的控制电路所需配置信号线的数量。

本实用新型实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，并不构成对于本实用新型实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本实用新型实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的电路可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络电路上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本实用新型的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或电路的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或电路，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或电路。

应当理解，在本实用新型中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个电路或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或电路的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的电路可以是或者也可以不是物理上分开的，作为电路显示的部件可以是或者也可以不是物理电路，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络电路上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部电路来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能电路可以集成在一个处理电路100中，也可以是各个电路单独物理存在，也可以两个或两个以上电路集成在一个电路中。上述集成的电路既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能电路的形式实现。

以上参照附图说明了本实用新型实施例的优选实施例，并非因此局限本实用新型实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型实施例的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种单线传输控制电路，其特征在于，包括：

处理电路(100)，用于接收模拟调光信号并处理为数字调光信号；

至少两组多色灯组(200)，包括驱动模块(210)以及与所述驱动模块(210)连接的多色LED单元(220)，各所述驱动模块(210)串联，串联后的所述驱动模块(210)与所述处理电路(100)连接，所述驱动模块(210)沿串联路径接收数字调光信号，所述驱动模块(210)从接收到的数字调光信号提取对应的数据段以控制所述多色LED单元(220)的灯光变化，沿所述多色灯组(200)的串联路径将剩余的数字调光信号进行输出。

2.根据权利要求1所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述驱动模块(210)包括：

数据锁存单元(211)，与所述处理电路(100)或前一组所述多色灯组(200)连接，用于保存从接收到的数字调光信号提取出来的数据段；

整形处理单元(212)，与所述数据锁存单元(211)连接，用于将剩余的数字调光信号进行整形放大处理，将整形放大处理后的数字调光信号沿所述多色灯组(200)的串联路径进行输出。

3.根据权利要求1所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述驱动模块(210)和所述多色LED单元(220)一体封装。

4.根据权利要求1至3任一项所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述多色LED单元(220)由红光LED器件、绿光LED器件和蓝光LED器件封装而成。

5.根据权利要求1所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述处理电路(100)包括微处理器(110)，所述微处理器(110)的输入端接入模拟调光信号，所述微处理器(110)的输出端连接首个所述多色灯组(200)的驱动模块(210)。

6.根据权利要求1所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述单线传输控制电路还包括：

采集电路(300)，与所述处理电路(100)连接，用于采集外部的调光信号并转换为模拟调光信号，输出模拟调光信号至所述处理电路(100)。

7.根据权利要求6所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述采集电路(300)包括第一二极管(310)、第一滤波子电路(320)和光耦器件(330)；

所述第一二极管(310)的阳极用于连接第一直流源，所述第一二极管(310)的阴极连接所述光耦器件(330)的二极管的阳极；

所述第一滤波子电路(320)的一端连接所述第一二极管(310)的阴极，所述第一滤波子电路(320)的另一端连接所述光耦器件(330)的二极管的阴极；

所述光耦器件(330)的三极管的集电极分别连接第二直流源和所述处理电路(100)，所述光耦器件(330)的三极管的发射极接地。

8.根据权利要求1所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述单线传输控制电路还包括：

电源电路(400)，接入外部的供电电源，与所述处理电路(100)以及各组多色灯组(200)连接，用于将供电电源转换为适合所述处理电路(100)和所述多色灯组(200)使用的直流源进行输出。

9.根据权利要求8所述的单线传输控制电路，其特征在于，所述电源电路(400)包括第二二极管(410)、稳压芯片(420)、第二滤波子电路(430)、第三滤波子电路(440)和稳压二极管(450)；

所述第二二极管(410)的阳极连接外部的供电电源，所述第二二极管(410)的阴极连接所述稳压芯片(420)的输入端；

所述第二滤波子电路(430)的一端连接所述稳压芯片(420)的输入端，所述第二滤波子电路(430)的另一端连接所述稳压芯片(420)的接地端；

所述第三滤波子电路(440)的一端连接所述稳压芯片(420)的输出端，所述第二滤波子电路(430)的另一端连接所述稳压芯片(420)的接地端；

所述稳压二极管(450)的阴极连接所述稳压芯片(420)的输出端，所述稳压二极管(450)的阳极连接所述稳压芯片(420)的接地端；

所述稳压芯片(420)的接地端接地。

10.一种全彩LED灯，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的单线传输控制电路。