CN220307423U - 一种led彩灯装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于LED控制技术领域，涉及一种LED彩灯装置，能够解决现有技术中控制信号通过电源线输出时传输距离受限，容易产生控制失效的问题。该装置包括电源模块、控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组，N≥2，N个驱动芯片依次级联，每个驱动芯片连接LED彩灯组。电源模块，用于向控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组供电；控制器，用于生成控制信号，控制信号包括每一个LED彩灯组中不同颜色的LED灯管的灰度数据；驱动芯片，用于接收控制信号并根据控制信号驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色，以及，放大控制信号，并将放大后的控制信号传输至下一级联的驱动芯片；LED彩灯组，用于根据驱动芯片的驱动显示对应的颜色。

Description

一种LED彩灯装置

技术领域

本申请属于LED控制技术领域，尤其涉及一种LED彩灯装置。

背景技术

彩灯装置通常包括多个彩灯组，各个彩灯组在工作的过程中能够发出相同或者不同颜色的光。目前，通常通过边沿信号发生器产生控制信号并加载到电源线上，连接在电源线上的LED驱动器根据电源线输出的控制信号驱动对应的LED彩灯组工作并呈现对应的颜色，从而实现对彩灯的控制。该种方式下，控制信号容易受到电源线中的杂波干扰，且也会存在因为电源线阻抗导致控制信号衰竭的情况，从而使得控制信号传输的距离受限，容易产生控制失效的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种LED彩灯装置，以解决现有技术中控制信号通过电源线输出时传输距离受限，容易产生控制失效的问题。

本申请实施例提供了一种LED彩灯装置，该装置包括电源模块，和与电源模块连接的控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组，N≥2，N个驱动芯片依次级联，每个驱动芯片连接LED彩灯组；电源模块，用于向控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组供电；控制器，用于生成控制信号，控制信号包括每一个LED彩灯组中不同颜色的LED灯管的灰度数据；驱动芯片，用于接收控制信号，并根据控制信号驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色，以及，放大控制信号，并将放大后的控制信号传输至下一级联的驱动芯片；LED彩灯组，用于根据驱动芯片的驱动显示对应的颜色。

在一些实施例中，驱动芯片包括信号放大电路和驱动电路；信号放大电路，用于放大控制信号；驱动电路，用于驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色。

在一些实施例中，该控制信号还携带电流增益数据，驱动芯片包括数据解码模块、数据再生模块和增益器；数据解码模块，用于对接收到的控制信号进行解码，并根据解码后的控制信号驱动LED彩灯组显示对应的颜色；数据再生模块，用于在接收到对应驱动芯片的数据后，将需要输出的数据整形转发至下一级联的驱动芯片；增益器，用于根据电流增益数据放大控制信号。

在一些实施例中，驱动芯片为采用单线归零码数据传输协议的单线传输多通道的LED驱动控制芯片。

在一些实施例中，驱动芯片的引脚包括电源端、信号输入端、信号输出端、接地端以及M个恒流驱动端口，M≥2；信号输入端，用于连接控制器的信号输出端，或者上一级联的驱动芯片的信号输出端；信号输出端，用于连接下一级联的驱动芯片的信号输入端；电源端，用于连接电源；接地端，用于接地；恒流驱动端口，用于连接LED彩灯组。

其中，M可以为3，M也可以为4。当M为3时，驱动芯片包括3个恒流驱动端口，分别为R光源管恒流驱动端口、G光源管恒流驱动端口和B光源管恒流驱动端口；当M为4时，驱动芯片包括4个恒流驱动端口，分别为R光源管恒流驱动端口、G光源管恒流驱动端口、B光源管恒流驱动端口以及W光源管恒流驱动端口。

在一些实施例中，该装置还包括射频单元，射频单元连接控制器。

在一些实施例中，LED彩灯组包括至少两种不同颜色的光源管，每种颜色的光源管至少包括一个。

在一些实施例中，LED彩灯组中相同颜色的光源管均依次串联成相应的一条串联支路，每条串联支路均通过驱动芯片驱动。

在一些实施例中，每个LED彩灯组中相同颜色的光源管的数量相同或者不同；和/或，每个LED彩灯组中光源管颜色的种类相同或者不同。

在一些实施例中，LED彩灯组包括RGB灯组或者WIED灯组。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例中提供的LED彩灯装置，控制器生成的控制信号，该控制信号包括每一个LED彩灯组中不同颜色的LED灯管的灰度数据。驱动芯片接收控制信号后，根据控制信号驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色，以及，放大该控制信号，并将放大后的控制信号传输至下一级联的驱动芯片。基于每个驱动芯片均具有信号放大以及信号传输的能力，因此，传播过程不会受到传输距离的限制，且信号不会产生衰竭，实现了控制器对于各个LED彩灯组的有效控制。该装置解决了现有技术中信号通过电源线输出时传输距离受限，容易产生控制失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的LED彩灯装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种LED彩灯装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的驱动芯片的示意性结构图；

图4为本申请另一实施例提供的驱动芯片的示意性结构图；

图5为本申请一实施例提供的驱动芯片引脚的示意性结构图；

图6为本申请一实施例提供的LED彩灯组的结构示意图；

图7为本申请另一实施例提供的一种LED彩灯装置的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的单线归零码数据协议格式的示意图；

图9为本申请一实施例提供的灰度数据结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多条该特征。在本申请的描述中，“多条”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)彩灯是一种在灯泡壳内设置有多种颜色LED光源管的彩灯。例如LED彩灯的灯泡壳内可以设置R光源管、G光源管和B光源管三种颜色的光源管，简称RGB彩灯组，其中，R光源管为红色发光二极管，G光源管为绿色发光二极管，B光源管为蓝色发光二极管。又如LED彩灯装置的灯泡壳内还可以设置R光源管、G光源管、B光源管外和W光源管四种颜色的光源管，简称WIED彩灯组，其中，W光源管为白色发光二极管。LED彩灯不仅可以进行亮度调节，还可以对其内部光源管的色差进行调节，从而得到所需的混色，因此，其具有非常广泛的应用，如室内外照明与装饰等。

在一些实施例中，参见图1所示，LED彩灯装置包括边沿信号发生器和若干LED彩灯模组。其中，边沿信号发生器，用于生成控制信号并将该控制信号加载在电源线上输出；每个LED彩灯模组包括一个或者多个LED彩灯和用于根据电源线输出的控制信号驱动该LED彩灯的LED驱动器。该LED彩灯装置的控制原理是：边沿信号发生器产生控制信号并加载到电源线上，连接在电源线上的LED驱动器根据电源线输出的控制信号驱动LED彩灯。然而，基于该种方式，控制信号容易受到电源线中的杂波干扰，且也会存在因为电源线阻抗导致控制信号衰竭的情况，从而使得控制信号传输的距离受限，容易产生控制失效的问题。

基于此，本申请实施例提供一种LED彩灯装置，通过该装置对LED彩灯组进行控制时，信号不会受到传输距离的影响，且每个LED彩灯组都可以实现独立控制，不容易产生控制失效的问题。

图2为本申请一实施例提供的一种LED彩灯装置的结构示意图，参见图2所示，该装置包括电源模块，和与该电源模块连接的控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组，N≥2。其中，N个驱动芯片依次级联，每个驱动芯片连接LED彩灯组。

电源模块，用于向控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组供电。例如，该电源模块可以是直流电源，也可以是交流电源。

控制器，可以是单片机(Microcontroller Unit，MCU)控制器，用于生成控制信号，比如，脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制信号。该控制信号包括每一个LED彩灯组中不同颜色的LED灯管的灰度数据。

可选的，该控制信号还包括电流增益数据。

驱动芯片，用于接收控制信号，并根据控制信号驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色，以及，放大该控制信号，并将放大后的控制信号传输至下一级联的驱动芯片。

在一些实施例中，参见图3所示，驱动芯片包括信号放大电路和驱动电路。其中，信号放大电路，用于放大控制信号，示例性的，信号放大电路包括信号源、晶体三极管构成的放大器及负载。驱动电路，用于驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色。

本实施例中，驱动芯片通过信号放大电路对控制信号进行放大，能够使得控制信号在各个级联的驱动芯片中传输时能够保持一定的信号强度，避免产生由于信号衰减而控制失效的问题。

在另一些实施例中，参见图4中所示，驱动芯片包括数据解码模块、数据再生模块和增益器。其中，数据解码模块，用于对接收到的控制信号进行解码，并根据解码后的控制信号驱动LED彩灯组显示对应的颜色。数据再生模块，用于在接收到对应驱动芯片的数据后，将需要输出的数据整形转发至下一级联的驱动芯片；增益器，用于根据控制信号中携带的电流增益数据，放大控制信号。

本实施例中，驱动芯片的数据解码模块在对接收到的控制信号进行解码后，根据解码后的控制信号驱动LED彩灯组显示对应的颜色。数据再生模块在接收到对应驱动芯片的数据后，将需要输出的数据整形转发至下一级联的驱动芯片，能够使得数据在传输的过程中不产生衰减。另外，驱动芯片通过增益器放大控制信号，能够使得控制信号在各个级联的驱动芯片中传输时能够保持一定的信号强度，避免产生由于信号衰减而控制失效的问题。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对驱动芯片结构的具体限定。在本申请另一些实施例中，驱动芯片可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。

本实施例中，驱动芯片为采用单线归零码数据传输协议的单线传输多通道的LED驱动控制芯片。

图5为本申请一实施例提供的驱动芯片引脚的示意性结构图。如图5所示，该驱动芯片包括电源端、信号输入端、信号输出端、接地端以及4个恒流驱动端口。其中，信号输入端，用于连接控制器的信号输出端，或者上一级联的驱动芯片的信号输出端。信号输出端，用于连接下一级联的驱动芯片的信号输入端。电源端，用于连接电源。接地端，用于接地。4个恒流驱动端口分别为R光源管恒流驱动端口、G光源管恒流驱动端口、B光源管恒流驱动端口以及W光源管恒流驱动端口，各个恒流驱动端口分别连接LED彩灯组中对应颜色的光源管串联支路。

LED彩灯组，用于根据驱动芯片的驱动显示对应的颜色。

本实施例中，每个LED彩灯组包括至少两种不同颜色的光源管，每种光源管至少包括一个。

在一些实施例中，LED彩灯组包括R光源管、G光源管和B光源管三种颜色的光源管。

在另一些实施例中，LED彩灯组包括R光源管、G光源管、B光源管和W光源管四种颜色的光源管。

其中，每个LED彩灯组中，R光源管、G光源管、B光源管或者W光源管中相同颜色的光源管的数量可以相同，也可以不同，可以根据具体使用的需求进行设置，比如，LED彩灯组1中设置有7个R光源管，8个G光源管以及6个B光源管，LED彩灯组2中设置有7个R光源管，8个G光源管以及6个B光源管；或者LED彩灯组1中设置有7个R光源管，8个G光源管以及6个B光源管，LED彩灯组2中设置有6个R光源管，6个G光源管以及6个B光源管，本申请实施例中不做具体限定。

另外，本实施例中，每个LED彩灯组中光源管颜色的种类相同或者不同。比如，LED彩灯组1中设置有7个R光源管，8个G光源管以及6个B光源管，LED彩灯组2中设置有7个R光源管，8个G光源管以及6个B光源管；或者，LED彩灯组1中设置有7个R光源管，8个G光源管以及6个B光源管，LED彩灯组2中设置有7个R光源管，8个G光源管、6个B光源管以及6个W光源管。

需要说明的是，每个LED彩灯组中光源管的数量和种类需要与之对应的驱动芯片所能够驱动的光源管的数量和种类一致，各组驱动芯片和LED彩灯组才能够根据各自的驱动芯片的驱动对应的LED彩灯组显示对应的颜色。

图6为本申请一实施例提供的LED彩灯组的结构示意图，参见图6所示，每个LED彩灯组中相同颜色的光源管均依次串联成相应的一条串联支路，各条串联支路通过驱动芯片驱动。

综上，结合图2所示，本申请实施例提供的LED彩灯装置中，电源模块与控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组连接，用于为N个驱动芯片和N个LED彩灯组供电。控制器连接驱动芯片1，驱动芯片1、驱动芯片2、驱动芯片3以及驱动芯片N等通过单根级联线串行连接，图2中的箭头方向表示控制信号传播的方向。其中，驱动芯片1用于驱动与其连接的LED彩灯组1，驱动芯片2用于驱动与其连接的LED彩灯组2，驱动芯片3用于驱动与其连接的LED彩灯组3，以及驱动芯片N用于驱动与其连接的LED彩灯组N等。控制器生成控制信号后，并将该控制信号传输至驱动芯片1。驱动芯片1根据该控制信号驱动LED彩灯组1，并对该控制信号进行放大处理后将其传输至下一级联的驱动芯片2。以此类推，通过该种方式实现控制器对所有LED彩灯组的控制，以使各个LED彩灯组显示对应的颜色。

本申请实施例中提供的LED彩灯装置，控制器生成的控制信号，通过级联的各个驱动芯片进行传播时，由于每个驱动芯片均具有信号放大以及信号传输的能力，因此，传播过程不会受到传输距离的限制，且信号不会产生衰竭，实现了控制器对于各个LED彩灯组的有效控制。

图7为本申请另一实施例提供的一种LED彩灯装置的结构示意图，参见图7所示，该装置还包括射频单元。该射频单元用于接收移动终端的指示信号，射频单元在接收到该指示信号后根据该指示信号输出对应的控制信号至控制器，控制器再根据该控制信号，通过驱动芯片对LED彩灯组进行控制。通过该种方式可以实现基于移动终端对LED彩灯组的控制。其中，移动终端可以是手机、平板电脑或者远程控制设备等。

以下以LED彩灯装置中，电源模块为直流电源，控制器为MCU控制器，控制信号为PWM控制信号，驱动芯片为单线传输多通道的LED驱动控制芯片，且LED驱动控制芯片的数量为3颗(例如，LED驱动控制芯片1、LED驱动控制芯片2和LED驱动控制芯片3)，LED彩灯组的数量为3组(例如，LED彩灯组1、LED彩灯组2和LED彩灯组3)为例，对本申请实施例提供的LED彩灯装置的控制原理进行解释说明。

MCU控制器输出PWM控制信号，该PWM控制信号包括LED彩灯组1的第一组灰度数据、LED彩灯组2的第二组灰度数据和LED彩灯组3的第三组灰度数据。参见图8所示为单线归零码数据协议格式的示意图，该数据协议采用单线归零码的通讯方式，LED驱动控制芯片1的信号输入端接收从MCU控制器传输过来PWM控制信号后，对该控制信号进行解码，并提取该PWM控制信号中第一组灰度数据，然后根据该第一组灰度数据控制LED彩灯组1显示对应的颜色，剩余的灰度数据经过内部整形处理以及根据电流增益数据将信号整形放大后，通过信号输出端开始转发输出至下一个级联的LED驱动控制芯片2。LED驱动控制芯片2的信号输入端接收到从LED驱动控制芯片1传输过来的PWM控制信号后，对该控制信号进行解码，并提取该PWM控制信号中的第二组灰度数据，然后根据该第二组灰度数据控制LED彩灯组2显示对应的颜色，剩余的传输数据经过内部整形处理以及根据电流增益数据将信号电路整形放大后，通过信号输出端开始转发输出至下一个级联的LED驱动控制芯片3。LED驱动控制芯片3的信号输入端接收到从LED驱动控制芯片2传输过来的PWM控制信号后，对该控制信号进行解码，并提取该PWM控制信号中的第三组灰度数据，然后根据该第三组传输数据控制LED彩灯组3显示对应的颜色。

LED驱动控制芯片在根据灰度数据控制对应的LED彩灯组显示对应的颜色时，按照高位在前，以及RGB或者RGBW的顺序控制。例如，参见图9所示，LED驱动控制芯片按照高位在前，RGB的顺序发送24位(bit)灰度数据，LED彩灯组中对应R、G、B光源管根据各自的RGB灰度数据显示不同的颜色。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述雷达感知系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，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，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED彩灯装置，其特征在于，包括：电源模块，和与所述电源模块连接的控制器、N个驱动芯片和N个LED彩灯组，N≥2，所述N个驱动芯片依次级联，每个所述驱动芯片连接所述LED彩灯组；

所述电源模块，用于向所述控制器、所述N个驱动芯片和所述N个LED彩灯组供电；

所述控制器，用于生成控制信号，所述控制信号包括每一个所述LED彩灯组中不同颜色的LED灯管的灰度数据；

所述驱动芯片，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号驱动对应的所述LED彩灯组显示对应的颜色，以及，放大所述控制信号，并将放大后的所述控制信号传输至下一级联的所述驱动芯片；

LED彩灯组，用于根据所述驱动芯片的驱动显示对应的颜色。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动芯片包括信号放大电路和驱动电路；

所述信号放大电路，用于放大所述控制信号；

所述驱动电路，用于驱动对应的所述LED彩灯组显示对应的颜色。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制信号还携带电流增益数据，所述驱动芯片包括数据解码模块、数据再生模块和增益器；

所述数据解码模块，用于对接收到的所述控制信号进行解码，并根据解码后的所述控制信号驱动所述LED彩灯组显示对应的颜色；

所述数据再生模块，用于在接收到对应驱动芯片的数据后，将需要输出的数据整形转发至下一级联的驱动芯片；

所述增益器，用于根据所述电流增益数据放大所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动芯片为采用单线归零码数据传输协议的单线传输多通道的LED驱动控制芯片。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述驱动芯片的引脚包括电源端、信号输入端、信号输出端、接地端以及M个恒流驱动端口，M≥2；

所述信号输入端，用于连接所述控制器的信号输出端，或者上一级联的驱动芯片的信号输出端；

所述信号输出端，用于连接下一级联的驱动芯片的信号输入端；

所述电源端，用于连接所述电源；

所述接地端，用于接地；

所述恒流驱动端口，用于连接所述LED彩灯组。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括射频单元，所述射频单元连接所述控制器。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述LED彩灯组包括至少两种不同颜色的光源管，每种颜色的所述光源管至少包括一个。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述LED彩灯组中相同颜色的光源管均依次串联成相应的一条串联支路，每条所述串联支路均通过所述驱动芯片驱动。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每个所述LED彩灯组中相同颜色的光源管的数量相同或者不同；和/或，每个所述LED彩灯组中光源管颜色的种类相同或者不同。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述LED彩灯组包括RGB灯组或者设置有R光源管、G光源管、B光源管外和W光源管的灯组。