CN104797047A

CN104797047A - 一种基于单通道pwm的led色温调节装置及其方法

Info

Publication number: CN104797047A
Application number: CN201510160986.3A
Authority: CN
Inventors: 徐吉健; 李建文
Original assignee: Zhejiang Jia Le Intellectual Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Jia Le Intellectual Technology Co Ltd
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2015-07-22

Abstract

本发明公开了一种基于单通道PWM的LED色温调节装置及其方法，装置包括微处理器、暖色温开关控制电路、冷色温开关控制电路、暖色温LED灯和冷色温LED灯。方法包括分别对暖色温开关控制电路和冷色温开关控制电路输入预设频率的PWM信号；根据输入的PWM信号，所述暖色温开关控制电路和冷色温开关控制电路分别对与其相连接的暖色温LED灯和冷色温LED灯进行亮度控制。本发明结构简单，实现起来更加简单、可靠，并且能有效提升资源使用效率，同时可以使得两路LED亮度的变化幅度相一致，从而使色温调节的时候亮度保持不变，调节的色温可以连续变化，有效增大色温调节范围，增强了LED色温变化的实际使用效果。本发明可广泛应用于LED领域中。

Description

一种基于单通道PWM的LED色温调节装置及其方法

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种基于单通道PWM的LED色温调节装置及其方法。

背景技术

目前调节LED色温的技术，主要是利用两通道PWM分别对两路LED进行单独控制，通过增加一路PWM占空比的同时减少另一路PWM占空比，从而达到对色温的调节。

但是，通过双通道PWM调节色温，在软件控制PWM的占空比时，两通道PWM的调色方法并不能实现理论中的所有取值，而仅可实现部分特定的区域，从而调节的色温不能连续变化，色温调节时也会使LED亮度发生变化。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能提高控制精度，且能增强色温调节范围的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置及其方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于单通道PWM的LED色温调节装置，包括微处理器、暖色温开关控制电路、冷色温开关控制电路、暖色温LED灯和冷色温LED灯，所述微处理器的输出端分别与暖色温开关控制电路的输入端和冷色温开关控制电路的输入端连接，所述暖色温开关控制电路与暖色温LED灯连接，所述冷色温开关控制电路与冷色温LED灯连接。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的进一步改进，所述暖色温开关控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一晶体管和PMOS管，所述微处理器的输出端通过第一电阻与第一晶体管的基极连接，所述第一晶体管的集电极通过第二电阻与电源端连接，所述第一晶体管的集电极通过第三电阻与PMOS管的栅极连接，所述PMOS管的漏极与暖色温LED灯的负极端连接，所述第一晶体管的发射极和PMOS管的源极均与地连接。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的进一步改进，所述冷色温开关控制电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二晶体管和NMOS管，所述微处理器的输出端通过第四电阻与第二晶体管的基极连接，所述第二晶体管的集电极通过第五电阻与电源端连接，所述第二晶体管的集电极通过第六电阻与NMOS管的栅极连接，所述PMOS管的漏极与冷色温LED灯的负极端连接，所述第二晶体管的发射极和NMOS管的源极均与地连接。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的进一步改进，所述第一晶体管和第二晶体管均为NPN晶体管。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，包括以下步骤：

S1、分别对暖色温开关控制电路和冷色温开关控制电路输入预设频率的PWM信号；

S2、根据输入的PWM信号，所述暖色温开关控制电路对与其相连接的暖色温LED灯进行亮度控制，所述冷色温开关控制电路对与其相连接的冷色温LED灯进行亮度控制。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的进一步改进，所述步骤S1之前还设有：

S0、产生预设频率的PWM信号。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的进一步改进，所述步骤S0包括：

S01、对定时中断次数进行初始化，对其赋予初始值；

S02、对定时中断次数进行自加1，判断定时中断次数是否等于预设的周期中断次数，若是，则将定时中断次数归零和控制输出高电平，并执行步骤S03；反之，则执行步骤S03；

S03、判断定时中断次数是否等于预设的高电平脉冲个数，若是，则控制输出低电平，并返回执行步骤S02；反之，则继续输出高电平，并返回执行步骤S02。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的进一步改进，所述暖色温开关控制电路对与其相连接的暖色温LED灯进行亮度控制，其具体为：所述暖色温开关控制电路根据PWM信号中一个时钟周期的高电平控制暖色温LED灯开启。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的进一步改进，所述冷色温开关控制电路对与其相连接的冷色温LED灯进行亮度控制，其具体为：所述冷色温开关控制电路根据PWM信号中一个时钟周期的低电平控制冷色温LED灯开启。

本发明的有益效果是：

一种基于单通道PWM的LED色温调节装置及其方法结构简单，通过使用单路PWM来进行LED色温控制，避免了两路PWM控制时带来的精度问题，使实现起来更加简单、可靠，并且能有效提升***资源的使用效率，同时通过单路控制可以使得两路LED亮度的变化幅度相一致，从而使色温调节的时候亮度保持不变，调节的色温可以连续变化，有效增大色温调节范围，增强了LED色温变化的实际使用效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的原理方框图；

图2是本发明一种基于单通道PWM的LED色温调节装置暖色温开关控制电路的电路原理图；

图3是本发明一种基于单通道PWM的LED色温调节装置冷色温开关控制电路的电路原理图；

图4是本发明一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的步骤流程图。

具体实施方式

参考图1，本发明一种基于单通道PWM的LED色温调节装置，包括微处理器、暖色温开关控制电路、冷色温开关控制电路、暖色温LED灯LED1和冷色温LED灯LED2，所述微处理器的输出端分别与暖色温开关控制电路的输入端和冷色温开关控制电路的输入端连接，所述暖色温开关控制电路与暖色温LED灯LED1连接，所述冷色温开关控制电路与冷色温LED灯LED2连接。

参考图2，作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的进一步改进，所述暖色温开关控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一晶体管Q1和PMOS管PM，所述微处理器的输出端通过第一电阻R1与第一晶体管Q1的基极连接，所述第一晶体管Q1的集电极通过第二电阻R2与电源端连接，所述第一晶体管Q1的集电极通过第三电阻R3与PMOS管PM的栅极连接，所述PMOS管PM的漏极与暖色温LED灯LED1的负极端连接，所述第一晶体管Q1的发射极和PMOS管PM的源极均与地连接。

参考图3，作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的进一步改进，所述冷色温开关控制电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二晶体管Q2和NMOS管NM，所述微处理器的输出端通过第四电阻R4与第二晶体管Q2的基极连接，所述第二晶体管Q2的集电极通过第五电阻R5与电源端连接，所述第二晶体管Q2的集电极通过第六电阻R6与NMOS管NM的栅极连接，所述PMOS管PM的漏极与冷色温LED灯LED2的负极端连接，所述第二晶体管Q2的发射极和NMOS管NM的源极均与地连接。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置的进一步改进，所述第一晶体管Q1和第二晶体管Q2均为NPN晶体管。

本发明实施例中，暖色温LED灯LED1的正极端和冷色温LED灯LED2的正极端均连接恒流源，电源端为5V，当PWM信号中一个时钟周期内的高电平输入到暖色温开关控制电路时，暖色温开关控制电路中的第一晶体管Q1导通，输出低电平至PMOS管PM的栅极，PMOS管PM导通，从而暖色温LED灯LED1导通亮起；当PWM信号中一个时钟周期内的低电平输入到暖色温开关控制电路时，暖色温开关控制电路中的第一晶体管Q1截止，输出高电平至PMOS管PM的栅极，PMOS管PM截止，暖色温LED灯LED1熄灭；因此，通过调节PWM一个脉冲周期内的高电平时间多少即可改变暖色温LED灯LED1的亮度。

当PWM信号中一个时钟周期内的低电平输入到冷色温开关控制电路时，冷色温开关控制电路中的第二晶体管Q2截止，输出高电平至NMOS管NM的栅极，NMOS管NM导通，从而冷色温LED灯LED2导通亮起；当PWM信号中一个时钟周期内的高电平输入到冷色温开关控制电路时，冷色温开关控制电路中的第二晶体管Q2导通，输出低电平至NMOS管NM的栅极，NMOS管NM截止，冷色温LED灯LED2熄灭；因此，通过调节PWM一个脉冲周期内的低电平时间多少即可改变冷色温LED灯LED2的亮度。

参考图4，本发明一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，包括以下步骤：

S2、根据输入的PWM信号，所述暖色温开关控制电路对与其相连接的暖色温LED灯LED1进行亮度控制，所述冷色温开关控制电路对与其相连接的冷色温LED灯LED2进行亮度控制。

S0、产生预设频率的PWM信号。

S01、对定时中断次数进行初始化，对其赋予初始值；

其中，通过设定高电平脉冲个数可以控制一个周期内高低电平的时间，从而实现不同等级LED色温的调节。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的进一步改进，所述暖色温开关控制电路对与其相连接的暖色温LED灯LED1进行亮度控制，其具体为：所述暖色温开关控制电路根据PWM信号中一个时钟周期的高电平控制暖色温LED灯LED1开启。

作为所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法的进一步改进，所述冷色温开关控制电路对与其相连接的冷色温LED灯LED2进行亮度控制，其具体为：所述冷色温开关控制电路根据PWM信号中一个时钟周期的低电平控制冷色温LED灯LED2开启。

从上述内容可知，一种基于单通道PWM的LED色温调节装置及其方法结构简单，通过使用单路PWM来进行LED色温控制，避免了两路PWM控制时带来的精度问题，使实现起来更加简单、可靠，并且能有效提升***资源的使用效率，同时通过单路控制可以使得两路LED亮度的变化幅度相一致，从而使色温调节的时候亮度保持不变，调节的色温可以连续变化，有效增大色温调节范围，增强了LED色温变化的实际使用效果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种基于单通道PWM的LED色温调节装置，其特征在于：包括微处理器、暖色温开关控制电路、冷色温开关控制电路、暖色温LED灯（LED1）和冷色温LED灯（LED2），所述微处理器的输出端分别与暖色温开关控制电路的输入端和冷色温开关控制电路的输入端连接，所述暖色温开关控制电路与暖色温LED灯（LED1）连接，所述冷色温开关控制电路与冷色温LED灯（LED2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置，其特征在于：所述暖色温开关控制电路包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第一晶体管（Q1）和PMOS管（PM），所述微处理器的输出端通过第一电阻（R1）与第一晶体管（Q1）的基极连接，所述第一晶体管（Q1）的集电极通过第二电阻（R2）与电源端连接，所述第一晶体管（Q1）的集电极通过第三电阻（R3）与PMOS管（PM）的栅极连接，所述PMOS管（PM）的漏极与暖色温LED灯（LED1）的负极端连接，所述第一晶体管（Q1）的发射极和PMOS管（PM）的源极均与地连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置，其特征在于：所述冷色温开关控制电路包括第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第二晶体管（Q2）和NMOS管（NM），所述微处理器的输出端通过第四电阻（R4）与第二晶体管（Q2）的基极连接，所述第二晶体管（Q2）的集电极通过第五电阻（R5）与电源端连接，所述第二晶体管（Q2）的集电极通过第六电阻（R6）与NMOS管（NM）的栅极连接，所述PMOS管（PM）的漏极与冷色温LED灯（LED2）的负极端连接，所述第二晶体管（Q2）的发射极和NMOS管（NM）的源极均与地连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节装置，其特征在于：所述第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）均为NPN晶体管。

5.一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2、根据输入的PWM信号，所述暖色温开关控制电路对与其相连接的暖色温LED灯（LED1）进行亮度控制，所述冷色温开关控制电路对与其相连接的冷色温LED灯（LED2）进行亮度控制。

6.根据权利要求5所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，其特征在于，所述步骤S1之前还设有：

S0、产生预设频率的PWM信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，其特征在于，所述步骤S0包括：

S01、对定时中断次数进行初始化，对其赋予初始值；

8.根据权利要求5所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，其特征在于：所述暖色温开关控制电路对与其相连接的暖色温LED灯（LED1）进行亮度控制，其具体为：所述暖色温开关控制电路根据PWM信号中一个时钟周期的高电平控制暖色温LED灯（LED1）开启。

9.根据权利要求5所述的一种基于单通道PWM的LED色温调节方法，其特征在于，所述冷色温开关控制电路对与其相连接的冷色温LED灯（LED2）进行亮度控制，其具体为：所述冷色温开关控制电路根据PWM信号中一个时钟周期的低电平控制冷色温LED灯（LED2）开启。