CN110392471A - 一种自闪烁led灯及其控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自闪烁LED灯及其控制电路，用于改善LED的使用范围，实现LED常亮和闪烁双工作模式。自闪烁LED灯包括LED灯珠和LED控制电路，H桥直流换向电路的输出端与驱动芯片连接，控制芯片控制端能够输出使H桥直流换向电路正向导通的正向信号的和能够输出使H桥直流换向电路反向导通的反向信号，正向信号控制H桥直流换向电路正向导通时输出工作电流，控制端交替输出正向信号和反向信号，且反向信号控制所述H桥直流换向电路反向导通时输出与工作电流相反的脉冲电流，脉冲电流的电流值小于所述工作电流的电流值。通过这种方式控制方式，只能工作在闪烁工作模式的LED也能进行工作在常亮模式，改善了这种自闪烁LED的使用范围。

Description

一种自闪烁LED灯及其控制电路
技术领域
本发明属于灯具技术领域，涉及一种自闪烁LED灯以及用于控制LED的控制电路。
背景技术
LED是一种二极管发光器件，将多个LED灯珠通过串联或者并联的方式连接就可以形成LED灯串，LED灯串目前已经广泛用于节日装饰或者建筑物的灯光装饰。
现有的LED灯串有常亮和闪烁两种工作模式。其中，闪烁工作模式的LED灯串的驱动方式大致有两种：一是同步闪烁方式，即在灯串和直流电源之间增加一个闪烁电路，通过闪烁电路来控制灯串的闪烁，闪烁电路是一种能够快速开断的开关电路，这种闪烁方式是所有灯串同步闪烁方式；另一种非同步闪烁方式，如中国专利公开的“一种LED灯串的闪烁控制方法与***”申请号为201610957108.9，包括多组LED灯串和至少一颗驱动芯片，多组LED灯串与驱动芯片连接，该闪烁控制方法包括以下步骤：预先存储多种显示模式；对驱动芯片设置显示序列；结合显示序列，依序使每组LED灯串按照其所对应的显示模式进行显示。由此通过每组LED灯串结合显示序列，并依序按照显示模式进行闪烁，实现了多组LED灯串流水闪、移动闪或随机闪等非同步闪烁效果。
不管常亮的工作模式还是闪烁工作模式，都是以LED灯串为基础进行控制的，虽然非同步闪烁模式设计了多个显示控制方式，但都是以LED灯串为基础进行闪烁控制，存在一定的局限性。
因此有人提出以单个LED为基础进行控制，即一个LED内集成一个驱动芯片，由主控制器通过寻址的方式控制单个LED进行闪烁，以更大地程度实现非同步闪烁控制方式。但是这种单个LED的驱动芯片只能设计成一种控制方式，即常亮或者闪烁模式，当单个LED的驱动芯片为闪烁模式时(命名为自闪烁LED灯珠)，这种自闪烁LED灯珠利用现有的方式不能实现常亮模式，不能满足常亮和闪烁两种工作模式要求，限制了使用的范围。
发明内容
本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种自闪烁LED灯和LED控制电路，其解决的技术问题是如何改善LED的使用范围，实现LED常亮和闪烁双工作模式。
本发明通过下列技术方案来实现：
一种自闪烁LED灯，包括LED灯珠和LED控制电路，所述的LED灯珠包括LED和能控制LED工作在闪烁模式的驱动芯片，所述的LED控制电路包括控制芯片和H桥直流换向电路，H桥直流换向电路的输出端与驱动芯片连接，所述的控制芯片具有与H桥直流换向电路连接的控制端，所述的控制端能够输出使H桥直流换向电路正向导通的正向信号的和能够输出使H桥直流换向电路反向导通的反向信号，所述正向信号控制所述H桥直流换向电路正向导通时输出工作电流，其特征在于，所述的控制端交替输出正向信号和反向信号，且所述的反向信号控制所述H桥直流换向电路反向导通时输出与工作电流相反的脉冲电流，所述脉冲电流的电流值小于所述工作电流的电流值。
本自闪烁LED灯的工作过程如下：控制芯片输出正向信号使H桥直流换向电路正向导通，H桥直流换向电路的输出端输出正向直流电使驱动芯片得电，驱动芯片使LED工作在闪烁模式，保持H桥直流换向电路正向导通，LED就一直处于闪烁模式。当需要LED工作在常亮模式时，所述的控制端在LED一个闪烁时间段内输出正向信号和反向信号，在一个LED闪烁阶段的点亮时间段输出正向信号使H桥直流换向电路正向导通，LED亮起，接着在该闪烁阶段的熄灭时间段输出反向信号使H桥直流换向电路反向导通，H桥直流换向电路的输出端输出反向直流电到驱动芯片内，该反向直流电为电流较小的脉冲电流，用于快速降低驱动芯片内的保持电容以及寄生电容的电量，让驱动芯片快速断电，即缩短一个闪烁阶段的熄灭时间段，接着在下一个闪烁阶段内重复上述的过程，由于反向脉冲电流加速了驱动芯片的断电时间，LED熄灭的时间小到肉眼难以感知到LED在闪烁，如此往复循环就能使这种LED保持常亮状态。通过这种方式控制方式，只能工作在闪烁工作模式的LED也能进行工作在常亮模式，改善了这种自闪烁LED的使用范围。
在上述的自闪烁LED灯中，所述的驱动芯片具有电源正引脚、接地引脚和能输出高低电平用于输出高低电平控制LED亮灭的控制引脚，LED连接在电源正引脚和控制引脚之间，所述电源正引脚、接地引脚与所述H桥直流换向电路的输出端连接。通过驱动芯片的输出引脚的高低电平来控制LED的亮灭，在驱动芯片内通过编程或者直接集成开断电路来控制输出引脚的高低电平。
在上述的自闪烁LED灯中，所述的H桥直流换向电路的反向通路中连接有对限制反向通路中脉冲电流大小的限流电阻，所述的H桥直流换向电路的正向通路中连接有正向调节电阻，所述的正向调节电阻的阻值小于限流电阻的阻值。通过限流电阻能够使脉冲电流控制在适合的范围内，减少脉冲电流对驱动芯片造成负面影响。
在上述的自闪烁LED灯中，所述的LED灯珠有多个，形成并联或者串联的灯串。
在上述的自闪烁LED灯中，所述的反向信号输出时间小于10ms。时间越小，常亮模式的效果越好。
一种LED控制电路，包括控制芯片和H桥直流换向电路，所述的控制芯片具有与H桥直流换向电路连接的控制端，所述的控制端能够输出使H桥直流换向电路正向导通的正向信号和能够输出使H桥直流换向电路反向导通的反向信号，正向信号控制所述H桥直流换向电路正向导通时输出工作电流，其特征在于，所述的控制端交替输出正向信号和反向信号，且所述的反向信号控制所述H桥直流换向电路反向导通时输出与工作电流相反的脉冲电流，所述脉冲电流的电流值小于所述工作电流的电流值。
针对这种自闪烁LED灯珠，采用上述的LED控制电路能够实现常亮和闪烁两种工作模式。
在上述的LED控制电路中，所述的H桥直流换向电路的反向通路和控制芯片之间连接有对限制反向通路中脉冲电流大小的限流电阻，所述的限流电阻为10KΩ-1000KΩ。
在上述的LED控制电路中，所述的H桥直流换向电路的正向通路和控制芯片之间连接有正向调节电阻，所述的正向调节电阻的阻值小于限流电阻的阻值。
在上述的LED控制电路中，所述的反向信号输出时间小于10ms。
与现有技术相比，本自闪烁LED灯中，具有以下优点：
1、本发明采用反向脉冲电流加速了驱动芯片的断电时间，LED熄灭的时间小到肉眼难以感知到LED在闪烁，通过这种方式控制方式，使自闪烁LED也能实现常亮模式下，改善了这种自闪烁LED的使用范围。
2、由自闪烁LED组成的灯串配合本案的LED的驱动电路，实现闪烁和常亮的两种工作模式，具有较长的使用寿命，并且相比与常亮LED组成的灯串和控制电路，降低了自闪烁LED灯串的应用成本。
附图说明
图1是实施例一中自闪烁LED灯珠的结构示意图。
图2是实施例一中自闪烁LED的控制电路的示意图。
图3是图2输出端连接LED的高低电平的状态图。
图4是图2中控制芯片发出的正向信号和反向信号示意图，以实现自闪烁LED灯珠常亮。
图中，1、LED灯珠；2、驱动芯片；21、电源正引脚；22、接地引；23、控制引脚；3、控制芯片；L1、第一控制脚；L2、第二控制脚；4、H桥直流换向电路；41、第一输出端；42、第二输出端；开关管Q1、Q2、Q3、Q4；R1、正向调节电阻；R2、限流电阻；R3、R4转换电阻。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1所示的自闪烁LED灯珠1，包括LED和驱动芯片2，驱动芯片2上具有电源正引脚21、接地引脚22和能输出高低电平的控制引脚23，LED的阳极与电源正引脚21连接，LED的阴极与控制引脚23连接，电源正引脚21和接地引脚22延长到LED灯珠1灯罩壳外，作为LED灯珠1的外接的正连接脚和负连接脚。驱动芯片2内设有可编程的内存，驱动芯片2的中央处理器根据内存中的循环程序让驱动芯片2的控制引脚23间隔的输出高低电平，当控制引脚23输出低电平时，LED通道并发光，当控制引脚23输出高电平时，LED截止并熄灭，如此往复，在驱动芯片2得到后可以使LED不停的闪烁，这种结构的LED灯珠1，也为自闪烁LED灯珠1。
如图2和图3所示，图2是LED的控制电路，包括控制芯片3和H桥直流换向电路4。控制芯片3的控制端31包括能够产生高低电平的第一控制脚L1和第二控制脚L2，当第一控制脚L1为低电平状态和第二控制脚L2为高电平状态时，即控制芯片3通过第一控制脚L1和第二控制脚L2向H桥直流换向电路4输出正向信号；当第一控制脚L1为高电平状态和第二控制脚L2为低电平状态时，即控制芯片3通过第一控制脚L1和第二控制脚L2向H桥直流换向电路4输出反向信号。第一控制脚L1和第二控制脚L2的高低电平由控制芯片3内的程序进行设定。
H桥直流换向电路4包括四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4和两个输出端构成的直流换向电路，其中，H桥直流换向电路4的输出端为第一输出端41和第二输出端42，开关管Q1和Q4构成正向通路，开关管Q1的集电极与的第一输出端41连接，开关管Q4的集电极与第二输出端42连接，开关管Q1的集电极通过转换电阻R3与开关管Q2的基极连接，开关管Q1的发射极与电源正极连接，开关管Q4的发射极与接地。开关管Q2和Q3构成反向通路，开关管Q2的集电极通过转换电阻R4与开关管Q2的基极连接，开关管Q2的发射极与电源正极连接，开关管Q3的发射极与接地，开关管Q2的集电极连接第二输出端42，开关管Q3的集电极连接第一输出端41，控制芯片3的第一控制引脚23通过正向调节电阻R1与开关管Q1的基极连接，制芯片的第二控制引脚23通过限流电阻R2与开关管Q2的基极连接。限流电阻R2为10KΩ-1000KΩ，用于限制反向通路电流大小，反向通路导通时反向电流为小电流，正向调节电阻R1的阻值小于限流电阻R2的阻值，一般相差为150-250倍，正向通路导通时正向电流为能驱动LED灯珠1发光的工作电流。
当控制芯片3的控制端输出正向信号时能使H桥直流换向电路4正向导通，当控制芯片3的控制端输出反向信号时能使H桥直流换向电路4反向导通。具体来说，当控制芯片3为输出正向信号状态，第一控制脚L1为低电平状态，开关管Q1和Q4导通，第一输出端41输出高电平，第二控制脚L2为高电平状态，开关管Q2和Q3截止，第二输出端42输出低电平；与第一输出端41连接的驱动芯片2的电源正引脚21得电，驱动芯片2开始工作，如果控制芯片3一直输出正向信号，则驱动芯片2一直工作，LED工作一直在闪烁工作模式。当控制芯片3为输出反向信号状态，第一控制脚L1为高电平状态，开关管Q1和Q4截止，第一输出端41输出低电平，第二控制脚L2为低电平状态，开关管Q2和Q3导通，第二输出端42输出高电平，这样，驱动芯片2的电源负引脚接高电平的第一输出端41，驱动芯片2的电源正引脚21接低电平的第二输出端42，使得驱动芯片2内部的保持电容的电量和寄生电容的电量快速的消耗掉，让驱动芯片2快速断电。由于限流电阻R2，反向电流较小，不会对驱动芯片2内部造成影响。
如图4所示，当控制端交替输出正向信号和反向信号，且反向信号控制所述H桥直流换向电路4反向导通时输出与工作电流相反的反向电流，且反向电流只用于快速耗尽电容C的电量，使得反向电流持续时间很短，形成反向脉冲电流。具体来说，在LED一个闪烁时间段t内输出一个正向信号和一个反向信号，在一个LED闪烁阶段t的点亮时间段t1输出正向信号使H桥直流换向电路4正向导通，LED亮起，接着在该闪烁阶段的熄灭时间t2段输出反向信号使H桥直流换向电路4反向导通，H桥直流换向电路4的输出端输出反向脉冲电流，让驱动芯片2快速断电，缩短一个闪烁阶段的熄灭时间段t2，接着在下一个闪烁阶段t内重复上述的过程，由于反向脉冲电流加速了驱动芯片2的断电时间，LED熄灭的时间小到肉眼难以感知到LED在闪烁，一般将LED的熄灭时间t2定在10毫秒以下，如此往复循环就能使这种LED保持常亮状态。
本实例中LED灯珠1可为一个进行单独控制，也可以由多个LED灯珠1形成并联或者串联的灯串。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种自闪烁LED灯，包括LED灯珠(1)和LED控制电路，所述的LED灯珠(1)包括LED和能控制LED工作在闪烁模式的驱动芯片(2)，所述的LED控制电路包括控制芯片(3)和H桥直流换向电路(4)，H桥直流换向电路(4)的输出端与驱动芯片(2)连接，所述的控制芯片(3)具有与H桥直流换向电路(4)连接的控制端(31)，所述的控制端(31)能够输出使H桥直流换向电路(4)正向导通的正向信号的和能够输出使H桥直流换向电路(4)反向导通的反向信号，所述正向信号控制所述H桥直流换向电路(4)正向导通时输出工作电流，其特征在于，所述的控制端(31)交替输出正向信号和反向信号，且所述的反向信号控制所述H桥直流换向电路(4)反向导通时输出与工作电流相反的脉冲电流，所述脉冲电流的电流值小于所述工作电流的电流值。
2.根据权利要求1所述的自闪烁LED灯，其特征在于，所述的驱动芯片(2)具有电源正引脚(21)、接地引脚(22)和能输出高低电平用于输出高低电平控制LED亮灭的控制引脚(23)，LED连接在电源正引脚(21)和控制引脚(23)之间，所述电源正引脚(21)、接地引脚(22)与所述H桥直流换向电路(4)的输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的自闪烁LED灯，其特征在于，所述的H桥直流换向电路(4)的反向通路和控制芯片(3)之间连接有对限制反向通路中脉冲电流大小的限流电阻(R2)，所述的H桥直流换向电路(4)的正向通路和控制芯片(3)之间连接有正向调节电阻(R1)，所述的正向调节电阻(R1)的阻值小于限流电阻(R2)的阻值，所述的限流电阻(R2)为10KΩ-1000KΩ。
4.根据权利要求3所述的自闪烁LED灯，其特征在于，所述的反向信号输出时间小于10ms。
5.根据权利要求4所述的自闪烁LED灯，其特征在于，所述的LED灯珠(1)有多个，形成并联或者串联的灯串。
6.一种LED控制电路，包括控制芯片(3)和H桥直流换向电路(4)，所述的控制芯片(3)具有与H桥直流换向电路(4)连接的控制端(31)，所述的控制端(31)能够输出使H桥直流换向电路(4)正向导通的正向信号和能够输出使H桥直流换向电路(4)反向导通的反向信号，正向信号控制所述H桥直流换向电路(4)正向导通时输出工作电流，其特征在于，所述的控制端(31)交替输出正向信号和反向信号，且所述的反向信号控制所述H桥直流换向电路(4)反向导通时输出与工作电流相反的脉冲电流，所述脉冲电流的电流值小于所述工作电流的电流值。
7.根据权利要求6所述的LED控制电路，其特征在于，所述的H桥直流换向电路(4)的反向通路和控制芯片(3)之间连接有对限制反向通路中脉冲电流大小的限流电阻(R2)，所述的限流电阻(R2)为10KΩ-1000KΩ。
8.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于，所述的H桥直流换向电路(4)的正向通路和控制芯片(3)之间连接有正向调节电阻(R1)，所述的正向调节电阻(R1)的阻值小于限流电阻(R2)的阻值。
9.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于，所述的反向信号输出时间小于10ms。
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