CN202261959U

CN202261959U - 一种led灯色温调节驱动器

Info

Publication number: CN202261959U
Application number: CN2011203451743U
Authority: CN
Inventors: 封正勇; 何天兵; 李东明
Original assignee: Sichuan Sunfor Light Co Ltd
Current assignee: Sichuan Sunfor Light Co Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-15

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯色温调节驱动器，通过时分复用控制模块，将高低色温对应的光源模组控制信号在时间进行分割，使它们在任何一个时刻，至多有一个处于高电平，功率输出模块至多一路输出驱动电压或电流，驱动对应的光源模组发光，这样将电源转换器提供的电能依次在不同时间段分配给不同的支路使用，就不存在功率峰值叠加带来的电源转换器过载的问题，因而电源转换器功率配置可减小为现有技术的二分之一。电源转换器功率的减小，意味着其体积和重量都减小，因而节省了LED灯的成本。

Description

一种LED灯色温调节驱动器

技术领域

本实用新型属于LED灯控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种LED灯色温调节驱动器。

背景技术

LED灯作为一种高效益的新光源，由于具有寿命长、能耗低、节能环保等优点，正广泛应用于商业、工业、道路、广告灯箱等领域。

随着LED灯的广泛应用，人们对LED灯的要求也越来越高，形成了从单一的亮度调节到色温调节的多种控制方式。为了不影响LED的色温漂移，调亮度以及调色温的LED灯大多数采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)方式。

为了保持功率的一致性，调色温LED灯通常以单色温光源模组的功率作为LED灯最大功率，当两种色温光源模组同时发光时，其最大功率不超过单色温光源模组功率，故两种色温光源模组同时发光，亮度最大时，均以半功率工作。

现在调色温LED灯，在采用PWM方式调色温时，都存在功率峰值叠加的问题。为了避免电源过载，调色温LED灯的电源转换器是以全部光源模组的总功率进行配置的。但调色温LED灯的实际功耗最大值只有电源转换器输出功率的二分之一左右，这样会造成配置的电源功率浪费，同时，也造成电源转换器体积较大、重量较重，成本相对较高的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使电源转换器的输出功率与调色温LED灯实际功耗最大值相当的LED灯色温调节驱动器。

为实现上述目的，本实用新型LED灯色温调节驱动器，其特征在于，包括：

一时分复用控制模块，时分复用控制模块有两个寄存器和通信接口，两个寄存器分别用于存储高色温、低色温光源模组的接通时间，通信接口和色温调节控制电路连接，接收来自色温调节控制电路的高色温、低色温光源模组的接通时间数据，用于调节并更新两个寄存器存储的高色温、低色温光源模组的接通时间，实现LED灯的色温的调节；有两路光源模组控制信号输出，分别对应高色温、低色温的控制；

在控制周期内，首先将高色温或低色温对应的光源模组控制信号从低电平变为高电平，并维持对应的接通时间，然后，在高色温或低色温对应的光源模组控制信号变为低电平后，将低色温或高色温对应的光源模组控制信号从低电平变为高电平，并维持对应的接通时间。

一功率输出模块，在某一色温对应的光源模组控制信号为高电平时，输出驱动电压或电流，驱动对应的光源模组发光；

时分复用控制模块、功率输出模块都与电源转换器连接，电源转换器为时分复用控制模块、功率输出模块提供直流电源。

本实用新型目的是这样实现的：

本实用新型LED灯色温调节驱动器通过时分复用控制模块，将高低色温对应的光源模组控制信号在时间进行分割，使它们在任何一个时刻，至多有一个处于高电平，功率输出模块至多一路输出驱动电压或电流，驱动对应的光源模组发光，这样将电源转换器提供的电能依次在不同时间段分配给不同的支路使用，就不存在功率峰值叠加带来的功率过载的问题，因而电源转换器的输出功率配置可减小为现有技术的二分之一。电源转换器功率的减小，意味着其体积和重量都减小，因而节省了LED灯的成本。

附图说明

图1是本实用新型LED灯色温调节驱动器一种具体实施方式原理图；

图2是图1所示的时分复用控制模块一种具体实施方式原理图；

图3是图1所示的功率输出模块一种具体实施方式原理框图；

图4是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图；

图5是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图；

图6是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图；

图7是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图；

图8是光源模组控制信号在不同的色温状态下一具体实例的时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本实用新型。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本实用新型的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图1是本实用新型LED灯色温调节驱动器一种具体实施方式原理图。

在本实施例中，如图1所示，LED灯色温调节驱动器2包括时分复用控制模块201和功率输出模块202。

时分复用控制模块201有两路光源模组控制信号PMW1、PMW2输出，分别对应高色温、低色温的控制。

功率输出模块202，在高色温或低色温对应的光源模组控制信号为高电平时，输出驱动电压或电流，驱动对应的光源模组发光。即光源模组控制信号PMW1为高电平时，其输出驱动电压或电流，驱动高色温光源模组发光；光源模组控制信号PMW2为高电平时，其输出驱动电压或电流，驱动低色温光源模组发光。

时分复用控制模块201、功率输出模块202都与电源转换器1连接，电源转换器1为时分复用控制模块201、功率输出模块202提供直流电源。在本实施例中，电源转换器1包括AC-DC转换器101和插头102；插头102为单相三端插头，包括火线端L、接地端E、零线端N，通过插头电源转换器1与电网连接，获得交流电源。AC-DC转换器101将从电网获得的交流电转换为直流电，并提供给时分复用控制模块201、功率输出模块202。电源转换器的结构和原理属于现有技术，在此不再赘述。

图2是图1所示的时分复用控制模块一种具体实施方式原理图。

在本实施例中，如图2所示，时分复用控制模块201包括一微处理单元(MCU)2011和DC-DC转换器2012；微处理单元2011中有两个寄存器R1、R2和通信接口，在本实施例中，通信接口为DALI接口(Digital Addressable Lighting Interface，数字可寻址的照明接口)。

两个寄存器R1、R2分别用于存储高色温、低色温光源模组的接通时间，通信接口和色温调节控制电路连接，接收来自色温调节控制电路的高色温、低色温光源模组的接通时间数据DATA，用于调节并更新两个寄存器R1、R2存储的高色温、低色温光源模组的接通时间，实现LED灯的色温调节。

由于在本实施例中，电源转换器1只输出一路直流电Vdd，由于其同时需要给功率输出模块202提供电源，其电压值较高，因此需要将其降压，以满足微处理单元2011所需电源的要求，DC-DC转换器2012就是将直流电Vdd进行降压，然后输出作为微处理单元2011的电源。

图3是图1所示的功率输出模块一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，如图3所示，功率输出模块202包括两个恒流驱动器Q1、Q2，所述恒流驱动器Q1、Q2均具有PWM调光接口，当某一路光源模组控制信号为高电平时，与之相连接的恒流驱动器有驱动电流输出，并驱动对应的光源模组发光。另外，恒流驱动器为一个具有开路保护的恒流源。

在控制周期T内，首先将一个色温，本实施例中为高色温对应的光源模组控制信号PWM1从低电平变为高电平，并维持对应的接通时间t1，接着，高色温对应的光源模组控制信号PWM1变为低电平后，将另一个，在本实施例中为低色温对应的光源模组控制信号PWM2从低电平变为高电平，并维持对应的接通时间t2。

如图1所示，时分复用控制模块201输出高电平不重叠的两路光源模组控制信号PWM1、PWM2信号，光源模组控制信号PWM1为高电平时，恒流驱动器Q1输出驱动电流驱动高色温光源模组发光；光源模组控制信号PWM2为高电平时，恒流驱动器Q2输出驱动电流驱动低色温光源模组发光；从而实现电源输功率在控制周期T内不同时间段，经由恒流驱动器Q1分配到高色温光源模组、经由恒流驱动器Q2分配到低色温光源模组。

通过设置高色温、低色温光源模组的接通时间t1、t2，控制光源模组控制信号PWM1、PWM2的高电平时间，实现LED灯色温的调节。

图4是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，如图4所示，时分复用控制模块201输出高电平不重叠的两路光源模组控制信号PWM1、PWM2，每路光源模组控制信号控制两组恒流驱动器，光源模组控制信号PWM1为高电平时，恒流驱动器Q1A和Q1B有输出，高色温光源模组1A和1B发光；光源模组控制信号PWM2为高电平时，恒流驱动器Q2A和Q2B有输出，低色温光源模组2A和2B发光，从而实现电源转换器的输功率在控制周期T内的不同时间段，经由恒流驱动器Q1A和Q1B分配到高色温光源模组1A和1B、经由恒流驱动器Q2A和Q2B分配到低色温光源模组2A和2B上，通过设置两路光源模组控制信号PWM1、PWM2的高电平时间，实现LED灯色温的调节。

在本实施例中，LED灯一款额定功率为40W调色温平板灯，光源部分由两组14串24并高色温单粒0.06W光源模组1A和1B和两组14串24并低色温单粒0.06W光源模组2A和2B构成，四组个光源模组各自采用独立回路连接。

图5是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，如图5所示，功率输出模块202包括一个恒流驱动器2021以及两个开关管K1、K2，恒流驱动器202为一个具有开路保护的恒流源，两个开关管K1、K2分别与各自对应色温的光源模组D1、D2串联，在本实施例中，光源模组D1、D2分别为高色温光源模组和低色温光源模组，然后都连接到恒流驱动器2021的输出端，两路光源模组控制信号PWM1、PWM2分别接到对应色温的开关管K1、K2的控制端，当某一路光源模组控制信号为高电平时，与之相连接的开关管导通，恒流驱动器有输出经过该开关管驱动对应的光源模组发光。这种方式，相对于图3、4所示的功率输出模块，其只需要一个恒流驱动器，这样成本大为降低。

图6是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，如图6所示，功率输出模块202只包括两个开关管K1、K2，两个开关管K1、K2分别与各自对应色温的光源模组D1、D2串联，然后都直接连接到电源转换器的输出端Vdd、GND，两路光源模组控制信号PWM1、PWM2分别接到对应色温的开关管K1、K2的控制端，当某一路光源模组控制信号为高电平时，与之相连接的开关管导通，电源转换器输出经过该开关管驱动对应的光源模组发光。

这种方式，相对于图5所示的功率输出模块，其只需要两个开关管K1、K2，这样成本则进一步降低。

图7是图1所示的功率输出模块另一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，如图7所示，功率输出模块202包括一个AC-DC恒流驱动器2021以及两个开关管K1、K2；AC-DC恒流驱动器202为一个具有开路保护的恒流源，其将AC-DC转换模块置于图5所示的恒流驱动器中，直接从电网上获取电能，实质上是把图5中的电源转换器1与恒流驱动器结合。其他工作过程及原理与图5中的LED灯调节驱动器相同，不再赘述。

在本实施例中，如图5所示，(a)～(d)为光源模组控制信号在不同的色温状态，即中色温高亮、中色温半亮、高色温高亮、高色温半亮)下时分复用控制模块202输出的光源模组控制信号PWM1、PWM2信号时序图。其中接通时间t1对应光源模组控制信号PWM1高电平时间，接通时间t2对应光源模组控制信号PWM2高电平时间，控制周期T＝4ms为。

图8(a)所示为中色温高亮状态时分复用模块时序图，t1＝2ms，t2＝2ms，t1+t2＝T，恒流驱动器输出功率约40W，高色温光源模组和低色温光源模组均以半功率工作。

图8(b)所示为中色温半亮状态时分复用模块时序图，t1＝1ms，t2＝1ms，t1+t2＝T/2，恒流驱动器输出功率约20W，高色温光源模组和低色温光源模组均以1/4功率工作。

图8(c)所示为高色温高亮状态时分复用模块时序图，t1＝4ms，t2＝0ms，t1+t2＝T，恒流驱动器输出功率约40W，高色温光源模组全功率工作，低色温光源模组不工作；

图8(d)所示为高色温半亮状态时分复用模块时序图，t1＝2ms，t2＝0ms，t1+t2＝T/2，恒流驱器输出功率约20W，高色温光源模组半功率工作，低色温光源模组不工作。

以上给出了4个色温调节的实例，其他色温状态可以通过调整光源模组控制信号PWM1、PWM2的高电平时间，即：改变接通时间t1、t2，控制高色温光源模组、低色温光源模组，从而混色成不同色温状态。对于某一色温的调节，在保持亮度不变的情况下，改变接通时间t1、t2，但t1、t2之和维持一个定值。

同时，图8可以看出，只要LED灯的最大功率确定，每个光源模组的最大功率也就确定，并与LED灯的最大功率相同，这是因为单色温显示时的最大亮度与两个色温显示时的最大亮度应当一致，不然色温调节时，会发生亮度变换。

在本实施例中，如果采用传统的驱动方式，会出现光源模组控制信号PWM1、PWM2均为高电平，功率峰值叠加的情况，此时需要配置80W的电源转换器。而采用本实用新型的方案，电源转换器功率为传统方案的二分之一。此外，由于不会出现功率峰值叠加的情况，输出功率也较为平稳。

在本实施例中，如图5所示，在控制时间T内，各个光源模组控制信号PWM1、PWM2的高电平之间均匀间隔，这样可以进一步保持电源转换器1输出功率的平稳性。

本实用新型所述的光源模组控制信号PWM信号采用正逻辑，以高电平为有效，控制功率输出模块输出，驱动高色温、低色温的光源模组发光，本实用新型也可采用采用负逻辑，或正负逻辑混合的方式，实现输出功率峰值互补的控制。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims

1.一种LED灯色温调节驱动器，其特征在于，包括：

一时分复用控制模块，时分复用控制模块有两个个寄存器和通信接口，两个寄存器分别用于存储高色温、低色温光源模组的接通时间，通信接口和色温调节控制电路连接，接收来自色温调节控制电路的高色温、低色温光源模组的接通时间数据，用于调节并更新两个寄存器存储的高色温、低色温光源模组的接通时间，实现LED灯的色温的调节；有两路光源模组控制信号输出，分别对应高色温、低色温的控制；

在控制周期内，首先将高色温或低色温对应的光源模组控制信号从低电平变为高电平，并维持对应的接通时间，然后，在高色温或低色温对应的光源模组控制信号变为低电平后，将低色温或高色温对应的光源模组控制信号从低电平变为高电平，并维持对应的接通时间；

2.根据权利要求1所述的LED灯色温调节驱动器，其特征在于，所述的通信接口为数字可编址的照明接口。

3.根据权利要求1所述的LED灯色温调节驱动器，其特征在于，所述的功率输出模块包括两个恒流驱动器，恒流驱动器为一个具有开路保护的恒流电源；当某一光源模组控制信号为高电平时，与之相连接的恒流驱动器有驱动电流输出，并驱动对应的光源模组发光。

4.根据权利要求1所述的LED灯色温调节驱动器，其特征在于，所述的功率输出模块包括一个恒流驱动器以及两个开关管；

恒流驱动器为一个具有开路保护的恒流电源，两个开关管分别与各自对应色温的光源模组串联，然后都连接到恒流驱动器的输出端，两路光源模组控制信号分别接到对应色温的开关管的控制端，当某一路光源模组控制信号为高电平时，与之相连接的开关管导通，恒流驱动器有输出经过该开关管驱动对应的光源模组发光。

5.根据权利要求1所述的LED灯色温调节驱动器，其特征在于，所述的色温调节为：改变高色温、低色温光源模组的接通时间，但高色温、低色温光源模组的接通时间之和维持一个定值。

6.根据权利要求1所述的LED灯色温调节驱动器，其特征在于，在控制时间T内，所述的高色温、低色温对应的光源模组控制信号的高电平之间均匀间隔。

7.根据权利要求1所述的LED灯色温调节驱动器，其特征在于，所述的功率输出模块只包括两个开关管，两个开关管分别与各自对应色温的光源模组串联，然后都直接连接到电源转换器的输出端，两路光源模组控制信号分别接到对应色温的开关管的控制端，当某一路光源模组控制信号为高电平时，与之相连接的开关管导通，电源转换器输出经过该开关管驱动对应的光源模组发光。