CN212992655U - 开关分段调光调色控制电路及led照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关分段调光调色控制电路及LED照明装置，其中，该开关分段调光调色控制电路通过开关分段模块可连接多个恒流驱动模块，并通过检测模块检测供电模块的开关信号，将该开关信号传输至开关分段模块，开关分段模块根据开关信号确定目标调光调色模式，并输出目标调光调色模式下的控制信号，自带信号解析读取功能的恒流驱动模块对开关分段模块输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块的电流，从而只需要经过一次开关分段模块的判定，输出相应的控制信号至恒流驱动模块，即可达到改变调光调色模式的目的。

Description

开关分段调光调色控制电路及LED照明装置

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种开关分段调光调色控制电路及LED照明装置。

背景技术

随着LED照明应用范围的不断扩大,LED照明也从最单一的照明功能逐渐向智能化、人性化和节能方向发展。为了满足人们在不同情景下对灯光的要求，具备开关调光调色功能的LED照明装置应运而生。

传统的开关分段调光调色控制电路是将开关分段模块和恒流驱动模块集成在同一芯片中，在进行多芯片并联工作时，每一个芯片都需要将检测模块输出的信号分别判定，再进行单独的输出，最后并联成大电流输出供电。当LED照明装置为大量的LED灯串并联时，LED照明装置整体所需的电流远大于单一芯片所提供的电流，电路所需芯片数量增多，跳线布线的数量也大幅增加，对电路的设计产生了较大影响，同时也提高了整体方案的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种开关分段调光调色控制电路及LED照明装置，以解决当前开关分段调光调色控制电路所需芯片数量较多，跳线布线复杂，对电路设计产生较大影响的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种开关分段调光调色控制电路，用于控制LED发光模块亮度变化和/或色温变化，包括供电模块、检测模块、开关分段模块及至少一个恒流驱动模块；所述检测模块和开关分段模块集成在一个电路模块中，所述恒流驱动模块集成在另一个电路模块中，所述恒流驱动模块自带信号解析读取功能；所述检测模块的输入端连接供电模块，输出端与开关分段模块的输入端连接；所述开关分段模块的输出端连接恒流驱动模块的输入端，恒流驱动模块的输出端与LED发光模块连接；

所述供电模块用于为所述LED发光模块供电；所述检测模块用于检测供电模块的开关信号，并将该开关信号传输至开关分段模块；所述开关分段模块根据所述开关信号确定目标调光调色模式，并输出所述目标调光调色模式下的控制信号，该控制信号包括模拟信号或数字信号；所述恒流驱动模块用于对开关分段模块输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块的电流。

进一步地，所述供电模块包括墙壁开关，所述墙壁开关用于在每次闭合时产生不同的开关信号。

进一步地，所述供电模块还包括交流电源或直流电源、绕线电阻和整流桥堆，所述绕线电阻的输入端连接墙壁开关，输出端与整流桥堆的一个输入端连接，所述墙壁开关的输入端接入交流电源或直流电源的一个输出端。

进一步地，所述恒流驱动模块包括至少两个恒流单元，所述LED发光模块包括至少两个发出不同颜色的LED灯组，每个恒流单元的输出端连接一个LED灯组。

进一步地，所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调整所述LED发光模块中至少一个LED灯组的电流。

进一步地，所述恒流驱动模块包括至少两个输出端，每个输出端连接LED发光模块中的一个LED灯串。

进一步地，所述开关分段模块与检测模块集成在同一电路模块中。

进一步地，所述恒流驱动模块包括至少一个恒流源。

进一步地，所述恒流源包括MOS管和运算放大器，所述运算放大器的正相输入端接入基准电压，反相输入端与MOS管的源极连接，输出端口与MOS管的栅极连接，所述MOS管的漏极与LED发光模块连接。

相应地，本实用新型还提供了一种LED照明装置，包括LED发光模块及如上任意一项所述的开关分段调光调色控制电路，所述开关分段调光调色控制电路与LED发光模块电连接。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

本实用新型提供的开关分段调光调色控制电路及LED照明装置，其开关分段模块可连接多个恒流驱动模块，并通过检测模块检测供电模块的开关信号，将该开关信号传输至开关分段模块，开关分段模块根据开关信号确定目标调光调色模式，并输出目标调光调色模式下的控制信号，恒流驱动模块对开关分段模块输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块的电流，从而只需要经过一次开关分段模块的判定，输出相应的控制信号至恒流驱动模块，即可达到改变调光调色模式的目的。此外，开关分段模块与恒流驱动模块集成在不同电路模块中，可达到布线无交叉的效果，也无需外加跳线或跳线电阻，恒流驱动模块的数量决定了开关分段调光调色控制电路可实现的最大功率，方案设计灵活多变，更加节省成本。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是典型的大电流调光调色电路的电路结构图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种开关分段调光调色控制电路的模块框图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种开关分段调光调色控制电路的电路结构图；

图4是根据又一示例性实施例示出的一种开关分段调光调色控制电路的电路结构图；

图5是根据又一示例性实施例示出的一种开关分段调光调色控制电路的电路结构图；

图6是根据另一示例性实施例示出的一种开关分段调光调色控制电路的电路结构图；

图7是根据一示例性实施例示出的恒流源的电路结构图；

图8是根据一示例性实施例示出的一种开关分段调光调色模式的波形图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

现有的大功率LED恒流驱动电源制作的LED照明装置，部分具有开关分段调光调色功能。如图1所示，下面以一种典型的大电流调光调色电路进行简单的说明，该调光调色电路具有开关调光调色和自动复位功能，可通过手动切换墙壁开关S1调整LED照明装置的色温和亮度。例如，色温调节可以有3种状态，分别为6500K、4500K、3000K。当色温为6500K时，LED照明装置的亮度为100％；当色温为4500K时，LED照明装置的亮度为50％；当色温为3000K时，LED照明装置的亮度为X％，并由多个并联恒流芯片U1、U2……Un提供LED照明装置所需的大电流。该恒流芯片具有开关分段以及恒流输出的功能，当LED照明装置的LED发光模块为大量的LED灯串并联时，LED照明装置整体所需的电流远大于单一恒流芯片所提供的电流，电路所需的恒流芯片数量增多，跳线布线数量大幅增加，会对电路的设计产生较大的影响，也大大地提高了整体方案的成本。

因此，为了解决当前开关分段调光调色控制电路所需芯片数量较多，跳线布线复杂，对电路设计产生较大影响的问题，本实用新型提供了一种开关分段调光调色控制电路，用于控制LED发光模块5的亮度变化和/或色温变化，即，既可单独控制LED发光模块5的亮度变化或色温变化，又可同时控制LED发光模块5的亮度变化和色温变化。如图2所示，该开关分段调光调色控制电路包括供电模块1、检测模块2、至少一个开关分段模块3及至少一个恒流驱动模块4；参考图4所示，所述检测模块2和开关分段模块3集成在同一个电路模块U11中，所述恒流驱动模块4集成在另一个电路模块中，所述恒流驱动模块4自带信号解析读取功能；其中，

所述检测模块2的输入端连接供电模块1，检测模块2的输出端与开关分段模块3的输入端连接；所述开关分段模块3的一个输出端连接一个恒流驱动模块4的输入端，恒流驱动模块4的输出端与LED发光模块5连接；

所述供电模块1用于为所述LED发光模块5供电，其供电可以是交流或直流电压即AC/DC。所述检测模块2用于检测供电模块1的开关信号，并将该开关信号传输至开关分段模块3；所述开关分段模块3根据所述开关信号确定目标调光调色模式，并输出所述目标调光调色模式下的控制信号，其中，该控制信号可以是模拟信号或数字信号；所述恒流驱动模块4用于对开关分段模块3输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块5的电流。其中，LED发光模块5可以是串联的LED灯珠，且该LED灯珠可以由多串LED灯并联组成；开关分段模块3输出的控制信号可通过外部设定多种调光调色模式。检测模块2和开关分段模块3作为一个整体的集成电路，恒流驱动模块4也作为一个整体的集成电路，检测模块2的输入端的可接入位置在此不受具体限制，可以在整流桥堆前，也可以在整流桥堆后。两种独立的集成电路共同构成开关分段恒流调光、调色或同时兼具调光调色功能的控制***。

具体的，通过检测模块2对供电模块1产生的开关信号进行读取及判断，对于检测到的开关信号传输给开关分段模块3，开关分段模块3根据所述开关信号确定目标调光调色模式，并对应输出不同的控制信号，如不同电压状态的电压信号，并将不同的电压信号输出到恒流驱动模块4，恒流驱动模块4对开关分段模块3输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块5的电流。因此，本实用新型通过一个开关分段模块3即可控制一个或同时控制多个恒流驱动模块4，***的功率大小只由恒流驱动模块4的数量决定。

本实用新型提供的开关分段调光调色控制电路，其一个开关分段模块3可连接多个恒流驱动模块4，并通过检测模块2检测供电模块1的开关信号，将该开关信号传输至开关分段模块3，开关分段模块3根据开关信号确定目标调光调色模式，并输出目标调光调色模式下的控制信号，恒流驱动模块4对开关分段模块3输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块5的电流，从而改变了传统的开关分段模块3和恒流驱动模块4集成于同一芯片的情况，将这两个模块分成独立的两个芯片进行使用，当使用开关分段模块3改变输出状态时，只需要经过一次开关分段模块3的判定，输出相应的控制信号至恒流驱动模块4，即可达到改变调光调色模式的目的。此外，通过将开关分段模块3与恒流驱动模块4集成在不同电路模块中，可达到布线无交叉的效果，也无需外加跳线或跳线电阻，恒流驱动模块4的数量决定了开关分段调光调色控制电路可实现的最大功率，方案设计灵活多变，更加节省成本。

进一步地，如图3-6所示，供电模块1包括交流电源或直流电源、墙壁开关S1、绕线电阻FR1和整流桥堆D1，所述墙壁开关S1接入电网，用于在每次闭合时产生不同的开关信号，所述绕线电阻FR1的输入端连接墙壁开关S1，输出端与整流桥堆D1的一个输入端连接，所述墙壁开关S1的输入端接入交流电源或直流电源的其中一个输出端。具体的，市电经过整流桥堆D1以及电容电感滤波后对开关分段模块3的芯片以及恒流驱动模块4的芯片进行供电，墙壁开关S1的闭合对输入的交流信号产生影响，输出相应的开关信号，检测模块2通过检测墙壁开关S1的开关信号，确定墙壁开关S1的闭合情况，并将该开关信号传输至开关分段模块3，开关分段模块3根据开关信号确定目标调光调色模式，并输出目标调光调色模式下的控制信号，以控制恒流驱动模块4调整流过LED发光模块5的电流。其中，检测模块2的信号采样位置不受限制，可以是输入线网或经过桥式整流桥整流后的电压或电路中具有开关信号的检测位置。

进一步地，所述恒流驱动模块4包括至少两个恒流单元，所述LED发光模块5包括至少两个发出不同颜色的LED灯组，每个恒流单元的输出端连接一个LED灯组，所述恒流驱动模块4用于根据所述控制信号调整所述LED发光模块5中至少一个LED灯组的电流。当然，本实用新型还可以采用每两个恒流单元的输出端连接一个LED灯组的调光调色方式。当应用于调光时，还可以只有一个恒流驱动模块4及发出一种颜色的LED灯组，通过调整该恒流驱动模块4的输出电流大小，来实现一种颜色的LED灯组的调光。如图5所示，LED发光模块5包括发出白光的白光LED灯组和发出红光的红光LED灯组，两个LED灯组并联，恒流驱动模块4包括四个恒流单元，每两个恒流单元的输出端与其中一个LED灯组连接，以根据开关分段模块3输出的控制信号调整任意一个LED灯组的电流，实现LED发光模块5的调光调色。

在一实施例中，单一的一个恒流驱动模块4可以是单路恒流或双路恒流或多路恒流的电路形式。如图6所示，恒流驱动模块4包括至少两个输出端，每个输出端连接LED发光模块5中的一个LED灯串，当LED发光模块5为多个LED灯串串联组成时，恒流驱动模块4的每个输出端分别连接一个LED灯串的一端。

进一步地，如图7所示，并参考图3所示，所述恒流驱动模块4包括至少一个恒流源，所述恒流源包括MOS管Q2和运算放大器INV1，所述运算放大器INV1的正相输入端接入基准电压Uref，反相输入端与MOS管Q2的源极S2连接，输出端口与MOS管Q2的栅极G2连接，所述MOS管Q2的漏极D2与LED发光模块5连接。具体的，恒流驱动模块4可以由单一或者多个恒流源组成，恒流驱动模块4具有一接收控制信号的接口，恒流驱动模块4对LED发光模块5进行电流的恒定驱动，恒流驱动模块4还可以具有恒功率调节功能或其他特定功能。

需要说明的是，本实用新型的开关分段调光调色控制电路可以单独进行调光或调色模式，也可以同时进行调光调色模式。下面对开关分段模块3根据开关信号确定目标调光调色模式进行具体说明：

表1开关调光模式功能表

如表1所示的开关调光模式功能表，并结合图8所示，开关分段模块3可以进行1-3次的开启，开关状态有3种状态，当然，开关状态也可以是2种状态，在此不做具体限定。检测模块2检测到相应的开关信号之后输出0-1V的电压信号，并将电压信号传输至开关分段模块3，开关分段模块3接收到信号之后输出控制信号控制恒流驱动模块4输出0-30mA的电流，如输出电压信号为1V时，输出电流为30mA；电压信号为0.5V时，输出电流为15mA；电压信号为0.1V时，输出电流为3mA，LED发光模块5在接收到电流之后产生的灯光亮度与电流强度成正比，即改变了LED照明装置的驱动电流，例如，在输出电流为30mA时，发光亮度为100％；在输出电流为15mA时，发光亮度为50％；在输出电流为3mA时，发光亮度为10％，从而实现开关调光模式。

表2开光调色模式功能表

同理，如表2所示的开关调色模式功能表，开关分段模块3可以控制两个输出端的输出，从而控制两个恒流驱动模块4的输出电流。例如，在第一种开光状态中，检测模块2检测到相应的开关信号之后输出电压信号，并将电压信号传输至开关分段模块3，开关分段模块3接收到开关信号之后输出控制信号至白光LED灯组对应的恒流驱动模块4，并输出30mA的电流，以控制白光LED灯组发出白光；在第二种开光状态中，开关分段模块3接收到开关信号之后可同时输出控制信号至白光LED灯组及黄光LED灯组的恒流驱动模块4，并输出15mA的电流，以控制黄光LED灯组及白光LED灯组同时发光，使LED发光模块5发出自然光；在第三种开光状态中，开关分段模块3接收到开关信号之后可输出控制信号至黄光LED灯组对应的恒流驱动模块4，并输出30mA的电流，以控制黄光LED灯组10％亮度发光。

表3开光调光调色模式功能表

同理，如表3所示的开关调光调色模式功能表，开关分段模块3可以控制两个输出端的输出，从而控制两个恒流驱动模块4的输出电流。例如，在第一种开光状态中，检测模块2检测到相应的开关信号之后输出电压信号，并将电压信号传输至开关分段模块3，开关分段模块3接收到开关信号之后输出控制信号至白光LED灯组对应的恒流驱动模块4，并输出30mA的电流，以控制白光LED灯组100％亮度发光；在第二种开光状态中，开关分段模块3接收到开关信号之后可输出控制信号至黄光LED灯组对应的恒流驱动模块4，并输出30mA的电流，以控制黄光LED灯组100％亮度发光；在第三种开光状态中，开关分段模块3接收到开关信号之后可输出控制信号至黄光LED灯组对应的恒流驱动模块4，并输出3mA的电流，以控制黄光LED灯组10％亮度发光。

表4输出控制模式设置表

表4是本实用新型输出控制模式设置表，通过对恒流驱动模块4的SEL1/SEL2端口进行设置，开关分段模块3控制恒流驱动模块4可输出多种调光、调色模式。

本实用新型能根据墙壁开关S1的闭合决定输出电流，实现简单易操作的调光调色功能，且本实用新型电路集成度高，***器件灵活，设计灵活，***应用成本比传统调光调色模式低。

相应地，本实用新型还提供了一种LED照明装置，包括LED发光模块5及所述开关分段调光调色控制电路，所述开关分段调光调色控制电路与LED发光模块5电连接。

本实用新型提供的LED照明装置，其开关分段调光调色控制电路的一个开关分段模块3可连接多个恒流驱动模块4，并通过检测模块2检测供电模块1的开关信号，将该开关信号传输至开关分段模块3，开关分段模块3根据开关信号确定目标调光调色模式，并输出目标调光调色模式下的控制信号，恒流驱动模块4对开关分段模块3输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块5的电流，从而改变了传统的开关分段模块3和恒流驱动模块4集成于同一芯片的情况，将这两个模块分成独立的两个芯片进行使用，当使用开关分段模块3改变输出状态时，只需要经过一次开关分段模块3的判定，输出相应的控制信号至恒流驱动模块4，即可达到改变调光调色模式的目的。此外，通过将开关分段模块3与恒流驱动模块4集成在不同电路模块中，可达到布线无交叉的效果，也无需外加跳线或跳线电阻，恒流驱动模块4的数量决定了开关分段调光调色控制电路可实现的最大功率，方案设计灵活多变，更加节省成本。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种开关分段调光调色控制电路，用于控制LED发光模块亮度变化和/或色温变化，其特征在于，包括供电模块、检测模块、开关分段模块及至少一个恒流驱动模块；所述检测模块和开关分段模块集成在一个电路模块中，所述恒流驱动模块集成在另一个电路模块中，所述恒流驱动模块自带信号解析读取功能；所述检测模块的输入端连接供电模块，输出端与开关分段模块的输入端连接；所述开关分段模块的输出端连接恒流驱动模块的输入端，恒流驱动模块的输出端与LED发光模块连接；

所述供电模块用于为所述LED发光模块供电；所述检测模块用于检测供电模块的开关信号，并将该开关信号传输至开关分段模块；所述开关分段模块根据所述开关信号确定目标调光调色模式，并输出所述目标调光调色模式下的控制信号，该控制信号包括模拟信号或数字信号；所述恒流驱动模块用于对开关分段模块输出的控制信号进行解析读取，调整流过LED发光模块的电流。

2.根据权利要求1所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述供电模块包括墙壁开关，所述墙壁开关用于在每次闭合时产生不同的开关信号。

3.根据权利要求2所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述供电模块还包括交流电源或直流电源、绕线电阻和整流桥堆，所述绕线电阻的输入端连接墙壁开关，输出端与整流桥堆的一个输入端连接，所述墙壁开关的输入端接入交流电源或直流电源的一个输出端。

4.根据权利要求1所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括至少两个恒流单元，所述LED发光模块包括至少两个发出不同颜色的LED灯组，每个恒流单元的输出端连接一个LED灯组。

5.根据权利要求4所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述恒流驱动模块用于根据所述控制信号调整所述LED发光模块中至少一个LED灯组的电流。

6.根据权利要求1所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括至少两个输出端，每个输出端连接LED发光模块中的一个LED灯串。

7.根据权利要求1所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述开关分段模块与检测模块集成在同一电路模块中。

8.根据权利要求1所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括至少一个恒流源。

9.根据权利要求8所述的开关分段调光调色控制电路，其特征在于，所述恒流源包括MOS管和运算放大器，所述运算放大器的正相输入端接入基准电压，反相输入端与MOS管的源极连接，输出端口与MOS管的栅极连接，所述MOS管的漏极与LED发光模块连接。

10.一种LED照明装置，其特征在于，包括LED发光模块及如权利要求1-9中任意一项所述的开关分段调光调色控制电路，所述开关分段调光调色控制电路与LED发光模块电连接。

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