CN213586372U - 一种调光调色led照明装置及调光调色驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种调光调色LED照明装置，灯头安装在设有三段式选择开关的灯座上，驱动电源输入端有两根火线和一根零线，LED光源板上设有三组色温互不相同的LED灯珠；驱动电源包括整流滤波电路、恒流驱动电路、供电电路和检测控制电路，两根火线和零线既连接整流滤波电路的输入端，也连接检测控制电路的输入端，恒流驱动电路的输出端连接三组LED灯珠；检测控制电路包括两个电压采样电路、控制芯片、三个控制开关，两个电压采样电路各自连接在两根不同火线与控制芯片之间，控制芯片的输出端连接三个控制开关，三个控制开关各自连接一组LED灯珠。本实用新型兼容三段式选择开关和墙壁开关控制调光调色，拓宽了应用范围。

Description

一种调光调色LED照明装置及调光调色驱动电路

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体涉及一种调光调色LED照明装置及调光调色驱动电路。

背景技术

现有的调光调色的LED灯一般包括两种：一种是采用常规的调光调色方式，即灯头内只有一根火线和一根零线，这种LED灯的应用范围已经十分广泛；另一种是采用三段调光调色方式，即灯头内有两根火线和一根零线，这种LED灯虽然使用范围较小，但由于可替换传统的调光白炽灯而深受美国人民的喜爱。

三段式调光调色的LED灯通常安装在一个具有三段选择开关的灯座上，通过控制三段选择开关，实现两根火线的独立接入，或者将两根火线和零线同时接入，接入后对LED负载进行调节。目前的三段式调光调色LED灯负载为两种不同色温的灯珠组成，按照现有的三段选择开关调控模式，可以依次交替将两根不同的火线和零线接入电源，实现对两组不同色温灯珠的单独点亮控制；还可以通过控制三段选择开关令两根火线和零线同时接入电源，则两组不同色温的灯珠同时被点亮进行混色。目前现有技术中的这种三段式调光调色LED灯，其无法对三种不同色温的灯珠分别进行调节；另外，也无法同时兼容采用墙壁开关控制其调光调色，只能采用特制的三段选择开关来控制调节，适用范围受到一定限制。

基于上述原因，发明人对调光调色的驱动电路进行了改进，令具有三种不同色温的灯珠可以被三段式选择开关独立调节，还可以兼容采用墙壁开关控制的模式，拓宽了产品的应用范围，本案由此而生。

实用新型内容

为了实现上述目的，本实用新型首先公开一种调光调色LED照明装置，其采用的技术方案为：

一种调光调色LED照明装置，包括设置在灯体内的LED光源板和驱动电源，灯体的底部与灯头连接，灯头安装在设有三段式选择开关的灯座上；驱动电源的输入端设有两根火线和一根零线，两根火线和零线均与灯头连接，LED光源板上设有三组色温互不相同的LED灯珠；驱动电源包括整流滤波电路、恒流驱动电路、供电电路和检测控制电路，两根火线和零线既连接整流滤波电路的输入端，也连接检测控制电路的输入端，恒流驱动电路的输出端连接三组LED灯珠；检测控制电路包括两个电压采样电路、控制芯片、三个控制开关，两个电压采样电路各自连接在两根不同火线与控制芯片之间，控制芯片的输出端连接三个控制开关，三个控制开关各自连接一组LED灯珠。

进一步，所述三组LED灯珠的色温分别为2200K、3000K、5000K。

进一步，所述色温为2200K的灯珠采用功率为2W，光通量为200lm的白光灯珠；色温为3000K的灯珠采用功率为8W，光通量为800lm的白光灯珠；色温为5000K的灯珠采用功率为13.5W，光通量为1600lm的白光灯珠。

进一步，所述控制芯片采用单片机。

进一步，所述控制开关采用MOS管或者三极管。

进一步，所述色温为5000K的一组LED灯珠的构成包括：主波长范围为438-447.5nm的第一LED蓝光芯片、主波长范围为452.5-462.5nm的第二LED蓝光芯片、主波长范围为472.5-482.5nm的第三LED蓝光芯片、至少一种绿色荧光粉及一种红色荧光粉。

本实用新型同时还公开一种调光调色驱动电路，具体方案如下：

一种调光调色驱动电路，包括整流滤波电路、恒流驱动电路、供电电路和检测控制电路，整流滤波电路的输入端分别连接火线L1、火线L2和零线N，整流滤波电路的输出端分别连接恒流驱动电路的输入端和供电电路的输入端，恒流驱动电路的输出端与三组不同色温的LED负载连接，检测控制电路的输入端分别与火线L1、火线L2连接，检测控制电路的输出端与三组不同色温的LED负载连接。

进一步，所述检测控制电路包括第一电压采样电路、第二电压采样电路、控制芯片、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关，供电电路的输出端与控制芯片连接；第一电压采样电路连接在火线L1和控制芯片之间，第二电压采样电路连接在火线L2和控制芯片之间，控制芯片分别与第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关连接，第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关分别串联在三组不同色温的LED负载上。

进一步，所述第一电压采样电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1和稳压二极管ZD1，二极管D1的正极与火线L1连接，二极管D1负极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与控制芯片、稳压二极管ZD1的负极、电阻R2的一端、电容C1的一端连接，稳压二极管ZD1的正极、电阻R2的另一端、电容C1的另一端连接后接地；第二电压采样电路包括二极管D2、电阻R3、电阻R4、电容C2、稳压二极管ZD2，二极管D2的正极与火线L2连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与控制芯片、稳压二极管ZD2的负极、电阻R4的一端、电容C2的一端连接，稳压二极管ZD2的正极、电阻R4的另一端、电容C2的另一端连接后接地。

进一步，所述控制芯片为单片机，第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关为MOS管或者三极管。

本实用新型所公开的调光调色LED照明装置，其采用两根火线和一根零线的连接方式，在LED光源板上设置三组色温均不相同的灯珠，既可以通过特制的三段式选择开关控制实现对三组不同色温的灯珠进行调节，也可以通过墙壁开关对三组不同色温的灯珠进行调节，拓宽了应用范围。并且考虑到用户的照明需求，设置了三种工作状态模式，分别为夜灯模式、阅读模式和工作模式，三种模式配置的灯珠色温依次升高。考虑到工作模式下用户需长时间处于照明光源下，为了避免蓝光尖峰对人眼的伤害，以及防止因蓝光减少对大脑产生困倦感影响正常工作，本实用新型还将工作模式下的白光灯珠用三种波段的蓝光芯片串联组合使用，在削减蓝光尖峰的同时，可以促进工作效率的提升。

附图说明

图1为本实用新型实施例中调光调色照明装置的外观结构示意图；

图2为本实用新型实施例中调光调色照明装置的***图；

图3为本实用新型实施例中调光调色驱动电路的电路图；

图4为采用本实用新型照明装置在工作模式下与现有照明装置的对比光谱图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例公开一种调光调色LED照明装置以及用于调光调色的驱动电路，其中，该调光调色LED照明装置如图1和图2所示，驱动电路如图3所示。本实施例给出的照明装置包括泡壳4、灯体3、LED光源板5、驱动电源6和灯头10，泡壳4和灯头10分别安装在灯体3的两端，灯头10安装在带有三段选择开关2的灯座1上，驱动电源6和LED光源板5安装在灯体3内，驱动电源6的输入端上有火线7(L1)、火线8(L2)和零线9(N)，两根火线和零线分别与灯头10电性连接。LED光源板5上设置有三组LED灯珠，每组灯珠的色温均不相同。为方便用户的使用，该照明装置设置了三种模式：夜灯模式、阅读模式和工作模式，每种模式对应一组LED灯珠，每组均采用白光LED灯珠。其中，夜灯模式采用色温为2200K，功率为2W，光通量为200lm的白光LED灯珠；阅读模式采用色温为3000K，功率为8W，光通量为800lm的白光LED灯珠；工作模式采用色温为5000K，功率为13.5W，光通量为1600lm的白光LED灯珠。为拓宽上述照明装置的适用范围，在驱动电源的设计上兼容了可以采用三段式选择开关来控制调光调色，也可以采用墙壁开关来控制调节，具体实现方式说明如下：

整个驱动电路的设计如图3所示，驱动电路包括整流滤波电路、恒流驱动电路、供电电路和检测控制电路，整流滤波电路的输入端分别连接火线L1、火线L2和零线N，整流滤波电路的输出端分别连接恒流驱动电路的输入端和供电电路的输入端，恒流驱动电路的输出端与三组不同色温的LED负载连接，检测控制电路的输入端分别与火线L1、火线L2连接，检测控制电路的输出端与三组不同色温的LED负载连接。

检测控制电路包括第一电压采样电路、第二电压采样电路、控制芯片、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关，供电电路的输出端与控制芯片连接；第一电压采样电路连接在火线L1和控制芯片之间，第二电压采样电路连接在火线L2和控制芯片之间，控制芯片分别与第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关连接，第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关分别串联在三组不同色温的LED负载上。

第一电压采样电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1和稳压二极管ZD1，二极管D1的正极与火线L1连接，二极管D1负极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与控制芯片、稳压二极管ZD1的负极、电阻R2的一端、电容C1的一端连接，稳压二极管ZD1的正极、电阻R2的另一端、电容C1的另一端连接后接地；第二电压采样电路包括二极管D2、电阻R3、电阻R4、电容C2、稳压二极管ZD2，二极管D2的正极与火线L2连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与控制芯片、稳压二极管ZD2的负极、电阻R4的一端、电容C2的一端连接，稳压二极管ZD2的正极、电阻R4的另一端、电容C2的另一端连接后接地。本实施例中的控制芯片可以采用单片机，若采用墙壁开关控制方式时可以将控制程序写入单片机中即可。第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关可以采用MOS管或者三极管。

上述给出结构的LED照明装置在使用三段式选择开关来控制调节时，其控制过程如下：调节三段选择开关，使火线L1和零线N接入，此时市电通过第一电压采样电路后输入至控制芯片，通过控制芯片使第一控制开关Q2导通，第一种LED负载点亮，进入夜灯模式；继续调节三段选择开关，使火线L2和零线N接入，此时市电通过第二电压采样电路后输入至控制芯片，通过控制芯片使第二控制开关Q3导通，第二种LED负载点亮，进入阅读模式；继续调节三段选择开关，使火线L1、火线L2和零线N同时接入，此时市电通过第一电压采样电路、第二电压采样电路后输入至控制芯片，通过控制芯片使第三控制开关Q4导通，第三种LED负载点亮，进入工作模式；继续调节三段选择开关，使火线L1、火线L2都不接入，此时三种LED负载都不工作。

当上述所给出结构的LED照明装置在使用墙壁开关来控制调节时，其控制过程如下：需预先在控制芯片中设置逻辑运算程序，通过逻辑运算控制不同的控制开关导通使LED负载进入不同状态模式，控制芯片中还需要设置侦测电源输入状态的侦测程序，以上程序可根据实际控制需要进行设定，本实用新型并不涉及对具体程序设定技术的改善。例如：墙壁开关快速开关一次则进行第一次切换，在间隔小于3秒内再快速开关一次则进行第二次切换，再快速开关一次则进行第三次切换，每次切换时点亮一组负载，依次循环。当墙壁开关快速开关一次时，此时显示的为三段选择开关调节后的状态模式，如在前次选择三段开关调节时，显示的为夜灯模式，则此时墙壁开关快速开关一次后显示的也是夜灯模式；继续快速开关一次，进入阅读模式；再继续快速开关一次，进入工作模式，依次循环。关于逻辑运算程序的设置可以根据需要自由设定，本实施例并不针对其程序的设置进行技术改进，而是通过硬件结构的连接实现两种控制方式的兼容应用。

本实施例除了上述做出的技术改进外，还考虑到在工作模式下用户会长时间被光源照射，而现有的白光LED光源通常采用单颗蓝光芯片激发黄色荧光粉形成，或采用单颗蓝光芯片激发绿色荧光粉和红色荧光粉形成，其中，蓝光芯片的主波长一般在450～460nm之间。由于蓝光的半宽较窄、发射能量较高，因此通常会在420～460nm之间形成一个蓝光尖峰，长期照射容易对人眼造成伤害；并且这种白光LED光源通常在475～485nm之间的蓝光很少，容易使人体大脑中的松果体分泌褪黑素，使大脑产生困意从而会降低人们白天工作、学习的效率。因此，本实施例还将上述照明装置中位于工作模式下的第三组5000K色温的灯珠进行了改进，该组灯珠是由三种波长范围的蓝光芯片串联而成，即主波长范围为438-447.5nm的第一LED蓝光芯片、主波长范围为452.5-462.5nm的第二LED蓝光芯片、主波长范围为472.5-482.5nm的第三LED蓝光芯片，还包括至少一种绿色荧光粉和一种红色荧光粉。这种设置可以降低蓝光芯片在420-460nm间形成的蓝光尖峰，同时提高475-485nm之间蓝光相对强度，从而降低了蓝光对人眼的危害，并提高了工作效率。

为了验证本实施例针对削减蓝光尖峰和增加蓝光强度的技术效果，将采用本实施例技术的照明装置与现有照明产品进行了对比试验，其对比光谱如图4所示。对比试验中，采用本实施例技术的白光LED光源采用主波长为442.5nm的第一LED蓝光芯片、主波长为457.5nm的第二LED蓝光芯片、主波长为477.5nm的第三LED蓝光芯片，三种蓝光芯片的半宽为19nm。绿色荧光粉采用发射波长为520-535nm的Y₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺，红色荧光粉采用发射峰值波长为620-640nm的CaAlSiN₃:Eu²⁺，绿色荧光粉、红色荧光粉与封装胶的重量比分别为16％和1％。从图4中可以看出，采用现有技术中的单种蓝光芯片激发黄色荧光粉的光谱图中，蓝光在450～460nm波段之间有一个相对强度为1的蓝光尖峰，且在480nm处有一个峰谷，蓝光峰值过高容易对人眼视网膜造成伤害，在480nm处的蓝光较低，容易使人体大脑中的松果体分泌褪黑素，使人产生疲劳；而在本技术中由于采用了三种不同主波长的蓝光芯片，将420～460nm波段的蓝光相对强度降低至0.8以下，同时将475～485nm波段的蓝光相对强度提高至1，因此降低了长期照射对人眼造成的伤害，同时抑制了人体大脑中的松果体分泌褪黑素，提高了人们白天工作、学习的效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种调光调色LED照明装置，包括设置在灯体内的LED光源板和驱动电源，灯体的底部与灯头连接，其特征在于：灯头安装在设有三段式选择开关的灯座上，驱动电源的输入端设有两根火线和一根零线，两根火线和零线均与灯头连接，LED光源板上设有三组色温互不相同的LED灯珠；驱动电源包括整流滤波电路、恒流驱动电路、供电电路和检测控制电路，两根火线和零线既连接整流滤波电路的输入端，也连接检测控制电路的输入端，恒流驱动电路的输出端连接三组LED灯珠；检测控制电路包括两个电压采样电路、控制芯片、三个控制开关，两个电压采样电路各自连接在两根不同火线与控制芯片之间，控制芯片的输出端连接三个控制开关，三个控制开关各自连接一组LED灯珠。

2.根据权利要求1所述的一种调光调色LED照明装置，其特征在于：所述三组LED灯珠的色温分别为2200K、3000K、5000K。

3.根据权利要求2所述的一种调光调色LED照明装置，其特征在于：所述色温为2200K的灯珠采用功率为2W，光通量为200lm的白光灯珠；色温为3000K的灯珠采用功率为8W，光通量为800lm的白光灯珠；色温为5000K的灯珠采用功率为13.5W，光通量为1600lm的白光灯珠。

4.根据权利要求1所述的一种调光调色LED照明装置，其特征在于：所述控制芯片采用单片机。

5.根据权利要求1或4所述的一种调光调色LED照明装置，其特征在于：所述控制开关采用MOS管或者三极管。

6.根据权利要求2或3所述的一种调光调色LED照明装置，其特征在于：所述色温为5000K的一组LED灯珠的构成包括：主波长范围为438-447.5nm的第一LED蓝光芯片、主波长范围为452.5-462.5nm的第二LED蓝光芯片、主波长范围为472.5-482.5nm的第三LED蓝光芯片、至少一种绿色荧光粉及一种红色荧光粉。

7.一种调光调色驱动电路，其特征在于：包括整流滤波电路、恒流驱动电路、供电电路和检测控制电路，整流滤波电路的输入端分别连接火线L1、火线L2和零线N，整流滤波电路的输出端分别连接恒流驱动电路的输入端和供电电路的输入端，恒流驱动电路的输出端与三组不同色温的LED负载连接，检测控制电路的输入端分别与火线L1、火线L2连接，检测控制电路的输出端与三组不同色温的LED负载连接。

8.根据权利要求7所述的一种调光调色驱动电路，其特征在于：所述检测控制电路包括第一电压采样电路、第二电压采样电路、控制芯片、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关，供电电路的输出端与控制芯片连接；第一电压采样电路连接在火线L1和控制芯片之间，第二电压采样电路连接在火线L2和控制芯片之间，控制芯片分别与第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关连接，第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关分别串联在三组不同色温的LED负载上。

9.根据权利要求8所述的一种调光调色驱动电路，其特征在于：所述第一电压采样电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C1和稳压二极管ZD1，二极管D1的正极与火线L1连接，二极管D1负极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与控制芯片、稳压二极管ZD1的负极、电阻R2的一端、电容C1的一端连接，稳压二极管ZD1的正极、电阻R2的另一端、电容C1的另一端连接后接地；第二电压采样电路包括二极管D2、电阻R3、电阻R4、电容C2、稳压二极管ZD2，二极管D2的正极与火线L2连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与控制芯片、稳压二极管ZD2的负极、电阻R4的一端、电容C2的一端连接，稳压二极管ZD2的正极、电阻R4的另一端、电容C2的另一端连接后接地。

10.根据权利要求8或9所述的一种调光调色驱动电路，其特征在于：所述控制芯片为单片机，第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关为MOS管或者三极管。

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