專利名稱：一種led燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED燈控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動
ο
背景技術(shù)：
LED燈作為一種高效益的新光源，由于具有壽命長、能耗低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，正廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工業(yè)、道路、廣告燈箱等領(lǐng)域。隨著LED燈的廣泛應(yīng)用，人們對LED燈的要求也越來越高，形成了從單一的亮度調(diào)節(jié)到色溫調(diào)節(jié)的多種控制方式。為了不影響LED的色溫漂移，調(diào)亮度以及調(diào)色溫的LED燈大多數(shù)采用PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)方式。為了保持功率的一致性，調(diào)色溫LED燈通常以單色溫光源模組的功率作為LED燈最大功率，當(dāng)兩種色溫光源模組同時發(fā)光時，其最大功率不超過單色溫光源模組功率，故兩種色溫光源模組同時發(fā)光，亮度最大時，均以半功率工作。現(xiàn)在調(diào)色溫LED燈，在采用PWM方式調(diào)色溫時，都存在功率峰值疊加的問題。為了避免電源過載，調(diào)色溫LED燈的電源轉(zhuǎn)換器是以全部光源模組的總功率進行配置的。但調(diào)色溫LED燈的實際功耗最大值只有電源轉(zhuǎn)換器輸出功率的二分之一左右，這樣會造成配置的電源功率浪費，同時，也造成電源轉(zhuǎn)換器體積較大、重量較重，成本相對較高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使電源轉(zhuǎn)換器的輸出功率與調(diào)色溫LED燈實際功耗最大值相當(dāng)?shù)腖ED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，包括一時分復(fù)用控制模塊，時分復(fù)用控制模塊有兩個寄存器和通信接口，兩個寄存器分別用于存儲高色溫、低色溫光源模組的接通時間，通信接口和色溫調(diào)節(jié)控制電路連接，接收來自色溫調(diào)節(jié)控制電路的高色溫、低色溫光源模組的接通時間數(shù)據(jù)，用于調(diào)節(jié)并更新兩個寄存器存儲的高色溫、低色溫光源模組的接通時間，實現(xiàn)LED燈的色溫的調(diào)節(jié)；有兩路光源模組控制信號輸出，分別對應(yīng)高色溫、低色溫的控制；在控制周期內(nèi)，首先將高色溫或低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號從低電平變?yōu)楦唠娖?，并維持對應(yīng)的接通時間，然后，在高色溫或低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號變?yōu)榈碗娖胶?，將低色溫或高色溫對?yīng)的光源模組控制信號從低電平變?yōu)楦唠娖?，并維持對應(yīng)的接通時間。一功率輸出模塊，在某一色溫對應(yīng)的光源模組控制信號為高電平時，輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光；時分復(fù)用控制模塊、功率輸出模塊都與電源轉(zhuǎn)換器連接，電源轉(zhuǎn)換器為時分復(fù)用控制模塊、功率輸出模塊提供直流電源。本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的
本發(fā)明LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器通過時分復(fù)用控制模塊，將高低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號在時間進行分割，使它們在任何一個時刻，至多有一個處于高電平，功率輸出模塊至多一路輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光，這樣將電源轉(zhuǎn)換器提供的電能依次在不同時間段分配給不同的支路使用，就不存在功率峰值疊加帶來的功率過載的問題，因而電源轉(zhuǎn)換器的輸出功率配置可減小為現(xiàn)有技術(shù)的二分之一。電源轉(zhuǎn)換器功率的減小，意味著其體積和重量都減小，因而節(jié)省了 LED燈的成本。


圖1是本發(fā)明LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器一種具體實施方式
原理圖；圖2是圖1所示的時分復(fù)用控制模塊一種具體實施方式
原理圖；圖3是圖1所示的功率輸出模塊一種具體實施方式
原理框圖；圖4是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖；圖5是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖；圖6是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖；圖7是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖；圖8是光源模組控制信號在不同的色溫狀態(tài)下一具體實例的時序圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計的詳細(xì)描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時，這些描述在這里將被忽略。圖1是本發(fā)明LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器一種具體實施方式
原理圖。在本實施例中，如圖1所示，LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器2包括時分復(fù)用控制模塊201 和功率輸出模塊202。時分復(fù)用控制模塊201有兩路光源模組控制信號PMW1、PMW2輸出，分別對應(yīng)高色溫、低色溫的控制。功率輸出模塊202，在高色溫或低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號為高電平時，輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。即光源模組控制信號PMWl為高電平時，其輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動高色溫光源模組發(fā)光；光源模組控制信號PMW2為高電平時，其輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動低色溫光源模組發(fā)光。時分復(fù)用控制模塊201、功率輸出模塊202都與電源轉(zhuǎn)換器1連接，電源轉(zhuǎn)換器1 為時分復(fù)用控制模塊201、功率輸出模塊202提供直流電源。在本實施例中，電源轉(zhuǎn)換器1 包括AC-DC轉(zhuǎn)換器101和插頭102 ；插頭102為單相三端插頭，包括火線端L、接地端E、零線端N，通過插頭電源轉(zhuǎn)換器1與電網(wǎng)連接，獲得交流電源。AC-DC轉(zhuǎn)換器101將從電網(wǎng)獲得的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并提供給時分復(fù)用控制模塊201、功率輸出模塊202。電源轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和原理屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。圖2是圖1所示的時分復(fù)用控制模塊一種具體實施方式
原理圖。在本實施例中，如圖2所示，時分復(fù)用控制模塊201包括一微處理單元(MCU) 2011 和DC-DC轉(zhuǎn)換器2012 ；微處理單元2011中有兩個寄存器Rl、R2和通信接口，在本實施例中，通信接口為 DALI 接口 (Digital Addressable Lighting Interface，數(shù)字可尋址的照明接 Π )。兩個寄存器Rl、R2分別用于存儲高色溫、低色溫光源模組的接通時間，通信接口和色溫調(diào)節(jié)控制電路連接，接收來自色溫調(diào)節(jié)控制電路的高色溫、低色溫光源模組的接通時間數(shù)據(jù)DATA，用于調(diào)節(jié)并更新兩個寄存器Rl、R2存儲的高色溫、低色溫光源模組的接通時間，實現(xiàn)LED燈的色溫調(diào)節(jié)。由于在本實施例中，電源轉(zhuǎn)換器1只輸出一路直流電Vdd，由于其同時需要給功率輸出模塊202提供電源，其電壓值較高，因此需要將其降壓，以滿足微處理單元2011所需電源的要求，DC-DC轉(zhuǎn)換器2012就是將直流電Vdd進行降壓，然后輸出作為微處理單元2011 的電源。圖3是圖1所示的功率輸出模塊一種具體實施方式
原理框圖。在本實施例中，如圖3所示，功率輸出模塊202包括兩個恒流驅(qū)動器Ql、Q2，所述恒流驅(qū)動器Q1、Q2均具有PWM調(diào)光接口，當(dāng)某一路光源模組控制信號為高電平時，與之相連接的恒流驅(qū)動器有驅(qū)動電流輸出，并驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。另外，恒流驅(qū)動器為一個具有開路保護的恒流源。在控制周期T內(nèi)，首先將一個色溫，本實施例中為高色溫對應(yīng)的光源模組控制信號PWMl從低電平變?yōu)楦唠娖?，并維持對應(yīng)的接通時間tl，接著，高色溫對應(yīng)的光源模組控制信號PWMl變?yōu)榈碗娖胶?，將另一個，在本實施例中為低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號 PWM2從低電平變?yōu)楦唠娖?，并維持對應(yīng)的接通時間t2。如圖1所示，時分復(fù)用控制模塊201輸出高電平不重疊的兩路光源模組控制信號 PWMUPWM2信號，光源模組控制信號PWMl為高電平時，恒流驅(qū)動器Ql輸出驅(qū)動電流驅(qū)動高色溫光源模組發(fā)光；光源模組控制信號PWM2為高電平時，恒流驅(qū)動器Q2輸出驅(qū)動電流驅(qū)動低色溫光源模組發(fā)光；從而實現(xiàn)電源輸功率在控制周期T內(nèi)不同時間段，經(jīng)由恒流驅(qū)動器 Ql分配到高色溫光源模組、經(jīng)由恒流驅(qū)動器Q2分配到低色溫光源模組。通過設(shè)置高色溫、低色溫光源模組的接通時間tl、t2，控制光源模組控制信號 PWMU PWM2的高電平時間，實現(xiàn)LED燈色溫的調(diào)節(jié)。圖4是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖。在本實施例中，如圖4所示，時分復(fù)用控制模塊201輸出高電平不重疊的兩路光源模組控制信號PWM1、PWM2，每路光源模組控制信號控制兩組恒流驅(qū)動器，光源模組控制信號 PWMl為高電平時，恒流驅(qū)動器QlA和QlB有輸出，高色溫光源模組IA和IB發(fā)光；光源模組控制信號PWM2為高電平時，恒流驅(qū)動器Q2A和Q2B有輸出，低色溫光源模組2A和2B發(fā)光， 從而實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換器的輸功率在控制周期T內(nèi)的不同時間段，經(jīng)由恒流驅(qū)動器QlA和QlB 分配到高色溫光源模組IA和1B、經(jīng)由恒流驅(qū)動器Q2A和Q2B分配到低色溫光源模組2A和 2B上，通過設(shè)置兩路光源模組控制信號PWM1、PWM2的高電平時間，實現(xiàn)LED燈色溫的調(diào)節(jié)。在本實施例中，LED燈一款額定功率為40W調(diào)色溫平板燈，光源部分由兩組14串 24并高色溫單粒0. 06W光源模組IA和IB和兩組14串M并低色溫單粒0. 06W光源模組 2A和2B構(gòu)成，四組個光源模組各自采用獨立回路連接。圖5是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖。在本實施例中，如圖5所示，功率輸出模塊202包括一個恒流驅(qū)動器2021以及兩個開關(guān)管K1、K2，恒流驅(qū)動器202為一個具有開路保護的恒流源，兩個開關(guān)管Κ1、Κ2分別與各自對應(yīng)色溫的光源模組Dl、D2串聯(lián)，在本實施例中，光源模組D1、D2分別為高色溫光源模組和低色溫光源模組，然后都連接到恒流驅(qū)動器2021的輸出端，兩路光源模組控制信號 PWMU PWM2分別接到對應(yīng)色溫的開關(guān)管ΚΙ、K2的控制端，當(dāng)某一路光源模組控制信號為高電平時，與之相連接的開關(guān)管導(dǎo)通，恒流驅(qū)動器有輸出經(jīng)過該開關(guān)管驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。這種方式，相對于圖3、4所示的功率輸出模塊，其只需要一個恒流驅(qū)動器，這樣成本大為降低。圖6是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖。在本實施例中，如圖6所示，功率輸出模塊202只包括兩個開關(guān)管ΚΙ、K2，兩個開關(guān)管K1、K2分別與各自對應(yīng)色溫的光源模組D1、D2串聯(lián)，然后都直接連接到電源轉(zhuǎn)換器的輸出端Vdd、GND，兩路光源模組控制信號PWM1、PWM2分別接到對應(yīng)色溫的開關(guān)管ΚΙ、K2的控制端，當(dāng)某一路光源模組控制信號為高電平時，與之相連接的開關(guān)管導(dǎo)通，電源轉(zhuǎn)換器輸出經(jīng)過該開關(guān)管驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。這種方式，相對于圖5所示的功率輸出模塊，其只需要兩個開關(guān)管ΚΙ、K2，這樣成本則進一步降低。圖7是圖1所示的功率輸出模塊另一種具體實施方式
原理框圖。在本實施例中，如圖7所示，功率輸出模塊202包括一個AC-DC恒流驅(qū)動器2021 以及兩個開關(guān)管ΚΙ、K2 ；AC-DC恒流驅(qū)動器202為一個具有開路保護的恒流源，其將AC-DC 轉(zhuǎn)換模塊置于圖5所示的恒流驅(qū)動器中，直接從電網(wǎng)上獲取電能，實質(zhì)上是把圖5中的電源轉(zhuǎn)換器1與恒流驅(qū)動器結(jié)合。其他工作過程及原理與圖5中的LED燈調(diào)節(jié)驅(qū)動器相同，不再贅述。圖8是光源模組控制信號在不同的色溫狀態(tài)下一具體實例的時序圖。在本實施例中，如圖5所示，(a) (d)為光源模組控制信號在不同的色溫狀態(tài)， 即中色溫高亮、中色溫半亮、高色溫高亮、高色溫半亮)下時分復(fù)用控制模塊202輸出的光源模組控制信號PWM1、PWM2信號時序圖。其中接通時間tl對應(yīng)光源模組控制信號PWMl高電平時間，接通時間t2對應(yīng)光源模組控制信號PWM2高電平時間，控制周期T = 4ms為。圖8(a)所示為中色溫高亮狀態(tài)時分復(fù)用模塊時序圖，tl = 2ms, t2 = 2ms, tl+t2 =T，恒流驅(qū)動器輸出功率約40W，高色溫光源模組和低色溫光源模組均以半功率工作。圖8(b)所示為中色溫半亮狀態(tài)時分復(fù)用模塊時序圖，tl = lms, t2 = lms, tl+t2 =T/2，恒流驅(qū)動器輸出功率約20W，高色溫光源模組和低色溫光源模組均以1/4功率工作。圖8(c)所示為高色溫高亮狀態(tài)時分復(fù)用模塊時序圖，tl = 4ms, t2 = 0ms, tl+t2 =T，恒流驅(qū)動器輸出功率約40W，高色溫光源模組全功率工作，低色溫光源模組不工作；圖8(d)所示為高色溫半亮狀態(tài)時分復(fù)用模塊時序圖，tl = 2ms, t2 = 0ms, tl+t2 =T/2，恒流驅(qū)器輸出功率約20W，高色溫光源模組半功率工作，低色溫光源模組不工作。以上給出了 4個色溫調(diào)節(jié)的實例，其他色溫狀態(tài)可以通過調(diào)整光源模組控制信號 PWMU PWM2的高電平時間，即改變接通時間tl、t2，控制高色溫光源模組、低色溫光源模組，從而混色成不同色溫狀態(tài)。對于某一色溫的調(diào)節(jié)，在保持亮度不變的情況下，改變接通時間1132，但〖1、12之和維持一個定值。同時，圖8可以看出，只要LED燈的最大功率確定，每個光源模組的最大功率也就確定，并與LED燈的最大功率相同，這是因為單色溫顯示時的最大亮度與兩個色溫顯示時的最大亮度應(yīng)當(dāng)一致，不然色溫調(diào)節(jié)時，會發(fā)生亮度變換。在本實施例中，如果采用傳統(tǒng)的驅(qū)動方式，會出現(xiàn)光源模組控制信號P麗1、PWM2 均為高電平，功率峰值疊加的情況，此時需要配置80W的電源轉(zhuǎn)換器。而采用本發(fā)明的方案，電源轉(zhuǎn)換器功率為傳統(tǒng)方案的二分之一。此外，由于不會出現(xiàn)功率峰值疊加的情況，輸出功率也較為平穩(wěn)。在本實施例中，如圖5所示，在控制時間T內(nèi)，各個光源模組控制信號PWM1、PWM2 的高電平之間均勻間隔，這樣可以進一步保持電源轉(zhuǎn)換器1輸出功率的平穩(wěn)性。本發(fā)明所述的光源模組控制信號PWM信號采用正邏輯，以高電平為有效，控制功率輸出模塊輸出，驅(qū)動高色溫、低色溫的光源模組發(fā)光，本發(fā)明也可采用采用負(fù)邏輯，或正負(fù)邏輯混合的方式，實現(xiàn)輸出功率峰值互補的控制。盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式
進行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式
的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
權(quán)利要求
1.一種LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，包括一時分復(fù)用控制模塊，時分復(fù)用控制模塊有兩個個寄存器和通信接口，兩個寄存器分別用于存儲高色溫、低色溫光源模組的接通時間，通信接口和色溫調(diào)節(jié)控制電路連接，接收來自色溫調(diào)節(jié)控制電路的高色溫、低色溫光源模組的接通時間數(shù)據(jù)，用于調(diào)節(jié)并更新兩個寄存器存儲的高色溫、低色溫光源模組的接通時間，實現(xiàn)LED燈的色溫的調(diào)節(jié)；有兩路光源模組控制信號輸出，分別對應(yīng)高色溫、低色溫的控制；在控制周期內(nèi)，首先將高色溫或低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號從低電平變?yōu)楦唠娖?，并維持對應(yīng)的接通時間，然后，在高色溫或低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號變?yōu)榈碗娖胶?，將低色溫或高色溫對?yīng)的光源模組控制信號從低電平變?yōu)楦唠娖?，并維持對應(yīng)的接通時間。一功率輸出模塊，在某一色溫對應(yīng)的光源模組控制信號為高電平時，輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光；時分復(fù)用控制模塊、功率輸出模塊都與電源轉(zhuǎn)換器連接，電源轉(zhuǎn)換器為時分復(fù)用控制模塊、功率輸出模塊提供直流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，所述的通信接口為數(shù)字可編址的照明接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，所述的功率輸出模塊包括兩個恒流驅(qū)動器，恒流驅(qū)動器為一個具有開路保護的恒流電源；當(dāng)某一光源模組控制信號為高電平時，與之相連接的恒流驅(qū)動器有驅(qū)動電流輸出，并驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，所述的功率輸出模塊包括一個恒流驅(qū)動器以及兩個開關(guān)管；恒流驅(qū)動器為一個具有開路保護的恒流電源，兩個開關(guān)管分別與各自對應(yīng)色溫的光源模組串聯(lián)，然后都連接到恒流驅(qū)動器的輸出端，兩路光源模組控制信號分別接到對應(yīng)色溫的開關(guān)管的控制端，當(dāng)某一路光源模組控制信號為高電平時，與之相連接的開關(guān)管導(dǎo)通，恒流驅(qū)動器有輸出經(jīng)過該開關(guān)管驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，所述的色溫調(diào)節(jié)為改變高色溫、低色溫光源模組的接通時間，但高色溫、低色溫光源模組的接通時間之和維持一個定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，在控制時間T內(nèi)，所述的高色溫、低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號的高電平之間均勻間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，其特征在于，所述的功率輸出模塊只包括兩個開關(guān)管，兩個開關(guān)管分別與各自對應(yīng)色溫的光源模組串聯(lián)，然后都直接連接到電源轉(zhuǎn)換器的輸出端，兩路光源模組控制信號分別接到對應(yīng)色溫的開關(guān)管的控制端，當(dāng)某一路光源模組控制信號為高電平時，與之相連接的開關(guān)管導(dǎo)通，電源轉(zhuǎn)換器輸出經(jīng)過該開關(guān)管驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED燈色溫調(diào)節(jié)驅(qū)動器，通過時分復(fù)用控制模塊，將高低色溫對應(yīng)的光源模組控制信號在時間進行分割，使它們在任何一個時刻，至多有一個處于高電平，功率輸出模塊至多一路輸出驅(qū)動電壓或電流，驅(qū)動對應(yīng)的光源模組發(fā)光，這樣將電源轉(zhuǎn)換器提供的電能依次在不同時間段分配給不同的支路使用，就不存在功率峰值疊加帶來的電源轉(zhuǎn)換器過載的問題，因而電源轉(zhuǎn)換器功率配置可減小為現(xiàn)有技術(shù)的二分之一。電源轉(zhuǎn)換器功率的減小，意味著其體積和重量都減小，因而節(jié)省了LED燈的成本。
文檔編號H05B37/02GK102316647SQ20111027277
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者何天兵, 封正勇, 李東明 申請人:四川新力光源有限公司