专利名称：Led控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED控制电路。
背景技术：
目前，颜色混合的构思已经被广泛地应用以用于获得具有预期的CCT(色温)和 CRI (color rendering index)的白光。通常同时使用例如黄光LED和蓝光LED并进行混光来获得白光。调光器的兼容性对于LED产品来说是一个非常重要的性能参数。因此迫切需要一种兼顾调光和控制LED混光的LED控制装置。通常在设计利用PWM调光的LED控制装置时候，要考虑到LED驱动器对PWM控制信号的反应速度。因此需要用到DC-DC转换器、即降压转换器来提供对PWM控制信号的快速反应。在现有技术中存在的问题是，在照明装置中包括多个LED灯串时，需要为每一个 LED灯串对应地配备一个DC-DC降压转换器。这样设计的LED控制装置在成本和空间需要过多的资源，并且也很难同时控制不同颜色的LED灯串的调光和混光过程。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种LED控制电路，所述LED控制电路可以克服现有技术中的缺点，具有结构简单、成本低廉、易于集成和兼容性强的优点。根据本实用新型的目的通过这样一种LED控制电路来实现该LED控制电路包括整流单元和具有串联在一起的多个负载组的负载组支路、以及多个与各自的负载组并联的开关，其特征在于，LED控制电路还包括调光控制电路，该调光控制电路接收表征调光状态的调光信号以及表征负载组支路温度的温度信号并向各个开关输出控制信号。详细地说，根据本实用新型的LED控制电路具有电流供给部分和调光控制部分。 为了确保整个LED控制电路可以根据需求进行调光和混光并且保持CCT恒定，需要通过调光控制部分获取和各个负载组、即颜色不同的LED灯串的工作状态相关的调光信号和温度信号，由此通过向各个负载组的开关输出适合的控制信号来调节各个负载组的亮度，以便同时实现调光和混光。此外，这种结构简单、成本低廉的LED控制电路具有良好的兼容性， 可以广泛地应用于大多数照明环境中。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中提出，调光控制电路包括微控制单元、信号转换器和温度检测器，微控制单元接收调光信号和由温度检测器检测到的温度信号，并向信号转换器发出对应于各个负载组的脉宽调制信号，信号转换器根据脉宽调制信号分别向各个开关发出相应的控制信号。调光信号例如可以是与调光器的导通角相关的信号；温度信号例如可以是在整个LED控制电路中检测得到的温度信号。微控制单元将所接收的调光信号和温度信号进行处理，产生分别用于控制各个开关的脉宽调制信号。信号转换器将脉宽调制信号转换成适用于开关的信号以便实现对开关的控制。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中提出，微控制单元接收经整流单元整流后的调光器输出的信号作为调光信号。也就是说，微控制单元可以直接从LED控制电路内部获取调光信号。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中提出，微控制单元接收直接由调光器输出的信号作为调光信号。在此情况下，微控制单元可以通过用于和外部进行数据交换的端口，由外部获取调光器的调光信号。[0010]在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，微控制单元包括信号处理器、中央处理器和模数转换器，其中调光信号经信号处理器输入到中央处理器，并且温度信号经模数转换器输入到中央处理器。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，LED控制电路还包括比例模块，比例模块的一端后接于整流单元，并且另一端连接信号处理器，调光信号经比例模块、信号处理器输入到中央处理器。特别地，信号处理器是实时波形分析器。由此可以直接获得可以表征调光状态的电压信号，并且经过比例转换之后被输入实时波形分析器中。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，信号处理器是直接连接至调光器以获取调光信号的信号解码器。由此可以直接对通过外部端口获取的调光信号进行解码，以便中央处理器可以读取。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，在整流单元和负载组支路之间连接有一个唯一的两级降压转换单元。由于在根据本实用新型的LED控制电路中具有可以分别调控各个负载组的调光控制电路，因此仅需要一个两级降压转换单元就可以实现在现有技术中需要多个降压转换器才能实现的功能。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，两级降压转换单元包括校正功率因数的第一降压转换器和进行直流-直流转换的第二滞环降压转换器。通过将两个降压转换器一起用作两级式的降压转换器，可以确保在负载组的电压动态变化时也可以由两级降压转换单元输出恒定的电流。优选地，LED控制电路还包括与第一降压转换器连接的功率因数校正控制器以及与第二滞环降压转换器连接的滞环降压控制器。在一个优选的实施方式中，功率因数校正控制器和滞环降压控制器与微控制单元和信号转换器集成在同一芯片上。由此可以减少结构空间，体现了整个LED控制电路的紧凑性和集成性。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，温度检测器包括第一电阻和热敏电阻，其中第一电阻的一端连接直流电源，另一端连接热敏电阻的一端，热敏电阻的另一端接地，微控制单元连接在第一电阻和热敏电阻之间。由此可以通过热敏电阻获取的以电压形式存在的温度信号。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，开关为M0SFET，其中MOSFET的栅极连接至信号转换器以获取相应的控制信号，各个负载组分别连接在对应的MOSFET的漏极和源极之间，还包括与各个负载组并联的连接在MOSFET的漏极和源极之间的滤波电容。在根据本实用新型的一个优选的实施方式中，整流单元包括EMI滤波器和整流桥，其中EMI滤波器后接于调光器并且前接于整流桥，整流桥前接于两级降压转换单元。
附图中，在不同的视图中，相似的参考标号通常指相同的部分。在下列说明书中，参照下列附图，描述了本实用新型的各种实施例，其中图I示出了根据本实用新型的LED控制电路的第一实施方式；图2示出了根据本实用新型的LED控制电路的第二实施方式；图3示出了根据本实用新型的LED控制电路的第三实施方式。
具体实施方式图I示出了根据本实用新型的LED控制电路的第一实施方式。LED控制电路包括顺次后接于调光器(图中未示出)的整流单元I、一个唯一的两级降压转换单元2和多个以颜色不同的LED灯串形式出现的负载组LED string_l, . . . LED string_N。在该LED控制电路中作为电流供给部分的整流单元I和两级降压转换单元2分别包括EMI滤波器11和整流桥12以及用于校正功率因数的第一降压转换器21和进行直流-直流转换的第二滞环降压转换器22，其中第一降压转换器21和第二滞环降压转换器22分别连接有相应的功率因数校正控制器8和滞环降压控制器9。由于采用快速的滞环控制方式，LED驱动器的输出电流Io总是保持恒定，即使LED灯串的电压总是在动态地跳变。该LED控制电路还包括共同构成调光控制电路的比例模块6、微控制单元3、信号转换器4和温度检测器5，其中微控制单元3包括信号处理器31、中央处理器32和模数转换器33。直接从整流单元I和两级降压转换单元2之间获取表征调光状态的AC电压信号在比例模块6中经过比例转换成为调光信号SI，以便输入微控制单元3。相应地，微控制单元3中的信号处理器31在此为实时波形分析器31'。实时波形分析器31'将接收到的调光信号SI经过分析处理后发送给中央处理器32。同时来自温度检测器5的电压形式的温度信号S2经过模数转换器33转换后也输入中央处理器32。在此，温度检测器5包括第一电阻Rl和热敏电阻NTC，其中第一电阻Rl的一端连接直流电源VDD，另一端连接热敏电阻 NTC的一端，热敏电阻NTC的另一端接地，模数转换器33连接在第一电阻Rl和热敏电阻NTC 之间。中央处理器32由此可以获得分别来自调光和温度两方面的信号，根据需要达到的调光效果在维持整个LED色温(CCT)恒定的情况下，分别向各个负载组LED string,I，... LED string_N输出相应的脉宽调制信号PWM_1，…PWM_N。这些脉宽调制信号PWM_1， . . PWM_N在通过信号转换器4之后转换成可以控制各个负载组LED string_l, ... LED string_N 的相应开关 Q1^--Qn 的控制信号 S3:，…S3N。以 MOSFET 形式存在的开关Q1, . . . Qn的栅极连接至信号转换器4以获取相应的控制信号S3p . . . S3N，各个负载组LED string_l, ... LED string_N分别连接在对应的MOSFET Q1, ...Qn的漏极和源极之间，此外，还在各个MOSFET Q1, ... Qn的漏极和源极之间连接了和相应的负载组LED string_l, . . . LED string_N 并联的滤波电容 C1, ... Cno图2示出了根据本实用新型的LED控制电路的第二实施方式。与图I的第一实施方式的区别之处在于，调光控制电路并不直接从LED控制电路的电流供给部分接收表征调光状态的调光信号SI，而是利用端口 7直接从调光器接收相应的调光信号SI。具体而言， 在该实施方式中取消了连接在整流单元I和微处理器3之间的比例模块6，通过微处理器3 的用于接收外部信号的端口 7输入来自调光器的调光信号SI。为此将信号处理器31特别设计为信号解码器31"，其可以对调光信号SI进行解码。由于在第二实施方式中的其他功能模块和器件和图I中的第一实施方式相同，在此不再对此重复说明。图3示出了根据本实用新型的LED控制电路的第三实施方式。与图I的第一实施方式的区别之处在于，用于控制第一降压转换器21的功率因数校正控制器8和用于控制第二滞环降压转换器22的滞环降压控制器9并不单独地设置在LED控制电路中，而是和微控制单元3和信号转换器4集成在同一芯片上。由此可以减小整个LED控制电路的结构空间， 有利 地体现了由此实现的紧凑性和集成性。参考标号列表I整流单元11 EMI 滤波器12 整流桥2两级降压转换单元21 第一降压转换器22 第二滞环降压转换器3微控制单元31 信号处理器31' 实时波形分析器31" 信号解码器32 中央处理器33 模数转换器4 信号转换器5温度检测器6比例模块7端口8功率因数校正控制器9滞环降压控制器C1，…Cn 滤波电容I0输出电流LED string_l, . . . LED string_N 负载组NTC热敏电阻PWM_1, . . . PWM_N 脉宽调制信号Q1, . . . Qn开关/MOSEFTVDD直流电源Rl第一电阻SI调光信号S2温度信号S3。
331<控制信号
权利要求1.一种LED控制电路，包括整流单元⑴和具有串联在一起的多个负载组 (LED string_l, ... LED string_N)的负载组支路、以及多个与各自的负载组(LED string_l,. . . LED string_N)并联的开关(Q1,... Qn)，其特征在于，所述LED控制电路还包括调光控制电路，所述调光控制电路接收表征调光状态的调光信号(SI)以及表征所述负载组支路温度的温度信号(S2)并向各个开关(Q1, ... Qn)输出控制信号(S31; ... S3n)。
2.根据权利要求I所述的LED控制电路，其特征在于，所述调光控制电路包括微控制单元(3)、信号转换器(4)和温度检测器(5)，所述微控制单元(3)接收所述调光信号(SI)和由所述温度检测器(5)检测到的所述温度信号(S2)，并向所述信号转换器(4)发出对应于各个负载组(LED string_l, . . . LED string_N)的脉宽调制信号(PWM 1，...PWM N)，所述信号转换器(4)根据所述脉宽调制信号(PWM_1，... PWM N)分别向各个开关(Q1,... Qn)发出相应的控制信号(S3p . . . S3n)。
3.根据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于，所述微控制单元(3)接收经整流单元(I)整流后的所述调光器输出的信号作为调光信号(SI)。
4.根据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于，所述微控制单元(3)接收直接由所述调光器输出的信号作为调光信号(SI)。
5.根据权利要求3或4所述的LED控制电路，其特征在于，所述微控制单元(3)包括信号处理器(31)、中央处理器(32)和模数转换器(33)，其中所述调光信号(SI)经所述信号处理器(31)输入到所述中央处理器(32)，并且所述温度信号(S2)经所述模数转换器(33) 输入到所述中央处理器(32)。
6.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于，还包括比例模块￠)，所述比例模块(6)的一端后接于所述整流单元(I)，并且另一端连接所述信号处理器(31)，所述调光信号(SI)经所述比例模块￠)、所述信号处理器(31)输入到所述中央处理器(32)。
7.根据权利要求6所述的LED控制电路，其特征在于，所述信号处理器(31)是实时波形分析器(31')。
8.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于，所述信号处理器(31)是直接连接至调光器以获取所述调光信号(SI)的信号解码器(31")。
9.根据权利要求2-4中任一项所述的LED控制电路，其特征在于，在所述整流单元(I) 和所述负载组支路之间连接有一个唯一的两级降压转换单元(2)。
10.根据权利要求9所述的LED控制电路，其特征在于，所述两级降压转换单元(2)包括校正功率因数的第一降压转换器(21)和进行直流-直流转换的第二滞环降压转换器(22)。
11.根据权利要求10所述的LED控制电路，其特征在于，所述LED控制电路还包括与所述第一降压转换器(21)连接的功率因数校正控制器(8)以及与所述第二滞环降压转换器(22)连接的滞环降压控制器(9)。
12.根据权利要求11所述的LED控制电路，其特征在于，所述功率因数校正控制器(8) 和滞环降压控制器(9)与所述微控制单元(3)和信号转换器(4)集成在同一芯片上。
13.根据权利要求2-4中任一项所述的LED控制电路，其特征在于，所述温度检测器(5)包括第一电阻(Rl)和热敏电阻(NTC)，其中所述第一电阻(Rl)的一端连接直流电源 (VDD)，另一端连接所述热敏电阻(NTC)的一端，所述热敏电阻(NTC)的另一端接地，所述微控制单元(3)连接在所述第一电阻(Rl)和所述热敏电阻(NTC)之间。
14.根据权利要求2-4中任一项所述的LED控制电路，其特征在于，所述开关 (Q1, Qn)为MOSFET (Q1, . . . Qn)，其中所述MOSFET (Q1, . . . Qn)的栅极连接所述信号转换器(4)获取相应的控制信号(S31，. S3N)，各个负载组(LED string_l,.. LED string_N)分别连接在对应的MOSFE^Q1, ... Qn)的漏极和源极之间，所述LED控制电路还包括与所述各个负载组(LED string_l,. . . LED string_N)并联的连接在所述MOSFET (Q1,…Qn)的漏极和源极之间的滤波电容(C1, . . . Cn)。
15.根据权利要求2-4中任一项所述的LED控制电路，其特征在于，所述整流单元(I) 包括EMI滤波器(11)和整流桥(12)，其中所述EMI滤波器(11)后接于所述调光器并且前接于所述整流桥(12)，所述整流桥(12)前接于所述降压转换单元(2)。
专利摘要本实用新型涉及一种LED控制电路，包括整流单元(1)和具有串联在一起的多个负载组(LED string_1，...LED string_N)的负载组支路、以及多个与各自的负载组(LED string_1，...LED string_N)并联的开关(Q1，...QN)，其特征在于，所述LED控制电路还包括调光控制电路，所述调光控制电路接收表征调光状态的调光信号(S1)以及表征所述负载组支路温度的温度信号(S2)并向各个开关(Q1，...QN)输出控制信号(S31，...S3N)。根据本实用新型的这种LED控制电路具有结构简单、成本低廉、易于集成和兼容性强的优点。
文档编号G01K7/22GK202364429SQ20112044390
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者卢卡·博尔汀, 廖武强, 谭伟, 陈玉立 申请人:欧司朗股份有限公司