一种同时调色温和调光的发光二极管灯调节装置及发光二极管灯的制作方法

一种同时调色温和调光的发光二极管灯调节装置及发光二极管灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种同时调色温和调光的发光二极管灯调节装置及发光二极管灯，包括：市电输入，输入滤波及整流电路；两组或更多组LED发光体；第一恒流电源转换电路固定电流输出至所述第一组LED发光体，一个或多个第二恒流电源转换电路，提供多级可变电流输出至对应的第二组LED发光体。由此使得整个LED灯的结合输出流明及色温效果在多级预置值中循环变化，实现同时分级调色温和调光。本实用新型能够简单而有效地解决使用白光LED灯进行调色温以及调光的技术难题，根据人们的生活需要提供了舒适的照明环境，也有效地节约了能源。
【专利说明】一种同时调色温和调光的发光二极管灯调节装置及发光二 极管灯

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及发光二极管（LED)灯的应用和控制领域，更具体地，涉及一种可 对发光二极管灯进行同时分级调色温和调光的调节控制装置。
[0002] 本实用新型有利于使用在家用和商用的发光二极管灯，并特别有利于用于使用简 单的装置结构实现对LED灯同时分级调色温和调光。

【背景技术】
[0003] 随着科学技术的发展，半导体照明技术因节能、环保、寿命长等特点而被广泛应用 于各个领域，特别是大功率白光发光二极管（LED)芯片技术日趋成熟，产品涵盖了更多的 尺寸，电压，流明输出和色温。
[0004] LED的基本结构是一块电致发光的半导体晶片，固化到支架上，四周用环氧树脂包 围密封，具有低能耗、高使用寿命、低散热、高抗震且环保等优点。
[0005] 对于一般照明而言，人们更习惯于白光或类似于太阳光或烛光的照明效果。这就 对LED灯的色温有了更高的要求。
[0006] 普通的白光LED通常是使用蓝光光源来得到的。具体而言，将蓝光LED基片（诸 如，GaN)安装在反射腔中，覆盖以混有荧光粉的树脂薄层。LED基片发出的蓝光部分被 荧光粉吸收激发至较低光谱的黄光，另一部分蓝光与荧光粉激发出的黄光混合，可以得 到得白光。通过混合不同化学成分的成荧光粉，和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温 2000K-10000K范围的白光。
[0007] 但是，在LED灯的使用过程中，有时候会遇到灯光过强或较暗而影响到照明效果 需要进行调节的情况。一般白炽灯的灯光在调暗时，灯光的色温会随着调低，这符合人类 的视觉预期，也实现了平滑的色温过渡。但常规的LED灯在调暗时色温不变，同时一般的 LED灯与调节器经常出现兼容性的问题，导致操作时出现闪烁和不稳定，因此不能满足各 种不同应用环境的需求。
[0008] 因此，对于目前的LED灯，急需使用一般低成本的常规蓝光转白光的LED芯片，并 且期望该LED灯能实现类似白炽灯调节的能够将调色温和调光同时完成的目标效果。 实用新型内容
[0009] 针对以上现有技术缺陷，本实用新型目的之一至少在于提供一种对发光二极管 LED灯的色温进行分级调节并同时能进行调光的调节控制装置以及包括该调节控制装置的 LED灯。由本实用新型所提出的调节装置能够使得常规的LED灯的色温及流明同时分级可 调，并能覆盖整个常规色温范围（例如2000K至7000K)，达到同时调色温和调光的显著技术 效果。
[0010] 根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于发光二极管LED灯的调节装置，包 括：输入滤波及整流电路，包括：输入端，耦合市电输入，输出端，提供直流电和电源开关信 号；两组或更多组LED发光体，包括第一组LED发光体和若干个第二组LED发光体，所述第 二组LED发光体的色温不同于所述第一组LED发光体的色温；第一恒流电源转换电路，包 括：输入端，耦合至所述输入滤波及整流电路的输出端，两个输出端，其间耦合有所述第一 组LED发光体，耦合并提供固定电流输出至所述第一组LED发光体，使所述第一组LED发光 体的色温和流明输出为恒定值；一个或多个第二恒流电源转换电路，其中每一个第二恒流 电源转换电路均包括：输入端，耦合至所述输入滤波及整流电路的输出端，两个输出端，其 间耦合有所述若干个第二组LED发光体中的对应的第二组LED发光体，耦合并提供多级可 变电流输出至所述对应的第二组LED发光体，使所述对应的第二组LED发光体的流明输出 在多级预置值中调节，由此使得所述第一组LED发光体与所述第二组LED发光体两者的输 出在混合后产生不同级别的结合色温和流明，实现了同时分级调节结合色温和调光。
[0011] 根据本实用新型的第二个方面，每一个第二恒流电源转换电路还包括：开关检测 电路，其输入端耦合至所述输入滤波及整流电路，用于检测电源开关信号，并向分级电流调 整电路提供有关电源开关信号的电源控制信息；分级电流调整电路，耦合至所述开关检测 电路并接收所述电源开关信息，并在电源开关信号指示关断状态的时间小于一预设时间的 情况下产生切换控制信号；第二恒流电源转换器，耦合至所述分级电流调整电路并接收所 述切换控制信号，根据切换控制信号的出现而循环切换至提供不同的多级可变电流输出至 所述第二恒流电源转换电路的输出端，由此实现同时分级调节结合色温和调光。
[0012] 根据本实用新型的第三个方面，每一个第二恒流电源转换电路进一步包括：电平 检测电路，耦合在所述第二恒流电源转换电路的第二恒流电源转换器以及所述第一恒流电 源转换电路之间，用于控制所述第一恒流电源转换电路的开/关状态。
[0013] 根据本实用新型的第四个方面，当所述第二恒流电源转换电路的可变电流输出为 满额输出时，所述电平检测电路关掉所述第一恒流电源转换电路，使所述调节装置仅有第 二组LED发光体发光，输出第二组LED发光体的单一色温和流明；当所述第二恒流电源转换 电路的可变电流输出不是满额输出时，所述电平检测电路开启所述第一恒流电源转换电 路，使所述调节装置的第一组LED发光体和第二组发光体均发光，两者混合后的输出为结 合色温和结合流明，完成色温和光亮度的同时调节；当所述第二恒流电源转换电路的可变 电流输出为零输出时，所述电平检测电路开启所述第一恒流电源转换电路，使所述调节装 置仅有第一组LED发光体发光，输出第一组LED发光体的单一色温和流明。
[0014] 根据本实用新型的第五个方面，所述输入滤波及整流电路的输入端进一步耦合至 LED灯的灯头，所述灯头经由电源开关而连接到市电输入，所述输入滤波及整流电路、所述 第一恒流电源转换电路和所述一个或多个第二恒流电源转换电路均耦合到共用地线。
[0015] 根据本实用新型的第六个方面，所述第一恒流电源转换电路的固定电流输出包 括：满额输出和零输出两种状态；以及所述一个或多个第二恒流电源转换电路的多级可变 电流输出受所述分级电流调整电路的切换控制信号的控制，包括：满额输出、零输出、以及 介于这两者之间的不同级数的可变输出预置值；基于所述第一恒流电源转换电路的固定电 流输出和所述一个或多个第二恒流电源转换电路的多级可变电流输出，所述第一组LED发 光体输出固定的色温和流明或不输出，同时所述第二组LED发光体提供不同的分级可调的 流明输出，两者混合从而产生不同级别的结合色温和流明输出，完成同时分级调色温和调 光的目的。
[0016] 根据本实用新型的第七个方面，所述分级电流调整电路包括一存储器，用于预存 初始化工作状态，其中在任何状态，如果电源开关信号处于关断状态的时间超过预设时间 以上，所述第一组LED发光体和所述第二组LED发光体关闭发光，并在下一次电源开关信号 指示重新接通时自动恢复到所述初始化工作状态，所述初始化工作状态是如下之一：
[0017] A.预先设定的结合色温和流明均为最低的工作状态；
[0018] B.预先设定的结合色温和流明均为最高的工作状态；
[0019] C.前次LED灯关闭时的结合色温和流明的最后工作状态。
[0020] 根据本实用新型的第八个方面，所述电源开关信号所控制的色温和调光分级的级 数为2至10个，所述预设时间为0. 1至10秒。
[0021] 根据本实用新型的第九个方面，所述第一组LED发光体包括一个或多个蓝光激发 荧光粉转换的表面组装式SMT封装LED芯片，包括一个或多个在2000K至3500K范围内的 色温的LED发光体；所述第二组LED发光体包括一个或多个蓝光激发荧光粉转换的表面组 装式SMT封装LED芯片，包括一个或多个在3000K至7000K范围内的色温的LED发光体。
[0022] 根据本实用新型的第十个方面，提供了一种发光二极管LED灯，包括：灯头，所述 灯头经由一电源开关而连接到市电输入；后盖和散热器模块，耦合到所述灯头，在所述后盖 中容纳有如以上第二个方面或第三个方面所述的调节装置；灯泡，耦合到所述后盖和散热 器模块，覆盖在所述调节装置的两组或更多组LED发光体之上，提供不同级别的结合色温 和流明输出，完成同时分级调色温和调光的目的。
[0023] 本实用新型目的至少在于实现使用通用的蓝光激发荧光粉转换白光式样的LED 芯片来同时调节色温和调光的双重效果。用一装置可以覆盖普通LED芯片产品可以提供的 整个色温范围（例如2000K至7000K)，足以模拟蜡烛光到冷白太阳光的同时分级调色温及 调光的效果。
[0024] 本实用新型的目的还在于提供一种新型的同时调色温和调光的LED灯，其廉价、 高效、使用寿命长且节能环保，能减少零售商对不同色温LED灯库存数量的需求，向用户提 供舒适的照明环境。
[0025] 应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性 的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部 分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。 在结合附图并阅读了下面的对特定的非限制性本实用新型的实施例之后，本实用新型的其 他特征以及优点将变得显而易见。其中：
[0027] 图1是根据本实用新型的一个实施例的用于同时分级调色温和调光调节装置的 电路结构图；
[0028] 图2是根据本实用新型的一个实施例的LED灯的系统结构图；
[0029] 图3是根据本实用新型的一个实施例的用于同时分级调色温和调光的电源控制 状态与输出状态的对比示意图；
[0030] 图4是根据本实用新型的另一个实施案例的调节装置的电路结构图；
[0031] 图5是根据本实用新型的另一个实施例的开关状态与输出状态表；
[0032] 图6是根据本实用新型的另一个实施例的同时分级调色温和调光方法的流程图。

【具体实施方式】
[0033] 现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的 情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型 中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术 语可能是 申请人:按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。 此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本 实用新型。
[0034] 根据至少一个实施例，本实用新型所提出的对LED灯同时分级调色温和调光的调 节控制装置主要由连接到用于光输出的LED发光体的调节电路模块组所构成，其可以对普 通的LED发光体进行控制以实现同时分级调色温和调光。
[0035] 图1是根据本实用新型的一个实施例的调节装置的典型电路结构图。如图1所示， 灯头1〇〇耦合到市电输入（图上没有示出），并从外部（以下将结合附图2详述）接收电源 开关信号。从灯头1〇〇输出交流电和电源开关信号至输入滤波及整流电路的输入端。输入 滤波及整流电路也称电磁干扰（EMI)滤波器和整流器模块201。在EMI滤波器和整流器模 块201中，滤波器的作用主要是防止LED灯的内部电路对电网产生干扰。而整流器配合滤 波电容对交流电进行整流，其输出端输出直流电。直流电被馈送至第一恒流电源转换电路 204和第二恒流电源转换电路205。在一个实施例中，滤波器是31型滤波电路，整流器是桥 式整流器。在其他实施例中，可以采用本领域中已知的其他合适的滤波电路和整流电路。
[0036] 第一恒流电源转换电路204的输入端耦合至EMI滤波器和整流器模块201的输出 端，并具有两个输出端，在两个输出端之间f禹合有第一组LED发光体，借此，向该第一组LED 发光体提供固定电流输出，使第一组LED发光体的色温和流明输出为恒定值。在一个实施 例中，第一恒流电源转换电路204是一个降压拓扑结构的开关电源稳压器。第一恒流电源 转换电路204是固定输出型，其固定电流输出在设计时已经固定，输出电流水平不会受外 部电源开关信号的切换而改变。由此，第一〖亘流电源转换电路204的固定电流输出包括：满 额输出和零输出两种状态。在一个实施例中，满额输出下的固定电流输出可以是130mA。
[0037] 为了达到同时分级调色温和调光的效果，根据本申请的一个实施例，在此提供了 一个或多个第二恒流电源转换电路205。虽然图1中仅仅示出了一个第二恒流电源转换电 路205,但本领域技术人员可以理解到，出于技术效果和成本效益的考虑，在条件允许的情 况下可以设置两个或两个以上的第二恒流电源转换电路205。例如，在另一个实施例中，可 以设置一组第一恒流电源转换电路204和四组第二恒流电源转换电路205。而在还有一个 实施例中，可以设置一组第一恒流电源转换电路204和五组第二恒流电源转换电路205。本 申请的当前描述均是示例性的用于说明第一恒流电源转换电路204和第二恒流电源转换 电路205和连接关系，并不旨在限制其实施的数量。
[0038] 第二恒流电源转换电路205同样耦合至EMI滤波器和整流器模块201的输出端， 并且同样具有两个输出端，在两个输出端之间耦合有第二组LED发光体。当存在多个第二 恒流电源转换电路205时，每一个第二恒流电源转换电路205都接收EMI滤波器和整流器 模块201的输出，并且在每个第二恒流电源转换电路205的两个输出端之间耦合有到其对 应的第二组LED发光体。第二恒流电源转换电路205向其对应的第二组LED发光体提供多 级可变的电流输出，由此控制第二组LED发光体的流明输出在多级预置值中分级调节。根 据有色光源混合原理，当第一组LED发光体的色温和流明输出为恒定值时，由于第二组不 同色温的LED发光体的流明输出发生分级变化（例如，分级升高或分级降低），第一组LED 发光体和第二组LED发光体的输出相混合，由此实现了混合后的结合色温和流明也发生了 分级变化，实现了同时分级调节结合色温和调光。根据一个实施例，有色光源混合后的变化 方式可以参考CIE1931色度图。根据另一个较佳实施例，不同色温光源混合后的变化方式 可以参考CIE1931色度图中的普朗克轨迹（planckian locus)。
[0039] 第一组LED发光体和第二组LED发光体由一个或多个色温的蓝光激发荧光粉转换 白光的LED芯片所组成，其组成方式可以是串联或并联。蓝光激发荧光粉转换白光的LED 芯片相比于其他单色频谱LED芯片（例如650nm左右的红色LED))而言具有更好的热衰减 和老化衰减特性，这样，可以在不同温度下操作、或可以将不同老化程度的LED灯放在一起 运行而没有明显的色温差异。第一组LED发光体的设定色温与第二组LED发光体的设定色 温不同。在一个实施例中，第二组LED发光体的色温低于第一组LED发光体的色温。在另 一个实施例中，第二组LED发光体的色温可高于第一组LED发光体的色温。
[0040] 根据本申请的一个实施例，第二恒流电源转换电路205包括：第二恒流电源转换 器2051、分级电流调整电路2052以及开关检测电路2053。开关检测电路2053的输入端耦 合至EMI滤波器和整流器模块201的输出端，用于实时地不断检测灯头100所导入的电源 开关信号，并向分级电流调整电路2052提供有关电源开关信号的电源控制信息。电源开关 信息反应了电源控制信号的状态，例如，接通（0N)或关断（OFF)。在一个实施例中，开关检 测电路2053由电容器和齐纳二极管组成。
[0041] 分级电流调整电路2052的输入端耦合至开关检测电路2053的输出端，并接收所 述电源开关信息。在一个实施例中，分级电流调整电路2052由一片可编程单片机以及相关 电路组成。并且，分级电流调整电路2052进一步包括一存储器la，用于预存用于LED灯的 预设的初始化工作状态。该预设的初始化工作状态将在下文中结合附图6进行更为详细的 描述。当电源控制信息指示外部的电源开关信号处于关断状态，且其维持在关断状态的时 间小于一"预设时间"时，分级电流调整电路2052会被触发而输出切换控制信号，由此使第 二恒流电源转换器2051的输出电流水平从一个水平切换至另一个水平，产生电流分级输 出效果，进而改变连接到其输出的第二组LED发光体的流明输出，使得第二组LED发光体的 流明输出也发生分级的变化。当第二组LED发光体的流明输出分级变化而第一组LED发光 体的色温和流明不变时，两者输出后混合得到的结合色温和流明也是分级变化的，由此实 现同时分级调色温和调光。具体的切换方式和效果将在下文中结合附图3进行详述。
[0042] 第二恒流电源转换器2051耦合至分级电流调整电路2052的输出，并接收所述切 换控制信号，根据切换控制信号的出现而循环切换输出水平，由此提供不同的多级可变电 流输出，该多级可变电流输出被馈送至其对应的第二组LED发光体。由此，第二恒流电源转 换电路205的多级可变电流输出受分级电流调整电路2052的切换控制信号的控制，包括 ： 满额输出、零输出、以及介于这两者之间的不同级数的可变输出预置值，由此实现同时分级 调色温和调光。在一个实施例中，第二恒流电源转换器2051与第一恒流电源转换电路204 相似，同样是降压拓扑结构的开关电源稳压器。
[0043] 由此，可以经由该第二恒流电源转换电路205向其对应的第二组LED发光体提供 不同的电流输出，由此改变对应的第二组LED发光体的流明输出，与第一组LED发光体输出 的恒定色温和流明进行组合，产生不同的结合色温/流明输出效果，由此实现同时分级调 色温和调光。关于第一组LED发光体和第二组LED发光体分别输出的色温和流明的混合方 式，可以采用现有技术中常用的各种色温混合计算方式来得到混合后的结合色温输出。例 如，在一个实施例中，可以通过常规的色温坐标计算方式（例如，CIE1931色度图）来得到 结合色温值。在另一个实施例中，可以根据多次实验，根据不同的第一组和第二组LED发光 体的色温，结合第二组不同色温的LED发光体的不同的流明输出，测量混合后的结合色温 和流明，经过多次实验得到较佳的结合色温值。
[0044] 多级可变电流输出的分级数量是在分级电流调整电路2052内预先设定的。在本 申请的第一实施例中，分级数量被设定为三。在本申请的另一实施例中，分级数量被设定为 四。在本申请的其他实施例中，分级数量被设定为二个到十个中的任何一个。不同的分级 数量对应于最终不同的结合色温/流明输出值，也即对应于不同的最终色温和光亮度。分 级数量越多，可以实现的调色温和调光效果就越丰富。在一个实施例中，分级效果可以是从 最亮且最高色温到最暗且最低色温而逐级下降变化。在另一个实施例中，分级效果可以是 从最暗且最低色温到最亮且最高色温而逐级上升变化。
[0045] 另外，EMI滤波及整流电路201、第一恒流电源转换电路204和（多个）第二恒流 电源转换电路205均耦合到共用地线。
[0046] 图2是根据本实用新型的一个实施例的LED灯的系统结构图，其使用了如图1所 示的调节装置。如图2所示，根据本实用新型的一个实施例的LED灯可以做到与一般LED 灯相似的形状，并包括灯头100、后盖/散热器200和灯泡300。灯头100通过电源开关连 接到市电输入。电源开关是根据本实用新型一个实施例的电源控制方式，其可以由用户操 作或由其他控制设备进行控制（例如，通过蓝牙设备进行远程控制），以提供电源开关信 号。根据本实用新型的一个非限制性实施例，电源开关可以是但不限于现有的铺设在墙面 的0N/0FF切换式电气开关，可以便于接入常规的展示场地和家用环境。电源开关除了控制 LED灯的接通和关闭之外，也触发本实用新型的调节装置调整第二组LED发光体的流明分 级输出，达到与第一组LED发光体混合后的不同的结合色温/流明输出，实现同时分级调 色温和调光。后盖和散热器模块200耦合到灯头100,其中容纳有如图1所示的根据本实用 新型的一个实施例的调节装置。灯泡300耦合到后盖和散热器模块200,其覆盖在所述调节 装置的两组或更多组LED发光体之上。虽然图2上仅仅示出了一个第一组LED发光体和一 个第二组LED发光体，但本领域技术人员参考前文可以知道，本申请可以使用两个或两个 以上的第二组LED发光体。
[0047] 图3是根据本实用新型的一个实施例的用于同时分级调色温和调光的电源控制 状态与输出状态的对比示意图。外部输入的电源开关信号在接通（0N)状态和关断（OFF) 状态之间变化。当电源开关信号每次停留在关断状态下的时间小于"预设时间"时，分级电 流调整电路2052产生切换控制信号，使得（多个）第二组LED发光体切换发出不同的流明 输出，进而与第一组LED发光体的恒定色温/流明输出相结合，输出不同的结合色温/流 明。每一级的结合色温/流明都对应于一个特定效果的色温/光亮度，由此实现了同时分 级调色温和调光。在本实施例中，产生的结合色温/流明输出会在三个预设水平中循环变 化，即，在第一切换控制信号发出时，结合色温输出从3069K切换至2871K，结合流明输出从 7901m切换至5071m，由此同时降低了光亮度和色温；在第二切换控制信号发出时，结合色 温输出从2871K切换至2506K，结合流明输出从5071m切换至2831m，由此进一步同时降低 了光亮度和色温；在第三切换控制信号发出时，结合色温输出从2506K切换返回至3069K， 结合流明输出从2831m切换返回至7901m，由此同时升高了光亮度和色温，以此类推，使得 光亮度和色温同时发生逐级变化。当调整到所需的光亮度和色温时，电源开关信号可以停 留在接通状态，LED灯将以当前设置继续操作。此外，在任何时候，当电源开关信号处于关 断状态的时间大于该"预设时间"以上时，LED灯将停止工作，所有的第一和第二组LED发光 体都将关闭发光，在下一次电源开关信号指示重新接通（即，重新处于接通状态）时，所有 的第一和第二组LED发光体都将自动恢复到启用预先设定的初始化工作状态（将在下文详 述）。
[0048] 虽然在图3中示出了三个分级输出的结合色温/流明状态，但本领域技术人员可 以知晓，可以在分级电流调整电路2052中根据实际需要来设定多个分级状态。通常可以选 用2-10个工作状态。而LED发光体的循环变动的方式可以是由最亮（且最高色温）逐级 变暗到最暗（且最低色温），最后直接跳回最亮（且最高色温）；也可以是由最暗（且最低 色温）逐级变亮到最亮（且最高色温），最后直接跳回最暗（且最低色温）。上述的"预设 时间"一般选择为〇. 1秒至10秒，较佳地为〇. 1秒至5秒，最佳为0. 2秒至2秒。
[0049] 图4是根据本实用新型的另一个实施案例的调节装置的电路结构图。在图4中与 图1相同的元件使用相同的标号来标识。相比之下，图4的第二种调节装置在第二恒流电 源转换电路205b中添加了电平检测电路2054。电平检测电路2054耦合在第二恒流电源转 换电路205b的第二恒流电源转换器2051以及第一恒流电源转换电路204之间，用于控制 第一恒流电源转换电路204的开/关状态。借此将图3所示的分级数量扩展到四个。具体 而言，当第二恒流电源转换电路205b的电流输出为满额输出时，开关检测电路2053指示 电平检测电路2054关闭第一恒流电源转换电路204,由此关闭了与之相对应的第一组LED 发光体，使仅有第二组LED发光体发光，输出为第二组LED发光体的单一色温和流明。当第 二恒流电源转换电路205b的电流输出不是满额输出（而是介于满额输出和零输出之间的 不同级数的预置值）时，开关检测电路2053指示电平检测电路2054接通第一恒流电源转 换电路204,使两种恒流电源转换器一起工作，第一组LED发光体和第二组发光体均发光， 输出为结合色温和流明。当第二恒流电源转换电路205b的可变电流输出为零输出时，开 关检测电路2053指示电平检测电路2054仍然接通第一恒流电源转换电路204,使仅有第一 组LED发光体发光，输出为第一组LED发光体的单一色温和流明。在一个实施例中，仅有第 二组LED发光体发光情况下的第二组LED发光体输出的单一色温和流明可以高于仅有第一 组LED发光体发光情况下的第一组LED发光体输出的单一色温和流明。
[0050] 根据本实用新型的一个实施例，如图4所示的调节状态的具体操作结构被示出在 图5中。图5示出了开关状态与输出状态表，它表明根据本实用新型的同时分级调色温和 调光的LED灯可以提供在日光灯、冷白、暖白以及烛光的四种照明效果之间的切换。具体而 言：
[0051] 第一种色温和光亮度效果：当第二恒流电源转换电路205b的电流输出为满额输 出（100%)时，电平检测电路2054关闭第一恒流电源转换电路204,由此关闭了与之相对 应的第一组LED发光体，使仅有第二组LED发光体发光，整灯输出为第二组LED发光体的单 一色温和流明（诸如，高色温和高流明），整灯的输出效果为类似于日光灯；
[0052] 第二种色温和光亮度效果：当第二恒流电源转换电路205b的电流输出为60%时， 电平检测电路2054接通第一恒流电源转换电路204,使两组恒流电源转换器一起工作，第 一组LED发光体发光（第一组LED发光体是恒定100%输出），第二组LED发光体发光（60% 流明输出），整灯输出为中高色温和高流明，整灯的输出效果为类似于冷白光；
[0053] 第三种色温和光亮度效果：当第二恒流电源转换电路205b的电流输出为30%时， 电平检测电路同样使两组恒流电源转换器一起工作，第一组LED发光体发光（第一组LED 发光体是恒定100 %输出），第二组LED发光体发光（30 %流明输出），整灯输出为中低色温 和低流明，整灯的输出效果为类似于暖白光；
[0054] 第四种色温和光亮度效果：当第二恒流电源转换电路205b的可变电流输出为零 输出时，电平检测电路2054仍然接通第一恒流电源转换电路204,使仅有第一组LED发光 体发光（恒定100%输出），整灯输出为第一组LED发光体的单一色温和流明（诸如，低色 温和低流明），整灯的输出效果为类似于烛光。
[0055] 可见，基于第一恒流电源转换电路的固定电流输出和第二恒流电源转换电路的多 级可变电流输出，第一组LED发光体输出固定的色温和流明或不输出，同时第二组LED发光 体分级提供不同的流明输出，两者混合从而产生不同级别的结合色温和流明输出，完成同 时分级调色温和调光。
[0056] 图6是根据本实用新型的另一个实施例的同时分级调色温和调光方法的流程图。 整个流程从框600开始，LED灯启动。在框602,启用初始化工作状态，提供预设的色温和光 亮度效果，该初始化工作状态将在下文中详细说明；随后，进行到框604,保持在当前工作 模式；直到菱形块606,判断电源开关信号是否处于关断状态，如果不是（N)，则继续回到框 604 ;如果是（Y)，则在菱形块608中判断电源开关信号处于关断状态的时间是否大于"预设 时间"，如果不是（N)，则进行到框610,分级电流调整电路产生切换控制信号，切换到下一级 工作状态，使得（多个）第二组LED发光体切换到下一级别的工作状态，提供不同的流明输 出，进而与第一组LED发光体的恒定不变的色温/流明输出相结合，使得混合所产生的结合 色温和流明发生同时变化，达到了同时分级调色温和调光的效果，并回到框604,保持此时 的工作状态直到电源开关信号发生新的变化；如果在菱形块608中判断电源开关信号处于 关断状态的时间大于"预设时间"(Y)，则进行到框612,整个LED灯关闭，所有的第一和第二 组LED发光体都将关闭发光；直至菱形框614,判断电源开关信号是否指示重新接通（即， 重新处于接通状态），如是（Y)，则回到框602,所有的第一和第二组LED发光体都将自动恢 复到初始化工作状态并继续接下来的循环工作。该初始化工作状态是LED灯出厂时由生产 商预先设置在分级电流调整电路2052的存储器la中的，提供了多种不同的初始状态设置， 以满足不同用户的需要。该初始化工作状态可以是如下之一：
[0057] A.预先设定的结合色温和流明均为最低的工作状态，即色温/光亮度最低的效 果；
[0058] B.预先设定的结合色温和流明均为最高的工作状态，即色温/光亮度最高的效 果；
[0059] C.前次LED灯关闭时的结合色温和流明的最后工作状态。
[0060] 实骀效果
[0061] 为了验证本实用新型的可行性，构建了如下实验。
[0062] 对本实验中所使用的LED发光体的色温的选择主要考虑两个条件：一是应用范 围，二是成本考量。通过使用本实用新型的调节装置，可以在同一个LED灯中选择两个或两 个以上色温的LED发光体，并可以选择在调整色温时是否同时使灯变暗。由此，适用于不同 的使用环境。诸如：
[0063] 环境一：对展览产品提供照明的射灯，由于展品变更，需要改变色温，但输出光强 需要保持最_而不变；
[0064] 环境二：作为装饰用的蜡烛灯时，当调到最暗时，需要发出低色温（例如2000K)， 调到比较明亮时色温应一起提升（例如3000K);
[0065] 环境三：当作为展会用灯，需要高强度照明时，需要调整到最亮的流明和最高的色 温（例如5000K)。
[0066] 因此，使用一个LED灯在以上三种环境中进行切换，就需要三级或以上的色温/流 明调节功能以及两组或更多不同色温的LED发光体。
[0067] 在此，选用了一个提供固定输出（130mA)的第一恒流电源转换电路，其配备有对 应的普通表面组装式（SMT)封装的第一组LED发光体，第一组LED发光体是蓝光激发荧光 粉转换LED芯片，色温范围在2000K至3500K范围内，较佳地为2000K色温。另选了一个提 供分级可变输出（20-130mA)的第二恒流电源转换电路，其配备有对应的普通SMT封装的第 二组LED发光体，第二组LED发光体由两组串联的蓝光激发荧光粉转换LED芯片组成，色温 可以在3000K至7000K范围内，较佳地分别是3000K和4000K。由此，构成如图1所示的调 节装置。通过操作电源开关信号来控制该LED灯的分级调色温/流明输出时，所得到的结 果如下：
[0068]

【权利要求】
1. 一种同时调色温和调光的发光二极管灯调节装置，包括： 输入滤波及整流电路，包括： 输入端，稱合市电输入， 输出端，提供直流电和电源开关信号； 两组或更多组LED发光体，包括第一组LED发光体和若干个第二组LED发光体，所述第 二组LED发光体的色温不同于所述第一组LED发光体的色温； 第一恒流电源转换电路，包括： 输入端，耦合至所述输入滤波及整流电路的输出端， 两个输出端，其间耦合有所述第一组LED发光体，耦合并提供固定电流输出至所述第 一组LED发光体，使所述第一组LED发光体的色温和流明输出为恒定值； 一个或多个第二恒流电源转换电路，其中每一个第二恒流电源转换电路均包括： 输入端，耦合至所述输入滤波及整流电路的输出端， 两个输出端，其间耦合有所述若干个第二组LED发光体中的对应的第二组LED发光体， 耦合并提供多级可变电流输出至所述对应的第二组LED发光体，使所述对应的第二组LED 发光体的流明输出在多级预置值中调节，由此使得所述第一组LED发光体与所述第二组 LED发光体两者的输出在混合后产生不同级别的结合色温和流明，实现了同时分级调节结 合色温和调光。
2. 如权利要求1所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于，每一个第二恒流电源转 换电路还包括： 开关检测电路，其输入端耦合至所述输入滤波及整流电路，用于检测电源开关信号，并 向分级电流调整电路提供有关电源开关信号的电源控制信息； 分级电流调整电路，耦合至所述开关检测电路并接收所述电源开关信息，并在电源开 关信号指示关断状态的时间小于一预设时间的情况下产生切换控制信号； 第二恒流电源转换器，耦合至所述分级电流调整电路并接收所述切换控制信号，根据 切换控制信号的出现而循环切换至提供不同的多级可变电流输出至所述第二恒流电源转 换电路的输出端，由此实现同时分级调节结合色温和调光。
3. 如权利要求2所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于，每一个第二恒流电源转 换电路进一步包括： 电平检测电路，耦合在所述第二恒流电源转换电路的第二恒流电源转换器以及所述第 一恒流电源转换电路之间，用于控制所述第一恒流电源转换电路的开/关状态。
4. 如权利要求3所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于， 当所述第二恒流电源转换电路的可变电流输出为满额输出时，所述电平检测电路关 掉所述第一恒流电源转换电路，使所述调节装置仅有第二组LED发光体发光，输出第二组 LED发光体的单一色温和流明； 当所述第二恒流电源转换电路的可变电流输出不是满额输出时，所述电平检测电路 开启所述第一恒流电源转换电路，使所述调节装置的第一组LED发光体和第二组发光体均 发光，两者混合后的输出为结合色温和结合流明，完成色温和光亮度的同时调节； 当所述第二恒流电源转换电路的可变电流输出为零输出时，所述电平检测电路开启所 述第一恒流电源转换电路，使所述调节装置仅有第一组LED发光体发光，输出第一组LED 发光体的单一色温和流明。
5. 如权利要求2或3所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于， 所述输入滤波及整流电路的输入端进一步耦合至LED灯的灯头，所述灯头经由电源开 关而连接到市电输入， 所述输入滤波及整流电路、所述第一恒流电源转换电路和所述一个或多个第二恒流电 源转换电路均耦合到共用地线。
6. 如权利要求2或3所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于， 所述第一恒流电源转换电路的固定电流输出包括：满额输出和零输出两种状态；以及 所述一个或多个第二恒流电源转换电路的多级可变电流输出受所述分级电流调整电 路的切换控制信号的控制，包括：满额输出、零输出、以及介于这两者之间的不同级数的可 变输出预置值； 基于所述第一恒流电源转换电路的固定电流输出和所述一个或多个第二恒流电源转 换电路的多级可变电流输出，所述第一组LED发光体输出固定的色温和流明或不输出，同 时所述第二组LED发光体提供不同的分级可调的流明输出，两者混合从而产生不同级别的 结合色温和流明输出，完成同时分级调色温和调光的目的。
7. 如权利要求2或3所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于，所述分级电流调整电 路包括一存储器，用于预存初始化工作状态，其中在任何状态，如果电源开关信号处于关断 状态的时间超过预设时间以上，所述第一组LED发光体和所述第二组LED发光体关闭发光， 并在下一次电源开关信号指示重新接通时自动恢复到所述初始化工作状态，所述初始化工 作状态是如下之一： A. 预先设定的结合色温和流明均为最低的工作状态； B. 预先设定的结合色温和流明均为最高的工作状态； C. 前次LED灯关闭时的结合色温和流明的最后工作状态。
8. 如权利要求7所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于，所述电源开关信号所控 制的色温和调光分级的级数为2至10个，所述预设时间为0. 1至10秒。
9. 如权利要求2或3所述的发光二极管灯调节装置，其特征在于， 所述第一组LED发光体包括一个或多个蓝光激发荧光粉转换的表面组装式SMT封装 LED芯片，包括一个或多个在2000K至3500K范围内的色温的LED发光体； 所述第二组LED发光体包括一个或多个蓝光激发荧光粉转换的表面组装式SMT封装 LED芯片，包括一个或多个在3000K至7000K范围内的色温的LED发光体。
10. -种发光二极管灯，包括： 灯头，所述灯头经由一电源开关而连接到市电输入； 后盖和散热器模块，耦合到所述灯头，在所述后盖中容纳有如权利要求2或3所述的调 节装置； 灯泡，耦合到所述后盖和散热器模块，覆盖在所述调节装置的两组或更多组LED发光 体之上，提供不同级别的结合色温和流明输出，完成同时分级调色温和调光的目的。
【文档编号】F21S10/02GK204145802SQ201420310873
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】胡安华 申请人:马士科技有限公司