一种可保持状态的分段调光或调色LED驱动电路的制作方法

文档序号:12569275阅读:841来源:国知局
一种可保持状态的分段调光或调色LED驱动电路的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种LED驱动电路,尤其涉及一种可保持状态的分段调光或调色LED驱动电路。



背景技术:

近年来,LED灯替代传统白炽灯等作为照明电源得到广泛的应用,同时,调光或者调色应用需求也越来越多。目前LED灯调光方案不少,如可控硅调光、PWM调光等;调色方案则多为开关分段调色。

采用开关分段调光或调色方案进行调光或调色是一种比较简单的调光或调色方案,但是目前常规的分段调光和调色方案每种状态无法长时间保持,一般保持状态在3秒左右,即每次开关关闭超过3秒再开启就会复位,即恢复初始状态。这种特点导致一些需要长时间保持某个状态的应用无法实现。譬如一种分段调色方案为3个调色状态,初始态为黄光,第二个状态为暖光即白黄混合,第三个状态为白光。现应用需要状态为白光,即需要连续开启关闭开关两次才能达到效果。如果每天都需要这种应用,则每天都需要开启关闭开关两次才行,长期应用会减少开关寿命,且应用也不够方便。如果能够做到状态保持,第一天开关两次LED灯状态为白光,关灯后状态保持,第二天开灯时仍然为白光,第三天开灯时也为白光,这样不用每天都频繁开关,应用更加方便。



技术实现要素:

针对以上技术问题,本实用新型公开了一种可保持状态的分段调光或调色LED驱动电路,可以实现长时间保持状态,具有记忆功能,减少了光源的损耗,应用更加方便。

对此,本实用新型的技术方案为:

一种可保持状态的分段调光或调色LED驱动电路,其包括电源开关、整流电路、供电模块、状态变化/状态保持模块、恒流输出控制模块,所述电源开关与整流电路连接,所述整流电路与供电模块连接,所述供电模块与状态变化/状态保持模块、恒流输出模块连接,所述状态变化/状态保持模块与恒流输出控制模块连接,所述恒流输出控制模块与LED的一端、整流电路连接,所述LED的另一端与整流电路连接。

其中,供电模块为后续电路模块提供电源;状态变化/状态保持模块根据电源开关的开启关闭状态改变或者保持使能信号控制恒流输出模块的输出,实现调光或调色;所述恒流输出模块接收状态变化/状态保持模块的使能信号控制输出电流的大小以及输出开关的开启关闭状态实现调光或调色。

作为本实用新型的进一步改进,所述状态变化/状态保持模块包括上电掉电复位电路、基准电压产生电路、振荡器、计数器、加/减法器、锁存器,所述供电模块包括供电电路、电容C1和电容C2,所述供电电路对电容C1和电容C2充电,产生两个电压,分别为Vdd和Vcc,所述电容C1和电容C2接地,所述供电电路与电容C1的连接点与上电掉电复位电路、振荡器、计数器连接,所述供电电路与电容C2的连接点与加/减法器、锁存器连接;所述上电掉电复位电路与基准电压产生电路、振荡器连接,所述基准电压产生电路与锁存器、恒流输出控制模块连接,所述振荡器与计数器连接,所述计数器与加/减法器、恒流输出控制模块、上电掉电复位电路、锁存器连接,所述加/减法器与锁存器连接。

作为本实用新型的进一步改进,所述LED包括白光LED第一LED和黄光LED第二LED,所述白光LED第一LED和黄光LED第二LED并联连接,并联的一端与整流电路连接,并联的另一端与恒流输出控制模块连接,所述恒流输出控制模块与电阻R1的一端和电阻R2的一端串联,所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端连接并接地。其中,所述第一LED和第二LED的发光颜色不同。优选的,所述第一为白光LED,第二LED为黄光LED。

作为本实用新型的进一步改进,所述LED的一端与恒流输出控制模块连接,所述LED的另一端与整流电路连接,所述恒流输出控制模块与电阻R1的两端连接,所述恒流输出控制模块与电阻R2的一端连接,所述电阻R2的一端与电阻R1连接,所述电阻R2的另一端接地。优选的,所述LED为白光LED。

作为本实用新型的进一步改进,所述LED包括白光LED,所述白光LED的一端与恒流输出控制模块连接,所述白光LED的另一端与整流电路连接,所述恒流输出控制模块与电阻R1的两端连接,所述恒流输出控制模块与电阻R2的一端连接,所述电阻R2的一端与电阻R1连接,所述电阻R2的另一端接地。

作为本实用新型的进一步改进,所述电源开关为机械开关、红外线电子开关、射频电子开关或声控电子开关。

作为本实用新型的进一步改进,所述整流电路包括整流桥堆。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

采用本实用新型的技术方案,可以实现长时间保持状态,具有记忆功能,同时还能根据需要进行分段调光和调色,避免了无意义地调整光源的状态,减少了光源的损耗,并使光源的使用符合人们的使用习惯,更加人性化。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路模块示意图。

图2是本实用新型实施例1的电路图。

图3是本实用新型实施例1的恒流输出控制电路的电路图。

图4是本实用新型实施例2的电路图。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示,一种保持状态的三段式分段调色LED驱动电路,其包括电源开关、整流电路、供电模块、状态变化/状态保持模块、恒流输出控制模块,所述电源开关与整流电路连接,所述整流电路与供电模块连接,所述整流电路为整流桥堆,所述供电模块与状态变化/状态保持模块、恒流输出模块连接,所述状态变化/状态保持模块与恒流输出控制模块连接,所述恒流输出控制模块与LED的一端、整流电路连接,所述LED的另一端与整流电路连接。

具体的,如图2所示,所述状态变化/状态保持模块包括上电掉电复位电路、基准电压产生电路、振荡器、计数器、加/减法器、锁存器,所述供电模块包括供电电路、电容C1和电容C2,所述供电电路对电容C1和电容C2充电,产生两个电压,分别为Vdd和Vcc,所述电容C1和电容C2接地,所述供电电路与电容C1的连接点与上电掉电复位电路、振荡器、计数器连接,所述供电电路与电容C2的连接点与加/减法器、锁存器连接;所述上电掉电复位电路与基准电压产生电路、振荡器连接,所述基准电压产生电路与锁存器、恒流输出控制模块连接,所述振荡器与计数器连接,所述计数器与加/减法器、恒流输出控制模块、上电掉电复位电路、锁存器连接,所述加/减法器与锁存器连接。

如图2所示,电路中供电电路为后续电路模块产生两个电源Vdd和Vcc,具体的当电源开关开启时,供电电路对电容C1和C2充电,Vdd和Vcc上升到预设电压(例如5V),为后续电路提供电源;当电源开关关闭,供电电路停止供电,电容C1和C2开始放电,Vdd和Vcc下降。其中Vcc是后续加减法器和锁存器电源,Vdd是其它电路模块电源,Vdd控制调色状态变化,Vcc控制调色状态保持。由于加减法器和锁存器在没有电平翻转时没有电流损耗,故Vcc在电源开关关闭时能够长期保持,为长时间保持状态提供实现可能,调整Vcc对地电容C2的大小可以调整电源开关关闭时状态保持时间。

如图2所示,上电掉电复位电路检测电源Vdd的变化,产生一个上电掉电使能信号EN1,当Vdd由低到高上升到开启阈值时使能信号EN1翻高,即由“0”变为“1”,当Vdd由高到低下降到关闭阈值时使能信号EN1翻低,即由“1”变为“0”。具体的当电源开关开启,供电电路对电容C1充电,Vdd上升,当Vdd达到开启阈值(假定为4V),EN1由“0”变为“1”;当电源开关关闭,供电电路停止供电,电容C1放电,Vdd下降,当Vdd达到关闭阈值(假定为2V),EN1由“1”变为“0”。

振荡器和计数器当使能信号EN1=1时开始工作,此时计数器会输出一个加减法切换信号EN2到加减法器中,EN=1,加减法器为加法状态。计数器开始计时,当计数器计时到t1(假定为100ms),产生一个脉冲信号CLK1输出到加减法器控制加法器后移一个状态,即调色状态变化;当计数器继续计时到t2(假定为3s),加减法切换信号EN2由“1”变为“0”,加减法器变为减法状态;当计数器继续计时到t3(假定为10s),产生一个脉冲信号CLK2输出到加减法器控制减法法器前移一个状态。当使能信号EN1=0时计数器复位,使能信号EN2恢复为“1”状态。具体的当电源开关开启持续时间100ms,计数器产生脉冲信号CLK1使调色状态后移一个状态,当电源开关开启持续时间10s,计数器产生脉冲信号CLK2使调色状态前移一个状态,即恢复到此次电源开关开启时状态。

加减法器接收计数器输出脉冲信号进行加减法,产生调色控制信号Q1和Q2,输出到锁存器中进行保持,本实现方式为三段分段调色应用,故Q1和Q2有三种状态,假定三种状态依次为1)Q1=0/Q2=1,2)Q1=Q2=1,3)Q1=1/Q2=0,第一次开关Q1和Q2默认状态为Q1=0/Q2=1,那么当接收到CLK1信号时,Q1和Q2状态变为Q1=Q2=1;当接收到CLK2信号时,Q1和Q2状态变回Q1=0/Q2=1。

锁存器接收加减法器输出的信号Q1和Q2并保存,当使能信号EN1由“1”翻转为“0”时,即电源开关关闭时,锁存器输出使能信号SEL1和SEL2到基准电压产生电路选择输出基准电压,输出使能信号SEL1和SEL2到恒流输出控制电路控制调色,其中SEL1=Q1,SEL2=Q2。具体的当电源开关开启时,加减法器产生使能信号Q1和Q2实现调色状态变化,通过锁存器进行存储,不会立刻反映到输出;当电源开关关闭时,锁存器输出使能信号SEL1=Q1,SEL2=Q2改变输出状态,当下一次电源开关开启时此变化反映到输出,实现调色功能。

其中,恒流输出控制电路的电路图如图3所示,其包括输出out1端、输出out2端第一放大器、MOS管Q1、MOS管Q2、第二放大器、MOS管Q3、MOS管Q4,所述第一放大器的输入正端与基准电压产生电路连接,输入Verf1信号,第一放大器的输入负端与电阻R1的一端、MOS管Q2的的漏极连接,第一放大器的输出端与MOS管Q1的源极、MOS管Q2的栅极连接,MOS管Q2的源极与输出out1端连接,MOS管Q1的栅极与锁存器连接,接收锁存器的输出使能信号SEL1,MOS管Q1的漏极与电阻R1的另一端连接,并接地;

所述第二放大器的输入正端与基准电压产生电路连接,输入Verf2信号,第二放大器的输入负端与电阻R2的一端、MOS管Q4的的漏极连接,第二放大器的输出端与MOS管Q3的源极、MOS管Q4的栅极连接,MOS管Q4的源极与输出out2端连接,MOS管Q3的栅极与锁存器连接,接收锁存器的输出使能信号SEL2,MOS管Q3的漏极与电阻R2的另一端连接,并接地。

输出out1端接白光LED,输出out2端接黄光LED,锁存器输出使能信号SEL1和SEL2到恒流输出控制电路,控制输出级MOS开关管的开启、关闭,从而实现调色。

基准电压产生电路产生不同的基准电压根据使能信号SEL1和SEL2进行选择输出到恒流输出控制电路控制输出电流的大小。

恒流输出控制电路接收基准电压和使能信号SEL1和SEL2控制输出电流的大小以及输出端口开关管的开启和关断。

下面举例说明此具体实现方式如何实现三段调色以及长时间状态保持:

如图2所示,所述LED包括白光LED和黄光LED,所述白光LED和黄光LED并联连接,并联的一端与整流电路连接,并联的另一端与恒流输出控制模块连接,所述恒流输出控制模块与电阻R1的一端和电阻R2的一端串联,所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端连接并接地。

当电源开关第一次开启时,供电电路对电容C1和C2充电,产生Vdd和Vcc。当Vdd产生,使能信号SEL1和SEL2默认状态为SEL1=0/SEL2=1,则黄光LED灯亮,白光LED灭,假定选择基准电压为Vref2,则黄光LED灯电流为I2=Vref2/R2。当使能信号EN1翻高时开始计时,超过t1,假定t1为100ms,使能信号Q1和Q2由Q1=0/Q2=1变化为Q1=Q2=1。此时如果电源开关在t3时间内关闭,假定t3为10s,则下一次电源开关开启时使能信号SEL1和SEL2变化为SEL1=SEL2=1,即黄光LED灯和白光LED灯同时亮,且基准变为Vref1,黄光LED灯和白光LED灯电流分别为I1=Vref1/R1,I2=Vref1/R2;如果电源开关在t3(为10s)时间以后关闭,则下一次电源开关开启时使能信号SEL1和SEL2保持上一次开关状态,即SEL1=0/SEL2=1,黄光LED灯亮,白光LED灭。

综上所述,每次电源开关开启时间在t1和t3之间,那么下一次电源开关开启时变化一个状态,实现调色;每次电源开关开启时间大于t3时,那么下一次电源开关开启时保持上一次开关状态。其中时间t1和t3可根据应用需求进行设置,状态保持需保持电源Vcc有电,整个电路内Vcc没有静态损耗电流,故此应用能够实现,调整Vcc电容C2可调节保持时间。

实施例2

在实施例1的基础上,如图4所示,一种保持状态的三段式分段调光LED驱动电路;所述LED包括白光LED,所述白光LED的一端与恒流输出控制模块连接,所述白光LED的另一端与整流电路连接,所述恒流输出控制模块与电阻R1的两端连接,所述恒流输出控制模块与电阻R2的一端连接,所述电阻R2的一端与电阻R1连接,所述电阻R2的另一端接地。该电路的调光原理同实施例1的调色原理一样,只需在实施例1的基础上修改LED灯的接法和电阻的接法即可实现。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式,并非以此限定本实用新型的具体实施范围,本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式,凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

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