照明电路、附加驱动电路、组合电路以及胶囊灯的制作方法

本公开的实施例总体上涉及照明设备领域，更具体地，涉及一种照明电路、可用于该照明电路的附加驱动电路，还涉及具有该照明电路和该附加驱动电路的组合电路以及胶囊灯。

背景技术：

目前，LED灯被广泛应用于市场上的灯具中。然而，由于受到灯具尺寸的限制，所以LED灯的外形尺寸越小，越能够适应市场需求，从而提高销售。同时，对于LED驱动器的设计还要求实现高性能、附加功能和长使用寿命。通常高性能需要更复杂的电路来实现，增加的附加功能需要更多的电路或电路元件来实现，长的使用寿命需要更多的散热空间，这些都与小的尺寸要求相矛盾。

更多的附加功能导致需要更多的电路元件，相应地导致电路板的尺寸增大。相反，LED灯的尺寸受到严格的限制，从而使得某些附加功能无法在LED灯中实现，因为LED灯的内部空间不足以容纳具有这些附加功能的电路板。

此外，在LED灯行业的通常实践中，为了获得两种类型的产品，其中一种产品具有基于另一种产品的一些附加功能，需要分别单独对这两种类型的产品进行设计和制造。这两种类型的产品被视为完全不同的产品，因此必须发布两种专门的电路板，即使这两种专门的电路板在功能上非常相似。这导致了更高的设计和制造成本。

因此，需要为LED灯、尤其为LED灯的电路提供一种新的结构设计，以满足对尺寸的要求，同时还能够根据功能需要低成本地定制LED灯。

技术实现要素：

本公开的实施例提供了一种照明电路和附加驱动电路，以至少部分地解决传统方案中存在的上述以及其他潜在的问题。另外，本公开的实施例还提供了相应的组合电路以及胶囊灯。

本实用新型的基本构思在于提供一种组合模块化的照明电路，其包括一个基本电路其可以独自工作以满足基本需求，并且还可选地包括一个附加电路其可以与基本电路同时工作以在基本需求的基础上提供额外的功能。因而，只需一个基本电路就能够服务于两种产品，节省了主要的配件数量。

在本公开的第一方面，提供了一种照明电路。该照明电路包括：主驱动电路，该主驱动电路包括用于连接到电源的主驱动电路输入端，以及主驱动电路输出端；第一负载电路，该第一负载电路具有一个或多个照明装置，并且具有第一负载电路输入端(，用于与该主驱动电路输出端连接；第二负载电路，该第二负载电路具有第二负载电路输入端，配置用于可经由外接的附加驱动电路与该主驱动电路输出端连接且与该第一负载电路并联连接，或者被置空且不与该主驱动电路输出端连接。

本公开的实施例能够实现诸多有益技术效果。例如，通过将照明电路的基本功能元件和附加功能元件分别设置在不同的电路中，可以将设置有例如附加驱动器的附加驱动电路可拆卸地耦接至设置有例如主驱动器和负载的基本照明电路。以此方式，能够将电路元件按照其功能性分别设置在不同的电路基板上，从而能够在灯组装的最后阶段根据需要进行不同配置。具体来说，主驱动电路中包括可正常运作的第一负载电路；并且包括被附加驱动电路存在与否而选择性地激活或不激活的第二负载电路，从而可以通过是否组装附加驱动电路而提供不同的产品，节省了库存成本。另外，不同的电路基板可以采用新式的立体连接结构，从而更充分地利用灯内部的有限空间。

在一个实施例中，该第二负载电路包括额外的照明装置，该额外的照明装置与该第一负载电路中的照明装置的色温不同，该照明装置和该额外的照明装置包括LED。在这样的实施例中，能够在两个负载电路中实现不同的功能需求，例如在为额外的照明装置设置色温高于第一负载电路中的照明装置的色温的暖色光后，能够附加实现可变的冷光和暖光功能(Warm Glow)。

在一个实施例中，述第二负载电路包括不发光的纯功率消耗元件。在这样的实施例中，第二负载电路还可以额外地消耗原本提供给第一负载电路的能量，从而将第一负载电路的照明装置的亮度调得更低，实现另外的深度调光功能(Deep Dimming)。

在一个实施例中，该第一负载电路输入端用于经由该外接的附加驱动电路与该主驱动电路输出端连接，或与该主驱动电路输出端直接连接。在这样的实施例中，第一负载在仅仅借助主驱动电路的第一工作模式下，以及在同时借助主驱动电路和附加驱动电路的第二工作模式下，都能够正常运行。

在一个实施例中，该主驱动电路还包括电源输出端，配置用于连接到该外接的附加驱动电路的电源输入端，或者被置空。特别的，电源输出端由主驱动电路中的控制芯片提供。在这样的实施例中，能够由主驱动电路直接为可选择连接的附加驱动电路的控制芯片提供工作电压，从而在电路设计方面更容易地实现两个电路的连接。

在本公开的第二方面，提供了一种可用于以上任一个照明电路中的附加驱动电路。该附加驱动电路包括：第二电路接口，用于连接该照明电路的该主驱动电路输出端；第三电路接口，用于连接该照明电路的该第二负载电路输入端之一；以及位于第二电路接口与第三电路接口之间的电流调节单元，用于调节该主驱动电路输出端提供给该第二负载电路的电流。以此方式，将灯的附加功能所需要的附加驱动电路单独设计在另外的电路板上，从而能够在灯组装的最后阶段可选择地根据功能需要选择仅仅安装包含主驱动电路的第一电路板，或者还安装包含附加驱动电路的第二电路板，以满足不同的客户需求。附加驱动电路的尺寸可以很小，这也节约了库存成本。

在一个实施例中，该附加驱动电路还包括第四电路接口，用于连接该照明电路的该第一负载电路输入端之一。在这样的实施例中，附加驱动电路与主驱动电路可以共地连接，降低电路的复杂程度。

在一个实施例中，该附加驱动电路还包括第一电路接口，用于连接到该照明电路的该主驱动电路输出端，用于从该主驱动电路输出端获得偏置电压。在这样的实施方式中，偏置电压可以用来为电流调节单元提供主要的供电。

在一个实施例中，该附加驱动电路还包括：电流感测元件，耦接到该第二电路接口和该第四电路接口，用于感测流过该第一负载电路和该第二负载电路的电流；该电流调节单元用于根据流过该第一负载电路和该第二负载电路的电流，调节该第二负载电路的电流，其中，在流过该第一负载电路和该第二负载电路的电流之和降低时，增加该电流调节单元的导通性。以此方式，能够在流过第一和第二负载电路的总电流降低时，通过增加电流调节单元的导通性，使流过第二负载电路的电流在总电流中的占比升高，实现例如附加的暖光调光或深度调光功能。

在一个实施例中，该电流调节单元包括三极管，在流过该第一负载电路和该第二负载电路的电流之和降低时，该三极管增加导通性，直至该三极管饱和；且当流过该第一负载电路和该第二负载电路的电流之和继续降低到预定的阈值时，该三极管调节该第二负载电路的电流随之降低。通过三极管来实现电流调节单元成本较低。

在一个实施例中，该附加驱动电路还包括电源输入端，用于与该主驱动电路的电源输出端相连，该电流调节单元还包括耦接到该三极管的控制芯片，该电源输入端连接到该控制芯片的电源输入管脚。在这样的实施例中，使得附加驱动电路的控制芯片能够直接从主驱动电路获得工作电压，不需要在附加驱动电路中设置专门的提供工作电压的转换电路，降低了附加驱动电路的复杂程度，且在电路设计方面更容易地实现两个电路的连接。

在一个实施例中，该三极管的基极与该第一电路接口耦接以通过主驱动电路的输出来对三极管提供驱动；该三极管的集电极与该第三电路接口耦接，该三极管的发射极与该第二电路接口和第四电路接口耦接，以控制流过第二负载电路的电流。

在本公开的第三方面，提供了一种组合电路。该组合电路包括以上任一个实施例中的描述照明电路和附加驱动电路，并且该照明电路和该附加驱动电路互相连接。该组合电路具备以上描述的照明电路的功能和附加驱动电路的额外功能，在此不再赘述。

在本公开的第四方面，提供了一种胶囊灯。该胶囊灯包括以上描述的组合电路，其中，照明电路位于第一电路板上，该第一电路板沿该胶囊灯的长度方向设置，附加驱动电路位于第二电路板上，该第二电路板延该胶囊灯的横向方向设置且与该第一电路板垂直布置。以此方式，提供了同时具备基本功能和附加功能的胶囊灯，并且实现了驱动电路的新型的立体连接结构，从而能够更充分地利用灯内部的有限空间。

在本公开的第五方面，提供了另一种胶囊灯。该胶囊灯包括以上任一个实施例中描述的照明电路，其中，该照明电路位于第一电路板上，该第一电路板沿该胶囊灯的长度方向设置。以此方式，提供了仅具备基本功能的胶囊灯。这两种类型的胶囊灯产品能够使用相同的第一电路板来提供基本功能，从而节省了电路板的设计和制造成本。

附图说明

通过以下参照附图对本公开的实施例更详细的描述，本公开的实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：

图1示出根据本公开的一个实施例的照明电路的框图，其中，未连接附加驱动电路和第二负载电路；

图2示出根据本公开的另一个实施例的照明电路的框图，其中，连接有附加驱动电路和第二负载电路；

图3示出根据本公开的一个实施例的照明电路的主驱动电路的电路图；

图4示出根据本公开的一个实施例的照明电路的第一负载电路和第二负载电路的电路图；

图5示出根据本公开的另一个实施例的照明电路的第一负载电路和第二负载电路的电路图；

图6示出根据本公开的一个实施例的附加驱动电路的电路图；

图7示出根据本公开的一个实施例的主驱动电路与第一和第二负载电路的连接示意图；

图8示出根据本公开的一个实施例的主驱动电路与第一和第二负载电路的另一连接示意图；

图9示出根据本公开的一个实施例的主驱动电路经由附加驱动电路与第一和第二负载电路的连接示意图；以及

图10示出包括根据本公开的照明电路和附加驱动电路的胶囊灯的一个实施例。

在所有附图中，相同或者相似的附图标记指代相同或者相似的元素。

具体实施方式

以下借助一些实施例描述本公开的原理。应当理解，这些实施例仅出于说明和帮助理解本公开的目的，而非对本公开的范围的限制。本领域技术人员在以下给出的实施例的基础上，可以对以下实施例的特征进行任意的组合和调整，这些都应当属于本公开的保护范围。

在此描述的实施例总体上涉及LED驱动电路和胶囊灯，但是不排除将实施例中的发明原理应用到其他类型的照明驱动电路和其他类型的灯中，这些也应当都属于本公开的保护范围。

在本公开的实施例中，创造性地按照功能性将LED灯的基本元件和附加功能元件分别布置在单独的第一电路板和第二电路板上。通过这两个电路板之间的新式的立体连接结构，更充分地利用LED灯内部有限的空间，从而使LED灯具备新的附加功能。

另外，借助将电路元件按照其功能性分别布置在两个电路板上，可以非常简便地通过选择是否安装为实现附加功能而设计的第二电路板来实现两种类型的LED灯。本公开的实施例充分利用了这两种LED灯的共同特性，从而不必为这两种LED灯进行专门的设计，仅仅需要在灯组装的最后阶段根据需要来定制地进行配置。

图1示出根据本公开的一个实施例的照明电路100的框图。如图所示，照明电路100包括实现照明电路100基本功能的主驱动电路120、第一负载电路140和第二负载电路180。主驱动电路120具有用于连接到电源的主驱动电路输入端122、124，还具有主驱动电路输出端126、128。在该实施例中，主驱动电路输出端126、128直接与第一负载电路140的输入端142、144连接，以对负载进行供电。第一负载电路140具有一个或多个照明装置，例如是LED。

图2示出根据本公开的另一个实施例的照明电路100的框图。在此实施例中，照明电路100还连接有附加驱动电路160。附加驱动电路160具有四个电路接口162、164、166、168。第一电路接口162用于连接到主驱动电路输出端之一126，以便从该主驱动电路输出端126获得偏置电压；第二电路接口164用于连接到主驱动电路输出端128；第三电路接口166用于连接到第二负载电路输入端之一184；以及第四电路接口168用于连接到第一负载电路输入端之一144。

在一些实施例中，第二负载电路180与主驱动电路120和第一负载电路140可以共同布置在第一电路板上，并且将附加驱动电路160布置在第二电路板上。如图2所示，当照明电路100中接入附加驱动电路160时，第二负载电路180的输入端184经由该附加驱动电路160与主驱动电路输出端126、128连接并且与第一负载电路140并联连接，从而提供第一负载电路140基本功能和第二负载电路的附加功能。当照明电路100中未接入附加驱动电路160时，第二负载电路180的输入端184被置空并且不与主驱动电路输出端128连接。在后一种情况下，第二负载电路180不工作，从而只提供第一负载电路140作为基本功能。

当然，上文描述的布置仅仅是示例性的，无意以任何方式限制本公开的范围。在某些实施例中，也可以考虑将第二负载电路180也布置在第二电路板上。

图3示出根据本公开的一个实施例的照明电路100的主驱动电路120的电路图。主驱动电路120的两个输入端AC1、AC2分别用于连接到电源，例如市电的220V交流电压源。所接收的交流电压首先经过桥式整流电路D1-D4转换为LED灯所需要的直流电压。然后，该直流电压经过DC/DC变流器、例如升压斩波器调节后输出给负载电路。在图3的示例中，由控制芯片U1采集通过电阻R2的电流值，以获得在输出端Vbus、return上输出的直流电流值，并根据该电流值来例如通过脉宽调制来控制升压斩波器，从而控制在输出端Vbus、return上输出的直流电流值。以此方式，能够实现LED灯的基本调光需求。

在一些实施例中，该控制芯片U1可以具有电源输入端VIN，它连接到升压斩波器的输出端获得电力供应。且该控制芯片U1还具有电源输出端Vcc，其输出一个例如5V的电力供应，用于连接到外接的附加驱动电路160的电源输入端Vcc，从而为附加驱动电路160的控制芯片U2提供工作电压。这样的设计能够省去使用额外的电路元件来为控制芯片U2提供工作电压，从而减小电路板的尺寸。另外，由主驱动电路120的控制芯片U1直接为附加驱动电路160的控制芯片U2供电，使得在电路设计时更容易地实现两个电路的连接。

图4示出根据本公开的一个实施例的照明电路100的第一负载电路140和第二负载电路180的示例实现的电路图。在图4中，第一负载电路140具有输入端口Vbus、white，第二负载电路180具有输入端口Vbus、amber。两个负载电路140、180在一个输入端口Vbus侧彼此连接，而各自另一个输入端口white、amber分别可以连接到不同的驱动电路输出端，从而可以在两个负载电路140、180上施加不同的工作电压和电流。在该实施例中，第一负载电路140包括四个LED D6-D9，其在此可选地设置为白光LED。第二负载电路180包括两个LED D10-D11，其与第一负载电路140中的LED色温不同。在此，LED D10-D11可选地设置为黄光LED，从而可以实现附加的暖光功能。注意，在此描述的器件的数目仅仅是示例性的而非意在限制本公开的范围。任何其他适当的数目都是可行的。

图5示出根据本公开的另一个实施例的照明电路100的第一负载电路140和第二负载电路180的电路图。在该实施例中，第二负载电路180包括不发光的纯功率消耗元件R7，例如电阻器。通过该附加的纯功率消耗元件R7，可以实现深度调光功能。

图6示出根据本公开的一个实施例的附加驱动电路160的电路图。在该实施例中，附加驱动电路160包括电流感测元件R10，用于感测流过第一负载电路140和第二负载电路180的电流。在此实施例中，电流调节单元包括三极管Q1和耦接到三极管Q1的控制芯片U2，并且用于根据流过第一负载电路140和第二负载电路180的电流，调节流经端子amber的第二负载电路180的电流。

特别地，当流过第一负载电路140和第二负载电路180的电流之和降低时，增加三极管Q1的导通性，从而增加流过第二负载电路140的电流在前述电流之和中的占比。以此方式，能够借助附加驱动电路160实现暖光功能和深度调光功能，从而满足附加的调光需求。下文还将参考图9示出的电路图对此进行更详细的解释。

图7和图8分别示出了图3所示的主驱动电路120与图4和图5所示的第一负载电路140及第二负载电路180的连接示意图。在图7和图8中，第一负载电路的两个输入端口Vbus和white分别连接主驱动电路120的两个输出端口Vbus、return，从而经由主驱动电路120直接给第一负载电路120供电。在图7和图8所示的状态下，由于未连接附加驱动电路160，所以第二负载电路180都处于置空状态。

图9示出了图3所示的主驱动电路120经由图6所示的附加驱动电路160与第一负载电路140和第二负载电路180的连接示意图。在图9中，三极管Q1的基极耦接至控制芯片U2的管脚Out，集电极耦接至第二负载电路180，发射极耦接至第一负载电路140。另外，主驱动电路120的控制芯片U1的电源输出端Vcc耦接至附加驱动电路160的控制芯片U2的电源输入端Vcc，从而为控制芯片U2提供工作电压。

在附加驱动电路160运行时，总电流流过元件R9和R10，并且元件R9和R10上的电压由控制芯片U2的管脚Vsense感测。控制芯片U2通过其管脚Out输出控制信号，使得三极管Q1工作在线性区，从而使得管脚Vsense的电压稳定，进而控制流过第二负载电路的电流。以此方式，当流过第一负载电路140和第二负载电路180的总电流减小时，需要使得管脚Vsense上的电压是稳定的。由此，使得流过第二负载电路180中的黄光(琥珀光)LED的电流增加，直到三极管Q1进入饱和区。

因为白光LED的工作电压保持相同，所以当三极管Q1饱和时，流过黄光LED的电流保持相同，从而使得流过白光LED的电流随总电流的减小而减小。随着流过白光LED的电流逐步减小至零，白光LED的电压也开始减小。因此，在控制过程的最后阶段，流过黄光LED的电流也开始减小。通过以上方式，附加驱动电路160能够调节第一负载电路140和第二负载电路180的工作状态，从而实现附加的暖光功能。深度调光功能与以上描述的工作原理相似，当总电流减少时，附加控制电路将使得更多占比的电流流过不发光的负载R7，因此第一负载电路140的电流占比将变小，从而变得更暗，因而实现了深度调光的功能，更具体的细节在此不再赘述。

从图7至图9中可以清楚地看出，通过根据本公开的附加驱动电路160能够非常容易地实现对照明电路100在功能性方面的扩展。尤其是在LED灯的生产过程中，当生产不需要附加功能的灯时，仅仅需要将预留的主驱动电路输出端与负载输入端短接，从而实现仅仅具有基本调光功能的LED灯；只有当生产需要附加功能的灯时，才将附加驱动电路160焊接到照明电路100中，从而实现具有附加功能的LED灯。以此方式，能够最大程度上利用两种LED灯的共性，节省了设计和制造成本。

图10示出包括根据本公开的照明电路100和附加驱动电路160的胶囊灯200的一个实施例。在图10的示例中，希望为可调光的胶囊灯、例如G4胶囊灯添加暖光功能。如果使用现有的结构，则需要延长电路板以包含附加的电路元件，这会导致电路板尺寸过长而无法容纳在胶囊灯现有的内部空间里。取而代之，在本公开的实施例中使用了新的立体连接结构，从而在另一个维度上放大电路板，以便可以在胶囊灯相同的有限内部空间中放入附加驱动电路。

如图10所示，照明电路100位于第一电路板上300，例如PCB板。该第一电路板300沿胶囊灯200的长度方向Z延伸。附加驱动电路160位于第二电路板400上，该第二电路板400沿胶囊灯200的横向方向Y延伸并位于水平平面XY内，并且与第一电路板300垂直布置。从图10的胶囊灯200的结构图中可以清楚地看出，新的立体连接结构不会增大胶囊灯200的原有外形尺寸。尤其是不会增大胶囊灯200原有的主体部分长度h。

此外，将照明电路100和附加驱动电路160分别布置在不同的电路板上还可以根据需要来定制不同类型的胶囊灯200。例如，沿方向Z延伸的第一电路板300包括实现可调光的胶囊灯200的主要功能的元件，而沿方向Y延伸的第二电路板400包括实现暖光的附加功能的元件。为不需要暖光功能的客户可以仅仅使用第一电路板300来制造第一类型的胶囊灯200，而为需要暖光功能的客户可以同时使用第一电路板300和第二电路板400来制造第二类型的胶囊灯200。以此方式，利用第一电路板300作为两种类型的胶囊灯200的基本部件，使得这两种类型的胶囊灯200的制造之间的转换更加方便和灵活。

通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。