一种组合电路及控制电路的制作方法

文档序号:15247213发布日期:2018-08-24 19:19阅读:267来源:国知局

本实用新型涉及照明技术领域,特别是涉及一种组合电路及控制电路。



背景技术:

由于LED具有节能、环保、高效以及安全等优点,因此其被广泛应用于景观、路灯和电子产品背光灯中。随着LED的广泛应用,市场上对利用开关切换LED色温或亮度的产品需求也越来越多,但是,在利用开关切换LED色温或亮度的产品的实际使用过程中,特别是对于高功率因数的LED产品,利用开关切换LED色温或者亮度时,存在有LED灯闪烁的问题,从而给使用LED产品的用户造成较差的使用体验。

例如,采用图1所示的电路切换LED色温时,便存在LED闪烁的问题。首先,介绍该电路的工作原理,假设LED产品默认为初始白色LED(图1中 WLED-表示白色LED)亮。当电路初次上电时,DRV_W(其中,DRV即driver,驱动信号,DRV_W指输入至白色LED的驱动信号)为高电平,DRV_Y(指输入至黄色LED的驱动信号)为低电平,开关管(例如可以采用图1中所示的MOS管)Q1导通,开关管Q2截止,白色LED亮。当外部开关(图1中未示出)切换,电路检测到开关切换信号,DRV_W为低电平,DWR_Y为高电平,开关管Q1截止,开关管Q2导通,黄色LED(图1中YLED-表示黄色 LED)亮。当然,该原理也可以适用于开关切换亮度的LED产品中。

现有技术中,LED驱动电路的输出电解容量较大,尤其是单级PFC驱动,其输出通常需要较大的电解电容来平滑输出电流的工频纹波。由此,在利用开关切换LED色温时,会存在LED灯闪烁的问题。具体的,假设当前为白色 LED亮,Q1导通,Q2截止。开关断开,Q1和Q2均截止;开关闭合,Q1截止,Q2导通。在开关断开瞬间,由于Q1和Q2均截止,输出电解容量较大,输出电解电容无低阻抗的快速放电回路,只能通过输出负载电阻R1进行放电,电阻R1通常阻值较大(阻值为几十K欧姆以上),放电时间很长,如果开关迅速闭合,Q1截止,Q2导通,在驱动还未开始工作时,输出电解电容上残余的能量会通过黄色LED释放,从而在视觉上会出现开关快速切换时黄色LED 闪烁的情况。同理,在开关切换LED亮度的LED产品中,也会出现在开关快速切换时,视觉上出现LED闪烁的情况。



技术实现要素:

鉴于上述问题,提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的组合电路及控制电路。

依据本实用新型的一方面,提供了一种组合电路,应用于LED驱动电路,包括:检测模块和与其连接的驱动及逻辑转换模块,其中,

检测模块,检测外部开关状态,依据检测到的外部开关状态生成检测信号,将检测信号发送至驱动及逻辑转换模块;

驱动及逻辑转换模块,接收来自检测模块的检测信号,并根据检测信号生成驱动信号,利用驱动信号的状态驱动用于对LED驱动电路的输出电解电容进行放电的放电模块的工作状态。

可选地,若外部开关状态为断开,检测模块依据外部开关状态生成的检测信号为低电平,驱动及逻辑转换模块根据低电平的检测信号生成的驱动信号为高电平信号,并驱动放电模块工作,以由放电模块对LED驱动电路的输出电解电容进行放电;

若外部开关状态为闭合,检测模块依据外部开关状态生成的检测信号为高电平,驱动及逻辑转换模块根据高电平的检测信号生成的驱动信号为低电平信号,放电模块不工作。

可选地,检测模块包括第一电阻、电容器件、二极管以及功率电感的辅助绕组,第一电阻与电容器件并联,二极管和功率电感的辅助绕组串联之后与电容器件并联;

若外部开关状态为闭合,功率电感的辅助绕组的电压为高频脉动交流方波,且功率电感的辅助绕组上的电压经由二极管和电容器件进行整流滤波后,生成高电平的检测信号;若外部开关状态为断开,所述二极管截止,并生成低电平的检测信号。

可选地,驱动及逻辑转换模块包括稳压二极管和MOS管,其中,稳压二极管一端连接电容器件,另一端连接MOS管的栅极;

若检测模块生成的检测信号为低电平,稳压二极管截止,MOS管截止,并生成高电平的驱动信号给所述放电模块,输出电解电容经放电模块放电;

若检测模块生成的检测信号为高电平,稳压二极管导通击穿,并驱动MOS 管导通,并生成低电平的驱动信号给所述放电模块,放电模块不工作。

依据本实用新型另一方面,还提供了一种控制电路,应用于LED驱动电路,包括切换开关模块、放电模块以及上文任意实施例的组合电路,其中,

切换开关模块,与至少两路光源连接,接收到来自外部开关的开关切换信号,并依据开关切换信号对至少两路光源的色温和/或亮度进行切换;

放电模块,与切换开关模块和组合电路中的驱动及逻辑转换模块分别连接,接收驱动及逻辑转换模块输出的驱动信号,以利用驱动信号的状态驱动自身状态,并在自身状态为工作状态时对LED驱动电路的输出电解电容放电,以使切换开关模块在切换至少两路光源的色温和/或亮度后,输出电解电容不通过当前发光光源放电。

可选地,控制电路用于控制或消除LED驱动电路在利用开关切换光源色温和/或亮度时光源出现闪烁。

可选地,外部开关产生开关切换信号的条件包括:若外部开关处于闭合状态,那么外部开关断开再闭合时产生开关切换信号。

可选地,放电模块包括第二电阻和三极管,第二电阻一端连接三极管的集电极,另一端连接输出电解电容的一端,输出电解电容的另一端连接三极管的发射极;

若外部开关状态为断开,组合电路的检测模块依据开关状态生成的检测信号为低电平,驱动及逻辑转换模块根据低电平的检测信号生成的驱动信号为高电平信号,并驱动三极管导通,输出电解电容通过第二电阻和三极管放电。

可选地,至少两路光源中包含至少两种颜色的光源,且每路光源的颜色不同。

可选地,至少两路光源中的各路光源数量不同。

可选地,至少两路光源包含至少两种颜色的光源,每路光源的颜色、数量均不同。

可选地,控制电路还包括:

线性稳压源,与组合电路的检测模块连接,接收检测模块的检测信号,并依据检测信号为所述驱动及逻辑转换模块提供稳定电压。

本实用新型实施例中的组合电路应用于LED驱动电路中,组合电路包括检测模块和与其连接的驱动及逻辑转换模块。其中,检测模块检测外部开关状态,依据检测到的外部开关状态生成检测信号,将检测信号发送至驱动及逻辑转换模块。驱动及逻辑转换模块接收来自检测模块的检测信号,并根据检测信号生成驱动信号,利用驱动信号的状态驱动用于对LED驱动电路的输出电解电容进行放电的放电模块的工作状态。由此,本实用新型实施例通过在LED 驱动电路设置检测模块和驱动及逻辑转换模块,以利用这两个模块共同协作驱动放电模块的工作状态,以由放电模块对LED驱动电路的输出电解电容进行放电,从而不会由于输出电解电容上的残余能量使LED光源在发光时产生闪烁。例如在利用开关切换光源色温和/或亮度过程中LED光源不会出现视觉频闪,提高了用户的使用体验。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1示出了现有技术中的LED驱动电路的部分电路示意图;

图2示出了根据本实用新型一个实施例的控制电路的部分电路示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例提供了一种组合电路,该组合电路应用于LED驱动电路,参见图2,本实用新型实施例LED驱动电路的拓扑结构采用浮地高功率因数BUCK电路(即降压式变换电路),对本实用新型的组合电路的应用过程进行介绍。组合电路包括检测模块10以及与其连接的驱动及逻辑转换模块20。其中,检测模块10用于检测外部开关(图2中未示出)状态,并依据检测到的外部开关状态生成检测信号,进而将检测信号发送至驱动及逻辑转换模块20。驱动及逻辑转换模块20接收来自检测模块10的检测信号,并根据检测信号生成驱动信号,从而利用驱动信号的状态驱动用于对LED驱动电路的输出电解电容EC1进行放电的放电模块30的工作状态。

在该实施例中,LED驱动电路中具有输出电解电容EC1,当放电模块30 处于工作状态时,可以对输出电解电容EC1放电。下面对由检测模块10和驱动及逻辑转换模块20对放电模块30的工作状态的驱动过程进行介绍。具体的,当外部开关状态为断开状态时,检测模块10依据外部开关状态生成的检测信号为低电平,驱动及逻辑转换模块20根据低电平的检测信号生成的驱动信号为高电平信号,并驱动放电模块30工作,从而放电模块30对LED驱动电路的输出电解电容EC1进行放电。当外部开关状态为闭合状态时,检测模块10 依据外部开关状态生成的检测信号为高电平,驱动及逻辑转换模块20根据高电平的检测信号生成的驱动信号为低电平信号,此时放电模块30不工作,即放电模块30不会对输出电解电容EC1进行放电。

本实用新型实施例可以适用于LED驱动电路在利用开关切换光源色温和/ 或亮度时光源出现闪烁的工作场景,以消除或控制光源的闪烁。当利用外部开关对光源的色温和/或亮度进行切换时,通过检测模块10和驱动及逻辑转换模块20相互配合以驱动放电模块30对输出电解电容EC1上的能量释放,从而避免了由于输出电解电容EC1上的残余能量使光源在发光时产生闪烁的问题。从而在利用开关切换光源色温和/或亮度过程中不会出现视觉频闪,提高了用户的使用体验。由于在目前高功率因数的LED产品通过开关切换光源色温和/或亮度时,容易造成光源的闪烁,因此,本实用新型方案可以很好的适用在功率因数>0.7的高功率LED产品中。

继续参见图2,在本实用新型一实施例中,检测模块10包括第一电阻、电容器件、二极管以及功率电感的辅助绕组,第一电阻与电容器件并联,二极管和功率电感的辅助绕组串联之后与电容器件并联。图2中,第一电阻为电阻 R6,电容器件为电容C1,二极管为D1,功率电感为L2,功率电感L2的辅助绕组即引脚6和8。

若外部开关状态为闭合,功率电感L2的辅助绕组的电压为高频脉动交流方波,且功率电感L2的辅助绕组上的电压经由二极管D1和电容C1进行整流滤波后,生成高电平的检测信号。若外部开关状态为断开,二极管D1截止,并生成低电平的检测信号。

在该实施例中,驱动及逻辑转换模块20包括稳压二极管ZD1、电阻R7、R8、R10、R11以及开关管(例如图2中所示的MOS管)Q3。其中,稳压二极管ZD1一端连接电容C1,另一端连接MOS管Q3的栅极。当检测模块10 生成的检测信号为低电平,稳压二极管ZD1截止,并驱动MOS管Q3截止,输出电解电容EC1经放电模块30放电。若检测模块10生成的检测信号为高电平,稳压二极管ZD1导通击穿,并驱动MOS管Q3导通,放电模块30不工作。

基于同一实用新型构思,本实用新型还提供了一种控制电路,应用于LED 驱动电路,继续参见图2,控制电路包括放电模块30、切换开关模块40以及上文任意实施例中的组合电路(该组合电路中包含有检测模块10和驱动及逻辑转换模块20)。其中,切换开关模块40与至少两路光源连接,接收到来自外部开关的开关切换信号,并依据开关切换信号对至少两路光源的色温和/或亮度进行切换。其中,至少两路光源作为LED驱动电路的负载,该实施例示出了两路光源,一路用WLED-表示白色LED,另一路用YLED-表示黄色LED。该实施例中,外部开关产生开关切换信号的条件可以为若外部开关处于闭合状态,那么外部开关断开再闭合时产生开关切换信号。本实用新型实施例对光源的支路数量不做具体限定。

放电模块30与切换开关模块40和驱动及逻辑转换模块20分别连接,接收驱动及逻辑转换模块20输出的驱动信号,以利用驱动信号的状态驱动自身状态,并在自身状态为工作状态时对LED驱动电路的输出电解电容放电,以使切换开关模块40在切换至少两路光源的色温和/或亮度后,输出电解电容 EC1不通过当前发光光源放电。

在该实施例中,控制电路可以应用于LED驱动电路在利用开关切换光源色温和/或亮度时光源出现闪烁的工作场景。其中,色温切换指的是对不同颜色光源的切换,若本实用新型的控制电路应用场景为切换光源色温的场景,此时至少两路光源中包含至少两种颜色的光源,且每路光源的颜色不同。例如,一路光源为白色,另一路光源为黄色,那么控制电路可以在白色和黄色之间进行色温切换,当然还可以包含其他颜色的光源,本实用新型实施例对此不做具体限定。图2所示实施例的控制电路为应用于切换色温的场景。

亮度切换指的是对不同亮度光源的切换,若本实用新型的控制电路应用场景为切换光源亮度的场景,此时至少两路光源中的各路光源的数量不同。例如,一路光源数量为3个,另一路光源有相同型号的光源数量为5个,那么控制电路可以在3个光源和5个光源之间进行亮度的切换。当然,还可以通过在至少两路光源中设置不同型号的光源实现亮度的切换,例如,三路光源,其光源数量相同,一路光源为3W,另两路光源分别为5W和8W,这样也可以实现LED 的亮度切换。

当然,还可以同时进行色温和亮度的切换,此时,至少两路光源包含至少两种颜色的光源,每路光源的颜色、数量均不同。

在本实用新型一实施例中,放电模块30根据驱动及逻辑转换模块20输出的驱动信号驱动自身工作状态的过程可以包括:若驱动信号为低电平,放电模块30依据低电平的驱动信号驱动自身工作状态为不工作。若驱动信号为高电平,放电模块30依据高电平的驱动信号驱动自身工作状态为工作。

在该实施例中,放电模块30包括第二电阻和三极管,第二电阻一端连接三极管的集电极,另一端连接输出电解电容EC1的一端。输出电解电容EC1 的另一端连接三极管的发射极。在图2中,第二电阻为电阻R9,三极管为三极管Q4。若外部开关状态为断开,检测模块10依据开关状态生成的检测信号为低电平,稳压二极管ZD1截止,驱动MOS管Q3截止,MOS管Q4的驱动变高,即三极管Q4导通,输出电解电容EC1通过电阻R9和三极管Q4放电。

为了更加清楚的体现本实用新型实施例,现以一实施例对切换开关模块40 切换不同颜色LED发光、以及在此期间放电模块30的工作过程进行介绍。

参见图2,在该实施例中,当光源LED(即图2中所示的WLED-和YLED-, WLED-表示一路白色LED,YLED-表示一路黄色LED)正常工作,此时, DRV_SW(DRV即driver,驱动信号)为低电平,放电模块30的三极管Q4 截止,Q1导通、Q2截止,白色LED亮。

当DRV_SW为高电平,三极管Q4导通,Q1和Q2均截止。由于与三极管Q4串联的电阻R9的阻值极小。因此,输出电解电容EC1上的能量会通过放电模块30的电阻R9和三极管Q4迅速释放掉。其中,电阻R9的阻值可以根据实际电路和输出电解容值进行确定,一般情况下,电阻R9的阻值可以在 100-1K欧姆之间进行选择,本实用新型实施例对R9的阻值不做具体的限定。

当DRV_SW再达到低电平,三极管Q4截止,Q1截止,Q2导通,黄色 LED亮。由于电解电容EC1上的能量在上次开关断开后已经通过电阻R9和三极管Q4释放掉。因此,在切换开关模块40开始工作前,输出电解电容EC1 上的残余能量并不会造成LED的闪烁。当切换开关模块40开始工作后,切换开关模块40可以正常完成LED色温的切换功能。从而在开关切换LED色温过程中不会出现视觉的频闪。

同理,在利用开关切换光源亮度的场景中,采用上述方式同样可以消除开关切换过程的视觉频闪。此时,至少两路光源中,每路光源包含不同数量的 LED,通过在不同数量LED的支路中进行开关切换,从而可以实现光源亮度的切换。

并且,在利用开关同时切换光源亮度和色温照明设备中,也可以采用上述方式消除开关切换过程的视觉频闪。此时,至少两路光源中,每路光源包含不同数量的LED,且每路中包含的LED颜色也不同,通过在不同数量和不同颜色的LED的支路中进行开关切换,从而可以实现光源亮度和色温的切换。

在本实用新型另一实施例中,控制电路还包括线性稳压源50,线性稳压源 50与检测模块10连接,接收检测模块10的检测信号,并依据检测信号为驱动及逻辑转换模块20提供稳定电压。

本实用新型实施例的控制电路可以应用于任何的LED驱动电路的拓扑结构中,图2所示的实施例中,拓扑结构采用的buck电路中包括电容C3、开关管(即MOS管)Q6、L2主绕组(即引脚2和4)、续流二极管D2以及输出电解电容EC1。其中MOS管Q6的栅极连接驱动IC(integrated circuit,集成电路),驱动IC(图中未示出)即为LED驱动电路的控制IC,这里称其为 IC1。此外,控制电路中还可以包含有专门的色温/亮度切换控制IC或者单片机,这里称其为IC2(图中未示出),IC2及其周边外围电路会同步检测开关切换状态,且IC2也具有其自身的检测电路(此处的检测电路不同于上文中介绍的检测模块10)。当IC2接收到外部开关的开关控制信号时,可以产生开关切换信号,即图2中的DRV_W和DRV_Y,用于在WLED-和YLED-之间进行切换。

下面对本实用新型实施例的控制电路的完整工作过程进行具体介绍。

外部开关闭合,LED驱动电路正常工作,检测模块10中功率电感L2的主绕组(即引脚2和4)上的电压为高频脉动交流方波,功率电感L2的辅助绕组(即引脚6和8)经过磁耦合后的电压也是高频脉动交流方波。功率电感 L2辅助绕组上的电压经过检测模块10的二极管D1和电容C1整流滤波后, Vcc_aux为高电平。在本实用新型实施例中,Vcc_aux的高电平电压值约为12V。当然,Vcc_aux的高电平电压值还可以采用其他电压值,本实用新型实施例对此不做具体限定。Vcc_aux的高电平通过线性稳压源50提供5V恒压输出。

此时,Vcc_aux为高电平,使得驱动及逻辑转换模块20中的稳压二极管 ZD1导通击穿,驱动MOS管Q3导通,放电模块30的三极管Q4的驱动变低,三极管Q4截止。放电模块30的三极管Q4和电阻R9均不工作,即,放电模块30不参与工作。

外部开关断开,LED驱动电路停止工作,功率电感L2的主绕组(即引脚 2和4)上的电压为零,功率电感L2的辅助绕组(即引脚6和8)经过磁耦合后的电压也是零。由于电容C1的容值较小,因此,Vcc_aux迅速变为低电平 (即Vcc_aux电压为零)。由于线性稳压源50的输出端具有较大电解电容EC2,因此,在电路断电后的短时间内仍然维持5V不变。

此时,Vcc_aux为低电平,使得稳压二极管ZD1截止,MOS管Q3截止,三极管Q4的驱动变高,三极管Q4导通。三极管Q4和电阻R9工作,即,放电模块30工作。输出电解电容EC1上的能量会通过电阻R9和三极管Q4迅速释放掉,此时,输出电解电容EC1上的电压近似为零。

外部开关再次闭合,Vcc_aux迅速变为高电平,MOS管Q3导通,三极管 Q4截止。电解电容EC1会随着切换开关模块40的工作电压逐渐上升直至当前工作的LED完全点亮。

至此,整个电路完成LED照明设备的色温切换功能,并且,LED照明设备在开关切换色温过程中不会出现视觉的频闪。同理,在利用开关切换光源亮度时,或者在利用开关同时切换光源亮度和色温时上述方式同样适用。

在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。

类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个,在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中,本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例,但是,在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此,本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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