一种LED控制装置及LED灯具的制作方法

一种led控制装置及led灯具
技术领域
[0001]
本实用新型涉及led控制领域，特别是涉及一种led控制装置及led灯具。


背景技术：

[0002]
传统的led灯调光调色，一般是在led灯上套有不同颜色的灯罩实现调色，将灯串联在一起，通过调节电压实现调光。由于这种发光控制方式操作繁琐，电路连接复杂，因此工程师们研发出采用一种桥式驱动电路来驱动led灯以实现调光。但是，当电路出现短路电流突然增大时，上述桥式驱动电路无法对电路中的电流进行调节，很可能会将整块电路板烧坏。


技术实现要素：

[0003]
为克服相关技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种led控制装置及led灯具，所述led控制装置具有过流检测，保护电路不易烧坏的优点。
[0004]
根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种led控制装置，包括第一半桥驱动芯片、第二半桥驱动芯片、第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件、第四开关元件、光源模块和短路保护模块；所述第一半桥驱动芯片的输出端连接有所述第一开关元件和第四开关元件；所述第二半桥驱动芯片的输出端连接有所述第二开关元件和第三开关元件；所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件共同构成h桥电路；所述光源模块设置在所述h桥电路的公共桥臂上；所述短路保护模块分别与所述第一半桥驱动芯片，所述第二半桥驱动芯片，所述第三开关元件，以及所述第四开关元件电连接。
[0005]
本实用新型实施例所述的led控制装置，通过短路保护模块实现过流检测，使得led灯具具有过流保护，不易被烧坏的优点。
[0006]
在一个可选的实施例中，所述短路保护模块具有驱动信号输出端、控制信号输入端和电流检测端；所述第一开关元件的受控端，以及所述第四开关元件的受控端分别与所述第一半桥驱动芯片电连接，通过所述第一半桥驱动芯片连接至所述短路保护模块的驱动信号输出端；所述第二开关元件的受控端，以及所述第三开关元件的受控端分别与所述第二半桥驱动芯片电连接，通过所述第二半桥驱动芯片连接至所述短路保护模块的驱动信号输出端；所述短路保护模块的控制信号输入端连接至控制器的信号输出端，所述短路保护模块的电流检测端连接于所述第三开关元件的输入端，以及所述第四开关元件的输入端。
[0007]
在一个可选的实施例中，所述短路保护模块包括过流检测芯片、第一检测电阻、第二检测电阻和第一电容；所述过流检测芯片具有受控端、调节信号输出端和电流检测端；所述过流检测芯片的受控端作为所述短路保护模块的控制信号输入端，连接至控制器的信号输出端；所述过流检测芯片的调节信号输出端作为所述短路保护模块的驱动信号输出端，分别连接至所述第一半桥驱动芯片和所述第二半桥驱动芯片；所述第一检测电阻的第一端与第二检测电阻的第二端，以及第一电容的第二端相连接形成过流检测节点，所述过流检测节点连接至所述过流检测芯片的电流检测端；所述第一检测电阻的第二端与所述第三开
关元件和第四开关元件电连接；所述第二检测电阻的第一端，以及所述第一电容的第一端接地。
[0008]
在一个可选的实施例中，所述第一开关元件的输出端连接至直流电源正极，所述第四开关元件的输入端连接至直流电源负极，且所述第一开关元件的输入端和所述第四开关元件的输出端相连接，并与所述光源模块的第一端相连接；所述第二开关元件的输出端连接至直流电源正极，所述第三开关元件的输入端连接至直流电源负极，且所述第二开关元件的输入端和所述第三开关元件的输出端相连接，并与所述光源模块的第二端相连接。
[0009]
在一个可选的实施例中，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件均为n沟道mos管。
[0010]
在一个可选的实施例中，所述光源模块包括第一灯珠和第二灯珠；所述第一灯珠和第二灯珠相互反向并联。
[0011]
在一个可选的实施例中，还包括驱动信号放大模块；所述驱动信号放大模块包括第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片和第四驱动芯片；所述第一驱动芯片连接于所述第一开关元件和所述第一半桥驱动芯片之间；所述第二驱动芯片连接于所述第二开关元件和所述第二半桥驱动芯片之间；所述第三驱动芯片连接于所述第三开关元件和所述第二半桥驱动芯片之间；所述第四驱动芯片连接于所述第四开关元件和所述第一半桥驱动芯片之间。
[0012]
在一个可选的实施例中，还包括驱动电源模块；所述驱动电源模块具有交流电源输入端、第一直流电源输出端和第二直流电源输出端；所述交流电源输入端连接至交流市电取电，所述第一直流电源输出端连接至所述光源模块提供电源；所述第二直流电源输出端连接至所述短路保护模块提供电源。
[0013]
根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种led灯具，包括控制器、遥控器，以及如上所述的led控制装置；所述遥控器与控制器无线连接；所述led控制装置的短路保护模块与所述控制器，所述第一半桥驱动芯片，所述第二半桥驱动芯片，所述第三开关元件以及所述第四开关元件电连接。
[0014]
应用本实用新型的实施例，能够检测流经光源模块的电流，当检测到电流过大时对输出的驱动信号进行调节，从而使得光源模块工作稳定，不易由于短路等过流情况而烧坏电路板。
[0015]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
[0016]
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型实施例所述led控制装置的原理框图；
[0018]
图2为本实用新型实施例所述led控制装置的电路原理图；
[0019]
图3为本实用新型实施例所述led灯具的原理框图。
具体实施方式
[0020]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0021]
在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。
[0022]
请参阅图1，图1为本实用新型实施例所述led控制装置的原理框图。
[0023]
本实用新型实施例提供一种led控制装置，包括第一开关元件11、第二开关元件12、第三开关元件13、第四开关元件14、第一半桥驱动芯片15、第二半桥驱动芯片16、光源模块17和短路保护模块18；所述第一半桥驱动芯片15的输出端连接有所述第一开关元件11和第四开关元件14；所述第二半桥驱动芯片16的输出端连接有所述第二开关元件12和第三开关元件13；所述第一开关元件11、所述第二开关元件12、所述第三开关元件13和所述第四开关元件14共同构成h桥电路；所述光源模块17设置在所述h桥电路的公共桥臂上；所述短路保护模块18分别与所述第一半桥驱动芯片15，所述第二半桥驱动芯片16，所述第三开关元件13，以及所述第四开关元件14电连接。
[0024]
本实施例所述的led控制装置，将短路保护模块连接于所述第二半桥驱动芯片和第三开关元件之间，以及连接于所述第一半桥驱动芯片和第四开关元件之间，从而可以检测流经光源模块的电流，当检测到电流过大时对输出的驱动信号进行调节，从而使得光源模块工作稳定，不易由于短路等过流情况而烧坏电路板，延长了灯具的使用寿命。
[0025]
请参阅图2，图2为本实用新型实施例所述led控制装置的电路原理图。
[0026]
在一个可选的实施例中，所述第一开关元件11(q4)、所述第二开关元件12(q5)、所述第三开关元件13(q6)和所述第四开关元件14(q7)均为n沟道mos管，并且n沟道mos管的栅极g作为各个开关元件的受控端，n沟道mos管的源极s作为各个开关元件的输入端，n沟道mos管的漏极d作为各个开关元件的输出端。
[0027]
所述第一开关元件11(q4)、所述第二开关元件12(q5)、所述第三开关元件13(q6)和所述第四开关元件14(q7)共同构成h桥电路；所述h桥电路的公共桥臂上电连接有光源模块17。
[0028]
所述第一开关元件11(q4)的受控端(栅极g)通过电阻r51连接至所述第一半桥芯片15(u4)的驱动信号输出端(lo)，所述第四开关元件14(q7)的受控端(栅极g)通过电阻r50连接至所述第一半桥驱动芯片15(u4)的驱动信号输出端(ho)。所述第一开关元件11(q4)和所述第四开关元件14(q7)通过所述第一半桥驱动芯片15(u4)连接至所述短路保护模块18的驱动信号输出端(outa和outb)。
[0029]
所述第二开关元件12(q5)的受控端(栅极g)通过电阻r52连接至所述第二半桥芯片16(u3)的驱动信号输出端(ho)，所述第三开关元件13(q6)的受控端(栅极g)通过电阻r53连接至所述第二半桥驱动芯片16(u3)的驱动信号输出端(lo)。所述第二开关元件12(q5)和所述第三开关元件13(q6)通过所述第二半桥驱动芯片16(u3)连接至所述短路保护模块18
的驱动信号输出端(outa和outb)。
[0030]
在一个可选的实施例中，所述第一开关元件11(q4)的输出端(漏极d)连接至+24v直流电源，所述第四开关元件14(q7)的输入端(源极s)通过两个并联电阻(r48以及r49)连接至直流电源负极，即接地。并且所述第一开关元件11(q4)的输入端(源极s)和所述第四开关元件14(q7)的输出端(漏极d)相连接，并与所述光源模块17的第一端相连接；所述第二开关元件12(q5)的输出端(漏极d)连接至+25直流电源，所述第三开关元件13(q6)的输入端(源极s)两个并联电阻(r48以及r49)连接至直流电源负极，即接地，且所述第二开关元件12(q5)的输入端(源极s)和所述第三开关元件13(q6)的输出端(漏极d)相连接，并与所述光源模块17的第二端相连接。
[0031]
所述光源模块17设置在所述h桥电路的公共桥臂上。
[0032]
在一个可选的实施例中，所述光源模块17包括第一灯珠和第二灯珠；所述第一灯珠和第二灯珠相互反向并联。其中，所述第一灯珠的正极以及第二灯珠的负极相互连接，并形成所述光源模块17的第一端，并连接至h桥电路的公共桥臂上的outa；所述第一灯珠的负极以及第二灯珠的正极相互连接，并形成所述光源模块17的第二端，并连接至h桥电路的公共桥臂上的outb。
[0033]
需要说明的是，所述第一灯珠以及第二灯珠可以为单颗灯珠，也可以为多颗灯珠串联而成的灯串。
[0034]
当所述第一开关元件11(q4)的受控端(栅极g)接收到高电平时导通，当第三开关元件13(q6)的受控端(栅极g)接收到高电平时导通，所述光源模块17的第一灯珠或第一灯串的正极连接至+24v直流电源，负极连接至gnd，此时，第一灯珠或第一灯串点亮。
[0035]
当所述第二开关元件12(q5)的受控端(栅极g)接收到高电平时导通，当第四开关元件14(q7)的受控端(栅极g)接收到高电平时导通，所述光源模块17的第二灯珠或第二灯串的正极连接至+24v直流电源，负极连接至gnd，此时，第二灯珠或第二灯串点亮。由于各个开关元件的导通是由控制器输出的pwm脉冲调制信号进行控制的，因此，将pwm脉冲调制信号设定相应的占空比即可实现光源模块的调光。
[0036]
所述短路保护模块18用于检测光源模块17工作时的电流，当检测到电流过大时，调节输出相应的驱动信号使光源模块17的工作电流趋于稳定，实现过流保护，即实现短路保护。
[0037]
所述短路保护模块18具有驱动信号输出端(outa和outb)、控制信号输入端(ina和inb)和电流检测端(ocp)。所述短路保护模块18的控制信号输入端(ina和inb)连接至控制器的信号输出端接收控制信号，所述短路保护模块18的电流检测端(ocp)连接于所述第三开关元件13(q6)的输入端(源极s)，以及所述第四开关元件14(q7)的输入端(源极s)，以检测光源模块17点亮时的电流。
[0038]
在一个可选的实施例中，所述短路保护模块18包括过流检测芯片(u12)、第一检测电阻(r45)、第二检测电阻(r67)和第一电容(c24)；所述过流检测芯片(u12)具有受控端(ina和inb)、调节信号输出端(outa和outb)和电流检测端(ocp)；所述过流检测芯片(u12)的受控端(ina和inb)作为所述短路保护模块18的控制信号输入端，连接至控制器的信号输出端；所述过流检测芯片(u12)的调节信号输出端(outa和outb)作为所述短路保护模块18的驱动信号输出端，分别连接至所述第一半桥驱动芯片15(u4)和所述第二半桥驱动芯片16
(u3)；所述第一检测电阻(r45)的第一端与第二检测电阻(r67)的第二端，以及第一电容(c24)的第二端相连接形成过流检测节点，所述过流检测节点连接至所述过流检测芯片(u12)的电流检测端(ocp)；所述第一检测电阻(r45)的第二端与所述第三开关元件13的输入端(源极s)和第四开关元件14的输入端(源极s)电连接；所述第二检测电阻(r67)的第一端，以及所述第一电容(c24)的第一端接地。
[0039]
在一个可选的实施例中，所述led控制装置还包括驱动信号放大模块；所述驱动信号放大模块包括第一驱动芯片(u6)、第二驱动芯片(u8)、第三驱动芯片(u7)和第四驱动芯片(u5)。所述第一驱动芯片(u6)连接于所述第一开关元件11(q4)的输入端(栅极g)和所述第一半桥驱动芯片15(u4)的驱动信号输出端(ho)之间；所述第二驱动芯片(u8)连接于所述第二开关元件12(q5)的输入端(栅极g)和所述第二半桥驱动芯片的驱动信号输出端(ho)之间；所述第三驱动芯片(u7)连接于所述第三开关元件13(q6)的输入端(栅极g)和所述第二半桥驱动芯片16(u3)的驱动信号输出端(lo)之间；所述第四驱动芯片(u5)连接于所述第四开关元件14(q7)的输入端(栅极g)和所述第一半桥驱动芯片15(u4)的驱动信号输出端(lo)之间。
[0040]
在一个可选的实施例中，所述led控制装置还包括驱动电源模块；所述驱动电源模块具有交流电源输入端、第一直流电源输出端和第二直流电源输出端；所述交流电源输入端连接至220v交流市电取电，所述第一直流电源输出端连接至所述光源模块提供+24v电源；所述第二直流电源输出端连接至所述短路保护模块和驱动信号放大模块提供+12v电源。
[0041]
请参阅图3，图3为本实用新型实施例所述led灯具的原理框图。
[0042]
根据本实用新型的另一方面，还提供一种led灯具。所述led灯具包括如上所述的led控制装置10、控制器20和遥控器30；所述遥控器30与控制器20无线连接；所述led控制装置10的短路保护模块的受控端连接于所述控制器20的控制信号输出端，其电流检测端连接至所述第三开关元件的输入端，以及所述第四开关元件的输入端；其驱动信号输出端分别连接至所述第一半桥驱动芯片的输入端和第二半桥驱动芯片的输入端。
[0043]
应用本实用新型的上述技术方案，将短路保护模块与控制器，第一半桥驱动芯片，第二半桥驱动芯片，第三开关元件和第四开关元件电连接，从而可以检测流经光源模块的电流，当检测到电流过大时对输出的驱动信号进行调节，从而使得光源模块工作稳定，不易由于短路等过流情况而烧坏电路板，延长了灯具的使用寿命。
[0044]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。