多回路控制电路及其控制方法

专利名称：多回路控制电路及其控制方法
多回路控制电路及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种多回路控制电路及其控制方法。背景技术：
传统的装饰灯串为了达到良好的装饰效果，一般都会将灯串设置成具有频闪或者 变色或者二者同时具备的功能，尤其是圣诞装饰灯串，为了营造冰天雪地的气氛，一种具有 下雪效果的的装饰灯串越来越受到人们的青睐。该现有技术中装饰灯产品的电路原理图参 照图1所示，该现有设计是采用N+1根主线实现N个回路的电路设计，图中所示的产品包括 16个串联灯串10，该串联灯串10由三个LED 二极管串联组成的，每个串联灯串10的一端 与主线L17并联连接，所述主线L17与直流电源电连接，每个串联灯串10的另一端依次与 主线LOl至L16连接，主线LOl至L16的端点集结与控制芯片连接形成16个电路回路，通 过控制芯片控制每个串联灯串10的点亮和持续时间。这样设计存在很多缺点，其一，靠近 控制芯片的主线特别多，有N回路就有N+1根主线，而远离控制芯片的主线逐渐减少，整个 装饰灯的线路呈锥形，这种装饰灯外形难看，整体的装饰效果较差，同时也特别浪费主线； 其二，如果要实现N个回路，则必需要有N根主线与控制芯片连接控制，若装饰灯采用的回 路越多，则整个电路设计就显得特别繁杂；同样，如果回路越多，所采用的控制芯片的引脚 也同样增多，对应的控制电路板相应增大且电子元件也随之增加，装饰灯的外形出现头大 尾小的缺陷，装饰灯的回路越多其成本就越高，这种设计不易在市场上广泛推广应用。

发明内容本发明的目的在于提供一种多回路控制电路及其控制方法，其主线比较少、成本 低、电路结构简单。为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案一种多回路控制电路，包括由 电源输入单元供电的用于输出控制信号的控制单元，及至少两根主线、至少两个第一控制 开关和至少两个第二控制开关；每根主线的第一端通过所述第一控制开关与电源端连接、 通过所述第二控制开关接地，在任意两根主线的第二端之间还并联连接有两组极性相反的 LED;所述第一控制开关和第二控制开关的控制端分别与所述控制单元的输出端连接，所述 第一控制开关和第二控制开关接收所述控制单元输出的控制信号，根据所述控制信号处于 导通或断开状态。一种多回路控制电路的控制方法，所述控制电路包括控制单元、至少两根主线，每 根主线的第一端分别通过第一控制开关接电源、第二控制开关接地；在任意两根主线的第 二端之间还并联连接有两组极性相反的LED，控制单元的输出端分别与每个第一控制开关 和每个第二控制开关的控制端连接；所述控制方法包括控制单元向第一控制开关和第二控制开关发出控制信号，控制第一控制开关和第 二控制开关的导通或断开，使与该第一控制开关和第二控制开关连接的主线与电源连接或
4接地或断开，即控制该根主线处于正极、负极或断开状态；在其中一根主线处于正极状态，另一根主线处于负极状态时，连接在该两根主线 之间的一组LED点亮；在其中一根主线与另外一根主线同时处于正极或负极或断开状态 时，连接在该两根主线之间的LED关灭；在其中一根主线处于断开状态时，与该根主线连接 的LED关灭。本发明包括至少两根主线以及并联在任意两根主线的第二端之间的两组极性相 反的LED，每根主线连接有第一控制开关和第二控制开关，第一控制开关和第二控制开关的 输入端与控制单元的输出端连接，控制单元通过向第一控制开关和第二控制开关输出控制 信号来控制第一控制开关和第二控制开关的导通或断开，这样通过与第一控制开关与电源 端连接、通过第二控制开关接地的主线可以与电源端连接或接地，实现对每根主线的正极、 负极及断开状态的控制；在LED两端连接的主线从头至尾采用的数量一致，避免了目前市 场上装饰灯的线路整体呈现锥形结构；而且本发明采用N根主线即可实现N* (N-I)回路，大 大简化了电路结构，同时也降低了产品的成本；另外采用本发明电路设计可以将装饰灯的 控制器做的更小，可以使控制器与连接控制器的LED配套使用，使装饰灯的外形更为美观 协调，同时也大大降低了产品的成本。


图1为现有技术中装饰灯的电路连接原理示意图2为本发明多回路控制电路的电路结构原理图3为本发明多回路控制电路在一实施例中的电路原理图
图4为本发明装饰灯在一实施例中的结构示意图5为图4所示装饰灯中的控制器的剖开结构示意图6为图4所示装饰灯中的灯管的结构示意图7为本发明装饰灯在另一实施例中的结构示意图8为图7所示单个装饰灯的结构示意图9为图8所示未采用尾塞的装饰灯的结构示意图10为图8所示B的局部放大示意图11为多条装饰灯并联连接的电路结构简图。
具体实施方式
本发明包括至少两根主线以及并联在任意两根主线的第二端之间的两组极性相 反的LED，每根主线连接有第一控制开关和第二控制开关，第一控制开关和第二控制开关的 输入端与控制单元的输出端连接，控制单元通过向第一控制开关和第二控制开关输出控制 信号来控制第一控制开关和第二控制开关的导通或断开，这样通过与第一控制开关与电源 端连接、通过第二控制开关接地的主线可以与电源端连接或接地，实现对每根主线的正极、 负极及断开状态的控制；在LED两端连接的主线从头至尾采用的数量一致，避免了目前市 场上装饰灯的线路整体呈现锥形结构；而且本发明采用N根主线即可实现N*(N-I)回路，大 大简化了电路结构，同时也降低了产品的成本；另外采用本发明电路设计可以将装饰灯的 控制器做的更小，可以使控制器与连接控制器的LED配套使用，使装饰灯的外形更为美观协调，同时也大大降低了产品的成本。本发明的多回路控制电路，包括由电源输入单元供电的用于输出控制信号的控制 单元，及至少两根主线、至少两个第一控制开关和至少两个第二控制开关，如图2示出了四 根主线，主线Li、主线L2、主线L3和主线L4，及四个第一控制开关和四个第二控制开关；每 根主线的第一端通过所述第一控制开关与电源端连接、通过所述第二控制开关接地，在任 意两根主线的第二端之间还并联连接有两组极性相反的LED，其中在主线Ll和主线L2之间 连接有LED 1和LED 2，LED 1和LED 2的极性相反，在主线Ll和主线L3之间连接有LED 3和LED 4，LED 3和LED 4的极性相反，在主线Ll和主线L4之间连接有LED 5和LED 6， LED 5和LED 6的极性相反，在主线L2和主线L4之间连接有LED 7和LED 8，LED 7和LED 8的极性相反，在主线L2和主线L3之间连接有LED 9和LED A, LED 9和LED A的极性相 反，在主线L3和主线L4之间连接有LED B和LED C，LED B和LED C的极性相反；所述第一 控制开关和第二控制开关的控制端分别与所述控制单元的输出端连接，所述第一控制开关 和第二控制开关接收所述控制单元输出的控制信号，根据所述控制信号处于导通或关闭状 态。每一组LED如图可以由一个LED 二极管组成；或者由至少两个LED 二极管串联组成，其 中一个LED 二极管的阳极与另一个LED 二极管的阴极连接。在所述第一控制开关导通，第二控制开关断开时，主线通过第一控制开关与电源 连接，此时该主线处于高电压状态，即正极状态；在所述第一控制开关断开，第二控制开关 导通时，主线通过第二控制开关接地，此时该主线处于低电压状态，即负极状态；在所述第 一控制开关和第二控制开关都断开时，主线也没与电源连接，也没接地，此时主线处于断开 状态。这样通过控制单元向第一控制开关和第二控制开关输出控制信号来控制与至少两根 主线连接的第一控制开关和第二控制开关的导通或断开，以使与第一控制开关和第二控制 开关连接的至少两根主线处于正极、负极或断开状态，在其中一根主线处于正极状态时，另 外一根主线处于负极状态时，此时连接在该两根主线之间的一组LED点亮，另外一组极性 相反的LED关灭；在其中一根主线处于正极状态，另外一根主线也处于正极状态时，此时连 接在该两根主线之间的两组LED关灭；在其中一根主线与另外一根主线同时处于正极、负 极或断开状态时，此时连接在该两根主线之间的两组LED关灭；在其中一根主线处于断开 状态，此时与该根主线连接的LED关灭；这样连接在任意两根主线的第二端之间的各组LED 会根据连接的主线的不同状态而点亮或关灭。由此可见本发明采用4根主线即可实现12 个回路，即N根主线即可实现N* (N-I)回路，大大简化了电路结构，同时也降低了应用该多 回路控制电路的产品的成本。在一较优实施例中，所述电源输入单元包括有整流单元、稳压滤波单元和交流电 源，所述整流单元的输入端与交流电源连接，该整流单元的输出端通过稳压滤波单元与控 制单元连接。在一较优实施例中，所述第一控制开关包括第一、第二三极管，所述第二控制开关 包括第三三极管，所述第一三极管的基极及所述第三三极管的基极与所述控制单元的输出 端连接，第一三极管的集电极与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极与所述电源 端连接，该第二三极管的集电极与所述第三三极管的集电极与所述主线的第一端连接，所 述第一三极管的发射极和第三三极管的发射极接地。需要说明的是，此时所述控制单元输 出的控制信号为高或低电平信号，在所述第一三极管的基极接收到高电平信号时，其导通，同时第二三极管导通，在所述第三三极管的的基极接收到低电平信号时，其断开，此时电源 通过第二三极管对主线供电，使主线处于正极状态；在所述第一三极管的基极接收到低电 平信号时，其断开，同时第二三极管也断开，在所述第三三极管的基极接收到高电平信号 时，其导通，此时主线接地，使主线处于负极状态。当然三极管也可以是其他的类似的开关 管，比如MOS管。在一较优实施例中，上述第一控制开关和第二控制开关还可以包括第一限流电 阻、第二限流电阻和分压电阻，所述第一限流电阻的一端与所述控制单元的输出端连接，另 一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二限流电阻的一端与所述控制单元的输出端连 接，另一端与所述第三三极管的基极连接；这样第一限流电阻和第二限流电阻可以对所述 高电平信号进行限流，以对第一三极管和第二三极管进行保护；所述分压电阻连接在所述 第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极之间；可以起到保护第三三极管的作用。另外该第一控制开关和第二控制开关还可以设计成其他的类似的电路结构，在一 较优实施例中，该第一控制开关包括第二三级管，所述第二控制开关包括第三三极管；所 述第二三极管的基极及所述第三三极管的基极分别与所述控制单元的输出端连接，所述第 二三极管的发射极与所述电源端连接，该第二三极管的集电极与所述第三三极管的集电极 与所述主线的第一端连接，该第三三极管的发射极接地。当然三极管也可以是其他的类似 的开关管，比如MOS管。在一较优实施例中，为了使所述LED的点亮时间有所不同，以便起到LED闪烁、追 逐及下雪的效果，所述控制单元还可以包括计时器，该控制单元根据所述计时器输出的时 间信号输出时间控制信号到所述第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关和第二 控制开关根据接收到的时间控制信号处于导通或断开状态。计时器可以设定不同的时间 段，在每个时间段到时分别向控制单元输出时间信息，控制单元根据该时间信息即可向第 一控制开关和第二控制开关发出时间控制信号，以控制第一控制开关和第二控制开关的导 通或断开，这样继而可以控制LED的点亮时间。具体可以为所述计时器在第一时间到时，向所述控制单元发出第一时间信息，所述控制单元 根据该第一时间信息向与其中一组LED连接的两根主线上的第一控制开关和第二控制开 关依次发出控制该组LED点亮的电平信号，所述计时器在第二时间到时，向所述控制单元 发出第二时间信息，所述控制单元根据该第二时间信息向与另外一组LED连接的两根主线 上的第一控制开关和第二控制开关依次发出控制该另外一组LED点亮的电平信号。本发明还揭示了一种多回路控制电路的控制方法，所述控制电路包括控制单元、 至少两根主线，每根主线的第一端分别通过第一控制开关接电源、第二控制开关接地；在任 意两根主线的第二端之间还并联连接有两组极性相反的LED，控制单元的输出端分别与每 个第一控制开关和每个第二控制开关的控制端连接；所述控制方法包括控制单元向第一控制开关和第二控制开关发出控制信号，控制第一控制开关和第 二控制开关的导通或断开，使与该第一控制开关和第二控制开关连接的主线与电源连接或 接地或断开，即控制该根主线处于正极、负极或断开状态；在其中一根主线处于正极状态，另一根主线处于负极状态时，连接在该两根主线 之间的一组LED点亮；在其中一根主线与另外一根主线同时处于正极或负极或断开状态时，连接在该两根主线之间的LED关灭；在其中一根主线处于断开状态时，与该根主线连接 的LED关灭。上述所述的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号或第四控制信号可以是 高或低电平信号。所述控制单元还可以包括有计时器，该控制单元根据所述计时器输出的时间信号 输出时间控制信号到所述第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关和第二控制开 关根据所述时间控制信号处于导通或断开状态，这样LED点亮的时间可以随着计时器发出 的时间信号而改变，可以达到LED追逐、闪烁、连续点亮的效果。所述控制单元根据所述计时器输出的时间信息输出时间控制信号到所述第一控 制开关和第二控制开关，具体可以为所述计时器在第一时间到时，向所述控制单元发出第一时间信息，所述控制单元 根据该第一时间信息向与其中一组LED连接的两根主线上的第一控制开关和第二控制开 关依次发出控制该组LED点亮的电平信号，所述计时器在第二时间到时，向所述控制单元 发出第二时间信息，所述控制单元根据该第二时间信息向与另外一组LED连接的两根主线 上的第一控制开关和第二控制开关依次发出控制该另外一组LED点亮的电平信号。下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步详细说明。实施例一请参照图3所示，该实施例中，本发明的多回路控制电路，包括有与交流电AC_IN 连接的整流单元4、与整流单元4的输出端分别连接的四根主线L1、L2、L3、L4和稳压滤波单 元5、并联在四根主线L1、L2、L3、L4上任意两根主线的一端的两组LED，其中两组LED极性 相反，共有16个LED 二极管Dl至D16，在四根主线L1、L2、L3、L4的另一端还连接有第一控 制开关1和第二控制开关2，第一控制开关1和第二控制开关2的输入端分别与控制单元3 的输出端连接，12V的电源端通过第一控制开关1与主线连接，主线通过第二控制开关2接 地，该第一控制开关1和第二控制开关2根据控制单元3输出的控制信号处于导通或断开 状态；第一控制开关1通过控制单元3发出控制信号控制四根主线L1、L2、L3、L4处于正极 或断开状态，第二控制开关2通过控制单元3发出控制信号控制四根主线L1、L2、L3、L4处 于负极或断开状态，同一根主线只能通过第一控制开关和第二控制开关使该根主线处于正 极、负极或断开的单种状态。该实施例中控制单元3采用多引脚CPU ；整流单元4采用四个 二极管组成的桥式整流器，并在交流电AC_IN与桥式整流器的输入端连接一保险丝F1。其 中稳压滤波单元5包括电阻R1、稳压二极管ZD1、电解电容C2和电容C3，该电阻Rl的一端 与整流单元4的输出端连接，电阻Rl的另一端分别与稳压二极管ZDl的阴极、电解电容C2 的正极、电容C3的一端及电源端VCC连接，稳压二极管ZDl的阳极、电解电容C2的负极及 电容C3的另一端接地；电源端VCC与CPU的电源正极端连接。CPU的电源负极端还通过电 阻R14与交流电AC-IN的负极端连接。主线Ll上连接有第一控制开关1和第二控制开关2，主线Ll上的第一控制开关1 包括两个三极管Ql和Q2，主线Ll上的第二控制开关2包括一个三极管Q3，三极管Ql的基 极串联一电阻R2后与CPU引脚6，即CPU的IO 口 P64电连接，其集电极连接一电阻R3后 与三极管Q2的基极电连接，三极管Q2的发射极与桥式整流器的输出直流电源端+12V处电 连接，三极管Q2的集电极与第二控制开关2的三极管Q3的集电极电连接后再与主线Ll并 联的LED电连接，第二控制开关2的三极管Q3的基极电连接一电阻R4后与CPU的引脚1，即CPU的IO 口 P50电连接，第一控制开关1的三极管Ql的发射极和第二控制开关2的三 极管Q3的发射极分别接地。上述主线Ll上的第一控制开关1的三极管Ql及第二控制开关2的三极管Q3为 NPN管，第一控制开关1的三极管Q2为PNP管。主线L2上的第一控制开关1包括两个三极管Q4和Q5，主线L2上的第二控制开关 2包括一个三极管Q7，三极管Q4的基极串联一电阻R5后与CPU引脚5，即CPU的IO 口 P65 电连接，其集电极连接一电阻R6后与三极管Q5的基极电连接，三极管Q5的发射极与桥式 整流器的输出直流电源端+12V处电连接，三极管Q5的集电极与第二控制开关2的三极管 Q7的集电极电连接后再与主线L2并联的LED电连接，第二控制开关2的三极管Q7的基极 电连接一电阻R7后与CPU的引脚14，即CPU的IO 口 P51电连接，第一控制开关1的三极管 Q4的发射极和第二控制开关2的三极管Q7的发射极分别接地。上述主线L2上的第一控制开关1的三极管Q4及第二控制开关2的三极管Q6为 NPN管，第一控制开关1的三极管Q7为PNP管。主线L3上的第一控制开关1包括两个三极管Q8和Q6，主线L3上的第二控制开 关2包括一个三极管Q10，三极管Q8的基极串联一电阻R8后与CPU引脚3，即CPU的IO 口 P66电连接，其集电极连接一电阻R9后与三极管Q6的基极电连接，三极管Q6的发射极与桥 式整流器的输出直流电源端+12V处电连接，三极管Q6的集电极与第二控制开关2的三极 管QlO的集电极电连接后再与主线L3并联的LED电连接，第二控制开关2的三极管QlO的 基极电连接一电阻Rll后与CPU的引脚13，即CPU的IO 口 P52电连接，第一控制开关1的 三极管Q8的发射极和第二控制开关2的三极管QlO的发射极分别接地。上述主线L3上的第一控制开关1的三极管Q8及第二控制开关2的三极管QlO为 NPN管，第一控制开关1的三极管Q6为PNP管。主线L4上的第一控制开关1包括两个三极管Q12和Q9，主线L3上的第二控制开 关2包括一个三极管Q11，三极管Q12的基极串联一电阻R13后与CPU引脚2，即CPU的IO 口 P67电连接，其集电极连接一电阻RlO后与三极管Q9的基极电连接，三极管Q9的发射极 与桥式整流器的输出直流电源端+12V处电连接，三极管Q9的集电极与第二控制开关2的 三极管Qll的集电极电连接后再与主线L4并联的LED电连接，第二控制开关2的三极管 Qll的基极电连接一电阻R12后与CPU的引脚12，即CPU的IO 口 P53电连接，第一控制开 关1的三极管Q12的发射极和第二控制开关2的三极管Qll的发射极分别接地。上述主线L4上的第一控制开关1的三极管Q12及第二控制开关2的三极管Qll 为NPN管，第一控制开关1的三极管Q9为PNP管。主线L2、L3和L4上分别设置的控制开关与Ll上设置的控制开关连接关系一致。 叙述如下主线L2、L3和L4的第一控制开关的第一三极管Q4、Q8、Q12的基极分别对应串 联一电阻R5、R8、R13后再与CPU的引脚5、3、2对应电连接，即与CPU的IO 口 P65、P66、P67 电连接；主线L2、L3和L4的第二控制开关的三极管Q7、Q10、Qll的基极对应串联一电阻 R7、RlU R12后再与CPU的引脚14、13、12对应电连接，即与CPU的IO 口 P51、P52、P53连 接；主线L2、L3和L4的第一控制开关的第二三极管Q5、Q6、Q9的发射极分别与桥式整流器 的输出直流电源端+12V处连接，主线L2的第一控制开关的第一三极管Q4的集电极串联一 电阻R6后与第二三极管Q5的基极电连接，第一控制开关的第二三极管Q5的集电极与第二
9控制开关的三极管Q7的集电极电连接后再与和主线L2并联的LED电连接；主线L3的第 一控制开关的第一三极管Q8的集电极串联一电阻R9后与第二三极管Q6的基极电连接，第 一控制开关的第二三极管Q6的集电极与第二控制开关的三极管QlO的集电极电连接后再 与和主线L3并联的LED电连接；主线L4的第一控制开关的第一三极管Q12集电极串联一 电阻RlO后与第二三极管Q9的基极电连接，第一控制开关的第二三极管Q9的集电极与第 二控制开关的三极管Qll的集电极电连接后再与和主线L4并联的LED电连接。上述主线 L2、L3、L4第一控制开关的第一三极管Q4、Q8、Q12的发射极和第二控制开关的三极管Q7、 Q10、Qll的发射极全部接地。上述主线L2、L3、L4第一控制开关的第一三极管Q4、Q8、Q12 及第二控制开关的三极管Q7、Q10、Q11为NPN管，主线L2、L3、L4第一控制开关的第二三极 管 Q5、Q6、Q9 为 PNP 管。以上所述的CPU可以选用型号为78P153的控制芯片，也可以采用其它型号的控制 芯片，只要能达到本发明的目的，不管选用哪种型号或者类型的单片机控制芯片都应属于 本发明的保护范围。上述四根主线L1、L2、L3、L4与LED的连接关系参照图3，主线Ll与主线L2之间连 接有由发光二极管Dl和D2串联连接的LED灯串，及由发光二极管D7和D8串联连接的LED 灯串，该发光二极管Dl和D2串联连接的LED灯串与发光二极管D7和D8串联连接的LED 灯串的极性相反，且并联连接在主线Ll和主线L2之间，即并联在两根主线上的两组LED之 间的极性是相反的；主线Ll与主线L3之间连接有由发光二极管D3和D4串联连接的LED 灯串，及由发光二极管D13和D14串联连接的LED灯串，其中发光二极管D13和D14连接的 LED灯串与发光二极管D3和D4连接的串联灯串的极性相反，且并联连接在主线Ll和主线 L3之间；主线Ll与主线L4之间连接有由发光二极管D5和D6串联连接的LED灯串，及由 发光二极管D19和D20串联连接的LED灯串，其中发光二极管D19和D20连接的LED灯串 与发光二极管D5和D6连接的LED灯串的极性相反，且并联连接在主线Ll和主线L4之间； 主线L2与主线L3之间连接有由发光二极管D9和DlO串联连接的LED灯串，及由发光二极 管D15和D16串联连接的LED灯串，其中发光二极管D15和D16连接的LED灯串与发光二 极管D9和DlO连接的LED灯串的极性相反，且并联连接在主线L2和主线L3之间；主线L2 与主线L4之间连接有由发光二极管Dll和D12串联连接的LED灯串，及由发光二极管D21 和D22串联连接的LED灯串，其中发光二极管D21和D22连接的LED灯串与发光二极管Dll 和D12连接的LED灯串的极性相反，且并联连接在主线L2和主线L4之间；主线L3与主线 L4之间连接有由发光二极管D17和D18串联连接的LED灯串，及由发光二极管D23和D24 串联连接的LED灯串，其中发光二极管D23和D24连接的LED灯串与发光二极管D17和D18 连接的LED灯串的极性相反，且并联连接在主线L3和主线L4之间。实施例二请参照附图4、5、6所示，本发明还提供一种采用实施例一所述多回路控制电路的 装饰灯，该装饰灯包括至少两根主线、控制器15、与控制器15外部连接的电源线60以及与 控制器15连接的灯管22，控制器15内包括控制电路板70 (该控制电路板为可选部件)、以 及设置在该控制电路板70上的控制芯片75，该控制芯片75可选用型号为78P153的CPU， 该控制芯片75即为实施例一中的控制单元3，在控制电路板70上还包括有与控制单元3电 连接的多组控制开关，每组控制开关包括第一控制开关和第二控制开关，每根主线的第一端通过所述第一控制开关与电源端连接、通过所述第二控制开关接地；所述第一控制开关 和第二控制开关的控制端与所述控制芯片75的输出端连接，所述第一控制开关和第二控 制开关根据所述控制芯片75输出的控制信号处于导通或断开状态；其中灯管22内设有芯 线24、设置在芯线24内的四根主线bl、b2、b3、b4、并联在四根主线bl、b2、b3、b4中任意两 根主线上的两组LED，所述两组LED极性相反，四根主线bl、b2、b3、b4分别与每组控制开关 连接，控制开关通过控制器3控制每根主线处于正极、负极或断开状态，在芯线24内、沿芯 线24的长度方面设有纵向通孔25，沿纵向通孔25开设有开口槽27，LED设置在纵向通孔 25内，在芯线24的外部还包覆一层透光外皮23。由此可见，该实施例中的装饰灯在透光外皮23内只需用四根主线即可实现12个 回路，所需的主线个数比较少；且灯管22上下所需主线的个数一致，避免了目前市场上装 饰灯的线路整体呈现锥形结构。其中，芯线24为柔性的材料制作；芯线24和外皮23也可以全部为柔性的、具有透 光的PVC或者橡胶材料制作，为了使制作好的装饰灯管能更好的直立定型，在芯线24内、沿 芯线24的纵向方向还设置有一钢丝28。上述两组LED中的每组LED可以是单颗LED 二极管组成，也可以是由多颗LED 二 极管组成的LED灯串或者是由多串LED灯串组成的一组LED，如果每组LED有多颗LED 二极 管组成，这些LED 二极管串联连接，即其中一个LED 二极管的阳极与相邻的一个LED 二极管 的阴极连接。参照图6，本发明多回路电路的控制方法是通过控制芯片75发出高低电平信号， 控制各根主线上的第一控制开关和第二控制开关导通或断开来实现多回路LED的点亮。本 发明采用的控制单元3为CPU，CPU发出高电平或低电平信号，对四根主线L1、L2、L3、L4上 分别连接的第一控制开关1和第二控制开关2进行控制，控制四根主线L1、L2、L3、L4分别 处于正极、负极或断开状态；具体控制如下CPU对其中一根主线的第一控制开关1发出高 电平信号，则对应同一根主线上的第二控制开关2发出的必须是低电平信号，此时第一控 制开关1导通，第二控制开关2断开，主线通过第一控制开关1与电源端连接，则该主线处 于正极状态；CPU对其中一根主线的第二控制开关2发出高电平信号，则对应同一根主线上 的第一控制开关1必须发出低电平信号，此时第一控制开关1断开，第二控制开关2导通， 主线通过第二控制开关接地，则该主线处于负极状态；CPU对同一根主线上设置的第一控 制开关1和第二控制开关2发出低电平信号，此时第一控制开关1和第二控制开关2分别 断开，则该根主线处于断开状态；并联在主线Ll和L2上有两个LED 二极管，其中发光二极 管Dl、D2组成的LED灯串与发光二极管D7、D8组成的LED灯串极性相反，当CPU对与主线 Ll连接的第一控制开关和与主线L2连接的第二控制开关分别发出高电平信号，其中与主 线Ll连接的第一控制开关1对应的CPU的IO 口为P64，与主线L2连接的第二控制开关2 对应CPU的IO 口为P51，而CPU对与主线Ll连接的第二控制开关2和与主线L2连接的的 第一控制开关发出低电平信号，其中与主线Ll连接的第二控制开关2对应CPU的IO 口为 P50，与主线L2连接的第一控制开关1对应CPU的IO 口为P65，此时主线Ll处于正极状态， 而主线L2处于负极状态；此时与主线L3、L4连接的第一控制开关1和第二控制开关2由 CPU分别发出低电平信号，其中与主线L3、L4连接的第一控制开关1分别对应CPU的IO 口 为P66、P67，与主线L3、L4连接的第二控制开关2分别对应CPU的IO 口为P52、P53，使主线L3、L4处于断开状态，此时，由发光二极管Dl、D2组成的LED灯串即可点亮。采用上述 相同原理，当CPU对与主线Ll连接的第二控制开关2和主线L2的第一控制开关1发出高 电平信号，而对应与主线Ll连接的第一控制开关1和与主线L2连接的第二控制开关2由 CPU发出低电平信号，此时主线Ll处于负极状态，而主线L2处于正极状态，相应与主线L3、 L4连接的第一控制开关1和第二控制开关2由CPU分别发出低电平信号，使主线L3、L4处 于断开状态，此时，由发光二极管D7、D8组成的LED灯串即可点亮。下表为图3所示四根主 线L1、L2、L3、L4实现十二回路每组灯串分别点亮的方式
根据该实施例的电路设计原理图3以及上述列表可以得出，同样可以实现两组 LED灯串或者三组LED灯串同时点亮，同时也可以实现有序的变化点亮或随机的变化点亮 的状态，实现何种点亮效果只需要将各主线上的第一控制开关和第二控制开关对应CPU的 IO 口的电平信号设置好即可，如CPU高四位IO 口的四个引脚P64、P65、P66、P67，当P64输 出为高电平信号时，说明与主线Ll连接的第一控制开关1接收的为高电平信号，对应此时 主线Ll处于正极状态，当P65、P66、P67输出为低电平信号时，说明与主线L2、L3、L4连接 的第一控制开关1接收的为低电平信号，对应此时主线L2、L3、L4处于负极状态，因此发光 二极管Dl和D2、D3和D4、D5和D6分别组成的灯串即可同时点亮。上述LED灯串的点亮延迟时间通过CPU计时器控制，即CPU发出的电平信号可以 根据计时器发出的时间信息来设定，在计时器发出时间信息时，CPU再根据发出的时间信息 来发出电平信号。当每组LED灯串要呈现下雪效果时，可以将前一组灯串与后一组灯串点 亮的衔接时间设置为0. 1 0. 5秒，每组灯串的点亮时间设置为0. 1 0. 5秒，根据需要也 可以将每组灯串的衔接时间及每串灯串的点亮时间设置为比前面例举的时间更短或更长； 当LED灯串要呈现连续状态时，可以将每组灯串的点亮时间设置为0. 01 0. 1秒的时间， 同时将前一组灯串与后一组灯串的点亮衔接时间同样设置为0. 01 0. 1秒，由于频率很 快，肉眼无法察觉，这样就达到了灯串的连续点亮状态。另外，如图11，也可将多条装饰灯并联在电源的两主导线90上，每个装饰灯的电 源线分别与电源的两主导线90连接，即该多个装饰灯并联连接在电源上，此时通过控制每 个装饰灯的点亮时间，这样由多条装饰灯组合在一起，可以达到追逐、闪烁、流水的效果。需要说明的是，可以将两主导线设置在每个装饰灯的透光外皮内，每个装饰灯的控制器的电 源输入端分别与该主导线连接，这样该多个装饰灯连接时不会出现布线上的凌乱，导线布 局比较整齐，该主导线的一端接上插头即可与电源连接。实施例三请参照图7、8、9、10所示，为本发明是采用实施例一所述多回路控制电路的另一 种装饰灯，本实施例与实施例二不同之处在于，不用实施例二中安装在灯管外的控制器结 构，而是直接将控制器内的控制电路板安装在灯管内；该实施例中的装饰灯包括控制电路 板70、与控制电路板70连接的四根主线40、41、42、43以及并联在任意两根主线上的两组 LED,所述两组LED的极性相反，控制电路板70包括控制单元3、与控制单元3连接的多组控 制开关，每组控制开关包括第一控制开关和第二控制开关，四根主线40、41、42、43分别与 每组控制开关连接，每根主线的第一端通过所述第一控制开关与电源端连接、通过所述第 二控制开关接地；所述第一控制开关和第二控制开关的控制端与所述控制单元3的输出端 连接，所述第一控制开关和第二控制开关根据所述控制单元3输出的控制信号处于导通或 断开状态；控制开关通过控制单元3控制每根主线处于正极、负极或断开状态，控制电路板 70和灯管30外部还套置有透光管20，在透光管20的端口设有与控制电路板70连接的电 源线60，电源线60通过固定装置80与透光管20固定连接。其中，在一较优实施例中，固定 装置80可以为涂抹在透光管20端口处与电源线60固定的防水胶(图中未表示)；固定装 置80也可以是啤注在电源线60上的防水盖，其中防水盖与所述透光管20端口密封配合。 防水盖可以采用橡胶材料或PVC材料制作。透光管20可以是两端开口的空心管，空心管的 底部端口处还设置有尾塞81。请参阅图10所示，四根主线40、41、42、43其中任意两根上并联连接有两组LED， 该两组LED极性相反，上述四根主线的一端分别电连接有一组控制开关，控制开关根据接 收到的控制信号，控制相应主线为正极、负极或断开状态，从而控制各组LED的不同点亮状 态。上述两组LED中的每组LED可以是单颗LED组成，也可以是由多颗LED组成的LED 灯串或者是由多串LED灯串组成的一组LED。另外，如图11，也可以将多条装饰灯并联在电源的两主导线90上，每个装饰灯的 电源线分别与电源的两主导线90连接，即该多个装饰灯并联连接在电源上，此时通过控制 每个装饰灯的点亮时间，这样由多条装饰灯组合在一起，可以达到追逐、闪烁、流水的效果。 需要说明的是，如图7，也可以将该多个装饰灯的电源线并联连接在一起，在需要与电源连 接时，其中一个装饰灯的电源线通过插头85接到电源即可，这样就不需要将各个装饰灯的 电源线分别通过插头与电源连接，减少了连线的次数，布线也比较整齐。上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发 明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求
一种多回路控制电路，其特征在于包括由电源输入单元供电的用于输出控制信号的控制单元，及至少两根主线、至少两个第一控制开关和至少两个第二控制开关；每根主线的第一端通过所述第一控制开关与电源端连接、通过所述第二控制开关接地，在任意两根主线的第二端之间还并联连接有两组极性相反的LED；所述第一控制开关和第二控制开关的控制端分别与所述控制单元的输出端连接，所述第一控制开关和第二控制开关接收所述控制单元输出的控制信号，根据所述控制信号处于导通或关闭状态。
2.根据权利要求1所述的多回路控制电路，其特征在于所述电源输入单元包括有整 流单元、稳压滤波单元和交流电源，所述整流单元的输入端与交流电源连接，该整流单元的 输出端通过稳压滤波单元与控制单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的多回路控制电路，其特征在于所述主线为四根，所述第 一控制开关为四个，所述第二控制开关为四个。
4.根据权利要求1所述的多回路控制电路，其特征在于所述控制信号为高或低电平 信号，所述第一控制开关包括第二三级管，所述第二控制开关包括第三三极管；所述第二三 极管的基极及所述第三三极管的基极分别与所述控制单元的输出端连接，所述第二三极管 的发射极与所述电源端连接，该第二三极管的集电极与所述第三三极管的集电极与所述主 线的第一端连接，该第三三极管的发射极接地。
5.根据权利要求1所述的多回路控制电路，其特征在于所述控制信号为高或低电 平信号，所述第一控制开关包括第一三极管和第二三极管，所述第二控制开关包括第三三 极管，所述第一三极管的基极及所述第三三极管的基极与所述控制单元的输出端连接，第 一三极管的集电极与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极与所述电源端连接，该 第二三极管的集电极与所述第三三极管的集电极与所述主线的第一端连接，所述第一三极 管的发射极和第三三极管的发射极接地。
6.根据权利要求5所述的多回路控制电路，其特征在于还包括第一限流电阻、第二限 流电阻和分压电阻，所述第一限流电阻的一端与所述控制单元的输出端连接，另一端与所 述第一三极管的基极连接；所述分压电阻连接在所述第一三极管的集电极与所述第二三极 管的基极之间；所述第二限流电阻的一端与所述控制单元的输出端连接，另一端与所述第 三三极管的基极连接。
7.根据权利要求1或2所述的多回路控制电路，其特征在于所述控制单元还包括计 时器，该控制单元根据所述计时器输出的时间信号输出时间控制信号到所述第一控制开关 和第二控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关根据接收到的时间控制信号处于导通 或断开状态。
8.根据权利要求1或2所述的多回路控制电路，其特征在于每一组LED由至少两个 LED发光二极管串联组成，其中一个LED发光二极管的阳极与另一个LED发光二极管的阴极 连接。
9.一种多回路控制电路的控制方法，其特征在于所述控制电路包括控制单元、至少 两根主线，每根主线的第一端分别通过第一控制开关接电源、第二控制开关接地；在任意两 根主线的第二端之间还并联连接有两组极性相反的LED，控制单元的输出端分别与每个第 一控制开关和每个第二控制开关的控制端连接；所述控制方法包括控制单元向第一控制开关和第二控制开关发出控制信号，控制第一控制开关和第二控制开关的导通或断开，使与该第一控制开关和第二控制开关连接的主 线与电源连接或接地或断开，即控制该根主线处于正极、负极或断开状态；在其中一根主线处于正极状态，另一根主线处于负极状态时，连接在该两根主线之间 的一组LED点亮；在其中一根主线与另外一根主线同时处于正极或负极或断开状态时，连 接在该两根主线之间的LED关灭；在其中一根主线处于断开状态时，与该根主线连接的LED 关灭。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于所述控制单元包括有计时器，该控 制单元根据所述计时器输出的时间信号输出时间控制信号到所述第一控制开关和第二控 制开关，所述第一控制开关和第二控制开关根据所述时间控制信号处于导通或断开状态。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于所述控制单元根据所述计时器输 出的时间信息输出时间控制信号到所述第一控制开关和第二控制开关，具体为所述计时器在第一时间到时，向所述控制单元发出第一时间信息，所述控制单元根据 该第一时间信息向与其中一组LED连接的两根主线上的第一控制开关和第二控制开关依 次发出控制该组LED点亮的电平信号，所述计时器在第二时间到时，向所述控制单元发出 第二时间信息，所述控制单元根据该第二时间信息向与另外一组LED连接的两根主线上的 第一控制开关和第二控制开关依次发出控制该另外一组LED点亮的电平信号。
全文摘要
本发明公开了一种多回路控制电路及其控制方法，多回路控制电路包括由电源输入单元供电的用于输出控制信号的控制单元，及至少两根主线、至少两个第一控制开关和至少两个第二控制开关；每根主线的第一端通过第一控制开关与电源端连接、通过第二控制开关接地，在任意两根主线的第二端之间还并联连接有两组极性相反的LED；第一控制开关和第二控制开关的控制端分别与控制单元的输出端连接，第一控制开关和第二控制开关接收所述控制单元输出的控制信号，根据所述控制信号处于导通或关闭状态。本发明采用N根主线即可实现N*(N-1)回路，减少了主线的使用数，大大简化了电路结构，同时也降低了产品的成本。
文档编号H05B37/02GK101932167SQ200910193648
公开日2010年12月29日 申请日期2009年10月31日 优先权日2009年10月31日
发明者樊邦扬 申请人:鹤山丽得电子实业有限公司