专利名称：一种可调光可调色温的led驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种可调光可调色温的LED驱动电路。
背景技术：
LED照明作为一种新型的照明工具，具有高光效，长寿命，环保等优点，因此也越来越被广泛应用于各种照明领域。LED的调光方式分为直流调光和PWM调光两种。由于PWM调光具有光色不变，低亮度时稳定性较好等优点，而被本领域技术人员所广为采用。对于一些特殊光源环境，不仅需要对LED灯具的亮度进行调节，还需要对LED灯具的色温进行调节。现有技术中，通常采用将不同色光的LED灯封装于一单一封装结构中，作为一独立的LED灯具，通过不同色光的LED灯的组合来获得不同的色温，实现对LED灯具色温的调节。参考图1，所示为采用现有技术的可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图。在该实现方式中，可调光可调色温的LED驱动电路包括EMI滤波器101，AC/DC恒压电路102，与不同色光的LED灯串一一对应的多个DC/DC恒流电路103，以及MCU控制器104。EMI滤波器101和AC/DC恒压电路102将输入侧的交流电源AC转换为恒定的直流电压VDC，以给DC/DC恒流电路103提供电源供应。MCU控制器104根据调光和调色温要求，产生相应的控制信号PWMl—PWMn，以分别控制DC/DC恒流电路103-1— 103-n，从而产生相应的输出电流来驱动相应的一 LED灯串。通过MCU控制器选择相应色光的LED灯串，以及LED灯串的亮度，通过这种不同色光的LED灯串的组合来实现对色温以及亮度的调节。参考图2，所示为采 用现有技术的另一种可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图。在该实现方式中，可调光可调色温的LED驱动电路200包括EMI滤波器201，整流桥202，与不同色光的LED灯串一一对应的多个恒流发生电路203，以及MCU控制器204。交流电源AC经过EMI滤波器201和整流桥202后，转换为正弦半波整流输入电压Vin,以给后级的多个恒流发生电路203提供电源供应。MCU控制器204根据调光和调色温要求，产生相应的控制信号PWMl—PWMn，以分别控制恒流发生电路203-1— 203-n，从而产生相应的输出电流来驱动相应的一 LED灯串。可见，现有技术中，可调光可调色温的LED驱动电路均是独立的恒流电路来驱动相应色光的LED灯串，以及控制LED灯串的亮度，通过这种不同色光的LED灯串的组合来实现对色温以及亮度的调节。这样的实现方式，电路结构过于复杂，元器件数目过多，系统体积非常庞大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的可调光可调色温的LED驱动电路，以解决现有技术中电路结构过于复杂，元器件数目过多，利用率不高等问题。依据本发明一实施例的一种可调光可调色温的LED驱动电路，用以驱动由N路LED灯串组成的LED照明装置，N > 2，其特征在于，所述可调光可调色温的LED驱动电路包括一恒流发生电路，一缓冲电路、一选择电路和一控制电路；其中，所述控制电路根据所述LED照明装置的调光和调色温要求，产生相应的控制信号来控制所述恒流发生电路和所述选择电路的状态；所述恒流发生电路接收直流输入电压和所述控制信号，以产生恒定的输出电流来驱动所述LED照明装置；所述缓冲电路连接在所述恒流发生电路的输出端，以限制所述恒流发生电路输出的输出电压；所述选择电路与所述N路LED灯串连接，以根据所述控制信号选择对应的所述LED灯串，使所述输出电流驱动相应的所述LED灯串。进一步的，所述可调光可调色温的LED驱动电路还包括连接在所述恒流发生电路的输出端和所述缓冲电路之间的输出电容，以对所述恒流发生电路的输出信号进行滤波。依据本发明一实施例的可调光可调色温的LED驱动电路，其中，缓冲电路包括串联连接的第一电感和第一电容。依据本发明一实施例的可调光可调色温的LED驱动电路，其中，选择电路包括N个可控开关，每一所述可控开关与相应的一路所述LED灯串串联连接组成一 LED支路，N路所述LED支路相互并联连接在所述缓冲电路的两个输出端。进一步的，所述控制电路产生N+1个所述控制信号，以分别控制所述N个可控开关和所述恒流发生电路中的功率开关管的开关状态。闭合一个所述可控开关，控制所述功率开关管周期性的闭合和关断，实现对所述LED照明装置的单色调光。控制至少两个所述可控开关交替闭合，并且，控制所述功率开关管周期性的闭合和关断，以同时实现对所述LED照明装置的亮度和色温的调节。依据本发明是实力的可调光可调色温的LED驱动电路还包括EMI滤波器和整流桥，用以对接收到的交流电源进行滤波和整流处理，以获得所述直流输入电压。进一步的，所述恒流发生电路包括一单级AC/DC恒流电路。进一步的，所述恒流发生电路包括串联连接的一 AC/DC恒压电路和一 DC/DC恒流电路。依据本发明实施例的可调光可调色温的LED驱动电路，所有LED灯串共用一恒流发生电路。根据LED照明装置的调色温需求，通过一选择电路选择相应的LED灯串，使恒流发生电路的输出电流驱动该LED灯串；并根据调光需求调节恒流发生电路的输出电流的大小。通过以上对具有不同色温LED灯串的组合实现对LED照明装置的亮度和色温的调节。依据本发明实施例的可调光可调色温的LED驱动电路，不仅能够很好的实现LED照明装置的调光和调色温控制，同时大大简化了电路结构，提高了利用效率，节省了成本，以及LED照明装置的体积。
图1所示为采用现有技术的一种可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图；图2所示为采用现有技术的另一种可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图3A所示为依据本发明第一实施例的可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图；图3B所示为图3A所示的可调光可调色温的LED驱动电路的单色调光时的工作波形图；图3C所示为图3A所示的可调光可调色温的LED驱动电路的调光并且调色温时的工作波形图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。参考图3A，所示为依据本发明第一实施例的可调光可调色温的LED驱动电路的原理框图。在该实施例中，可调光可调色温的LED驱动电路300用以驱动由具有不同色彩的3路LED灯串组成的LED照明装置301。可调光可调色温的LED驱动电路300包括恒流发生电路305，缓冲电路304，选择电路304和控制电路303。其中，控制电路303根据LED照明装置301的调光和调色温要求，产生相应的控制信号PWMQ，PWMl, PWM2和PWM3来控制恒流发生电路305和选择电路302的状态。恒流发生电路305接收直流输入电压Vdc和控制信号PWMQ，以产生恒定的输出电流iwt来驱动所述LED照明装置，以及输出电压V-。这里，直流输入电压Vdc可以为由EMI滤波器和整流桥306对外部的交流电源AC进行滤波和整流处理后获得。缓冲电路304连接在恒流发生电路305的两个输出端之间，以限制恒流发生电路输出的输出电压U，防止输出电压Vwt过冲，而损坏LED照明装置301的灯珠。选择电路302与LED照明装置301之间，以根据控制信号PWMl，PWM2和PWM3来选择对应的LED灯串，使所述输出电流驱动该相应的LED灯串。进一步的，可调光可调色温的LED驱动电路300还可以包括连接在恒流发生电路305的输出端和缓冲电路304之间的输出电容Cwt，以对恒流发生电路305的输出电压Vwt进行滤波。另外，在该实施例中，可调光可调色温的LED驱动电路300详细介绍了选择电路302以及缓冲电路304的一种具体实现方式。具体的，缓冲电路304包括串联连接在恒流发生电路305的两个输出端之间的第一电感LI和第一电容Cl。选择电路302包括3个可控开关SI，S2和S3，每一可控开关与相应的一路所述LED灯串串联连接组成一 LED支路，3路LED支路相互并联连接在缓冲电路304的两个输出端之间。根据控制信号PWMl，PWM2和PWM3的状态，可控开关SI，S2和S3进行相应的闭合或者断开操作。根据可控开关闭合的LED支路的个数，输出电流iwt全部或者部分流过相应的LED灯串，从而驱动LED灯串具有相应的亮度。并且，通过具有不同色彩的LED灯串的相互之间的组合使得LED照明装置301具有不同的色温。
例如，闭合可控开关SI，通过调节恒流发生电路305的输出电流的大小，实现对301LED照明装置的单色调光。控制可控开关SI和S2交替闭合，并且同时调节恒流发生电路305的输出电流的大小，实现了对LED照明装置301的亮度和色温的调节。这里，恒流发生电路可以通过不同的实现方式来实现。例如，恒流发生电路可以包括一单级AC/DC恒流电路，或者包括串联连接的一 AC/DC恒压电路和一 DC/DC恒流电路。控制信号PWMQ通过控制恒流发生电路中的功率开关管周期性的闭合和关断，来实现对输出电流的调节。以下将结合工作波形图来对控制电路302的具体控制操作其进行详细说明。参考图3B，所示为图3A所示的可调光可调色温的LED驱动电路的单色调光时的工作波形图。以LED灯串301-1，以及控制信号的控制时序为高电平I为有效，低电平O为无效为例，在对LED照明装置301进行单色调光时，控制和驱动电路302控制与LED灯串301-1相串联的可控开关SI。控制电路302输出控制信号PWMl始终保持为高电平1，从而控制可控开关SI始终处于闭合状态；而控制信号PWM2和控制信号PWM3始终保持为低电平0，从而控制可控开关S2和可控开关S3始终处于关断状态。同时，控制信号PWMQ为一方波信号。当需要减弱LED照明装置的亮度时，减小控制信号PWMQ的占空比，则恒流发生电路305的输出电流逐渐减小，如时刻t0至时刻tl ;当需要增强LED照明装置的亮度时，增大控制信号PWMQ的占空t匕，则恒流发生电路305的输出电流逐渐增大，如时刻tl至时刻t2，从而实现对LED照明装置亮度的调节。参考图3C，所示为图3A所示的可调光可调色温的LED驱动电路的调光并且调色温时的工作波形图。在对LED照明装置301同时进行调光和调色温时，控制电路302控制与相应的LED灯串的亮度。以LED灯串301-1和301-2为例，控制信号PWMQ为一方波信号，并且其占空比根据需要的亮度进行相应变化。同时，通过控制信号PWM1，PWM2和PWM3选择相应的LED灯串。例如，从时刻t0至时刻tl，控制信号PWMl为高电平1，控制信号PWM2和控制信号PWM3为低电平0，可控开关SI处于闭合状态，可控开关S2和S3处于关断状态；而从时刻tl至时刻t2，控制信号PWM2为高电平I，控制信号PWMl和控制信号PWM3为低电平O，可控开关S2处于闭合状态，可控开关SI和S3处于关断状态；通过对LED灯串的选择，实现了对LED照明装置色温的调节。依据本发明实施例的可调光可调色温的LED驱动电路可以适用于不同输入电源，例如直流电压源DC或者交流电压源AC。LED灯串和可控开关的位置关系并不限于上述所示的实施例的实现方式。依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
权利要求
1.一种可调光可调色温的LED驱动电路，用以驱动由N路LED灯串组成的LED照明装置，N > 2，其特征在于，所述可调光可调色温的LED驱动电路包括一恒流发生电路，一缓冲电路、一选择电路和一控制电路；其中， 所述控制电路根据所述LED照明装置的调光和调色温要求，产生相应的控制信号来控制所述恒流发生电路和所述选择电路的状态； 所述恒流发生电路接收直流输入电压和所述控制信号，以产生恒定的输出电流来驱动所述LED照明装置； 所述缓冲电路连接在所述恒流发生电路的输出端，以限制所述恒流发生电路输出的输出电压； 所述选择电路与所述N路LED灯串连接，以根据所述控制信号选择对应的所述LED灯串，使所述输出电流驱动相应的所述LED灯串。
2.根据权利要求1所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，还包括连接在所述恒流发生电路的输出端和所述缓冲电路之间的输出电容，以对所述恒流发生电路的输出信号进行滤波。
3.根据权利要求1所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述缓冲电路包括串联连接的第一电感和第一电容。
4.根据权利要求1所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述选择电路包括N个可控开关，每一所述可控开关与相应的一路所述LED灯串串联连接组成一 LED支路，N路所述LED支路相互并联连接在所述缓冲电路的两个输出端。
5.根据权利要求4所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路产生N+1个所述控制信号，以分别控制所述N个可控开关和所述恒流发生电路中的功率开关管的开关状态。
6.根据权利要求5所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路控制一个所述可控开关闭合，并且，控制所述功率开关管周期性的闭合和关断，实现对所述LED照明装置的单色调光。
7.根据权利要求5所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路控制至少两个所述可控开关交替闭合，并且，控制所述功率开关管周期性的闭合和关断，以同时实现对所述LED照明装置的亮度和色温的调节。
8.根据权利要求1所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，还包括EMI滤波器和整流桥，用以对接收到的交流电源进行滤波和整流处理，以获得所述直流输入电压。
9.根据权利要求1所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流发生电路包括一单级AC/DC恒流电路。
10.根据权利要求1所述的可调光可调色温的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流发生电路包括串联连接的一 AC/DC恒压电路和一 DC/DC恒流电路。
全文摘要
本发明涉及一种可调光可调色温的LED驱动电路，用以驱动由N路LED灯串组成的LED照明装置，N≥2，包括一恒流发生电路，一缓冲电路、一选择电路和一控制电路；所述控制电路根据所述LED照明装置的调光和调色温要求，产生相应的控制信号来控制所述恒流发生电路和所述选择电路的状态；所述恒流发生电路接收直流输入电压和所述控制信号，以产生恒定的输出电流来驱动所述LED照明装置；所述缓冲电路连接在所述恒流发生电路的输出端，以限制所述恒流发生电路输出的输出电压；所述选择电路与所述N路LED灯串连接，以根据所述控制信号选择对应的所述LED灯串，使所述输出电流驱动相应的LED灯串。
文档编号H05B37/02GK103152932SQ20131005740
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月21日 优先权日2013年4月21日
发明者张晓峰, 赵翎音 申请人:杭州乐图光电科技有限公司