一种配合电源开关来改变发光颜色的led驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，LED驱动电路主要包括连接变压器单元的开关状态检测单元、接收指示电源开关的动作的开关监测信号并根据所述开关监测信号输出一反馈信号的颜色控制单元、用于控制变压器单元的初级的通断的开关管、用于接收来自所述颜色控制单元的反馈信号并根据所述反馈信号控制开关管从而控制输出到变压器单元次级的电压高低的反激转换单元、以及用于检测颜色控制单元的供电电压的电压检测单元。本实用新型直接通过墙上普通电源开关动作结合上述LED驱动电路即可实现LED照明装置颜色的变换，成本低，使用方便。
【专利说明】—种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明【技术领域】，特别涉及一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]LED由于具有节能、环保、可光控、固体化、长寿命等很多优点，在提倡低碳生活的今天已经广泛应用于各种照明领域。
[0003]在现有技术中，LED灯的灯头结构一般设计成与白炽灯、节能灯等原有照明灯相同的灯头结构，这样可以将LED灯直接替换原有照明灯，不仅便于安装，而且不改变原有照明系统的结构。
[0004]但是LED灯直接替换原有的照明灯后，替换后的LED灯的调光功能将无法发挥，如果对LED灯进行调光，必须在原有照明系统中另外接入调光器，这样就增加了 LED灯的使用成本，并且在安装LED灯时还需要专业的安装人员安装调光器，安装复杂。并且，用LED灯直接替换原有的照明灯后，无法利用现有的普通机械开关对LED灯进行变色控制。
实用新型内容
[0005]本实用新型克服了上述现有技术中存在的不足，提供了一种无需改变当前布线、不需附加任何外围调光开关或设备、直接通过普通电源开关动作即可实现灯光颜色变换的LED驱动电路。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]—种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，用于驱动包括有红绿蓝三种颜色LED灯珠的LED照明装置，且所述的LED驱动电路连接交流电源和电源开关，LED驱动电路包括滤波单元和整流单元，所述LED驱动电路接收交流电源输入，经过滤波单元和整流单元后得到直流电压，其特征是:所述LED驱动电路还包括:
[0008]变压器单元，与整流单元连接，并且变压器单元包括初级与次级；
[0009]开关状态检测单元，连接变压器单元，用于检测电源开关的动作状态；
[0010]颜色控制单元，与所述变压器单元的次级和开关状态检测单元连接，所述颜色控制单元接收指示电源开关的动作的开关监测信号，并根据所述开关监测信号输出一反馈信号；以及:
[0011]开关管，分别与反激转换单元及变压器单元的初级相连，用于控制变压器单元的初级的通断；
[0012]反激转换单元，与变压器单元的初级连接，用于接收来自所述颜色控制单元的反馈信号，并根据所述反馈信号控制开关管，从而控制输出到变压器单元次级的电压高低；
[0013]电压检测单元，与颜色控制单元连接，用于检测颜色控制单元的供电电压，当所述的供电电压低于工作电压下限值时，该电压检测单元将停止颜色控制单元工作，同时LED照明装置关闭。[0014]作为优选，所述开关管为场效应管，其包括栅极、漏极和源极，所述栅极与所述反激转换单元连接，所述漏极与所述变压器单元的初级连接。
[0015]作为优选，所述LED驱动电路还包括恒流单元，该恒流单元连接在所述颜色控制单元和LED照明装置之间。LED照明装置的灯珠总共有三路，分别为红色，蓝色和绿色，这三路灯珠的电流由恒流单元控制，恒流单元接收颜色控制单元输出的PWM信号并通过其占空比的变化来实现红绿蓝三路LED灯珠电流的高精度调节，当三路灯珠的电流变化时，三种颜色的亮度就会不同，所混合出的颜色就会不同，从而实现多种颜色显示的效果。
[0016]作为优选，所述恒流单元包括第一场效应管、第二场效应管以及与第一场效应管和第二场效应管连接的电阻；所述第一场效应管和第二场效应管均为N型场效应管，均包括栅极、漏极和源极；所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的源极连接，第一场效应管的漏极与第二场效应管的栅极连接，第二场效应管的栅极和第一场效应管的漏极连接颜色控制单元并接收来自颜色控制单元的PWM信号。
[0017]作为优选，所述开关状态检测单元连接在变压器单元的初级和颜色控制单元之间。开关状态检测单元的检测位置点为高压端检测。
[0018]作为优选，所述开关状态检测单元连接在变压器单元的次级和颜色控制单元之间。开关状态检测单元的检测位置点为低压端检测。
[0019]作为优选，所述LED驱动电路还包括用以电气隔离的光耦隔离单元，该光耦隔离单元连接在所述反激控制单元和颜色控制单元之间，所述反激控制单元从所述光耦隔离单元接收所述反馈信号，并根据该反馈信号控制变压器单元的输出电压。
[0020]作为优选，所述变压器单元的初级和次级为隔离状态。隔离是指AC市电输入端和最终的输出端是符合安规要求，次级为安全低压，直接触摸次级不会产生电击的危险。
[0021]作为优选，所述变压器单元的初级和次级为非隔离状态。非隔离则AC市电输入端和次级是电气连接的，直接触摸次级会产生电击的危险，需另加防护。
[0022]相较于现有技术，本实用新型无需改变当前布线、不需附加任何外围调光开关或设备，直接通过墙上普通电源开关动作即可实现LED照明装置颜色的变换，LED照明装置可直接替换传统照明光源，成本低，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型LED驱动电路第一实施例的结构框图；
[0024]图2为本实用新型LED驱动电路第二实施例的结构框图；
[0025]图3为本实用新型LED驱动电路第三实施例的结构框图；
[0026]图4为本实用新型LED驱动电路第四实施例的结构框图；
[0027]图5为本实用新型LED驱动电路第五实施例的结构框图；
[0028]图6为本实用新型LED驱动电路第六实施例的结构框图；
[0029]图7为本实用新型LED驱动电路工作状态图；
[0030]图8为本实用新型LED驱动电路工作方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0031]本实用新型的【具体实施方式】如下:[0032]图1为本实用新型LED驱动电路第一实施例的结构框图，如图1所示，本实用新型LED驱动电路用于驱动LED照明装置，所述LED照明装置包括红绿蓝三种颜色的LED灯珠，实际所看到的LED照明装置发光颜色都有由这三基色混合产生的，并且此LED驱动电路与交流电源I和普通电源开关2连接，电源开关2是指生活中常用的0N/0FF的开关，其中，交流电源I和电源开关2是目前市场上已有的结构，本实用新型的LED驱动电路包括滤波单元3、整流单元4、变压器单元5、开关状态检测单元6、反激控制单元7、颜色控制单元8、恒流单元9、开关管10及电压检测单元13。
[0033]所述变压器单元5包括与整流单元4的连接的初级和与LED照明装置连接的次级。所述反激控制单元7连接在变压器单元的初级和颜色控制单元8之间。所述开关状态检测单元6连接在变压器单元5的次级和颜色控制单元8之间，用于将指示电源开关2的动作的开关监测信号输入给颜色控制单元8，颜色控制单元8根据开关监测信号输出一流经LED照明装置的电流的反馈信号给反激控制单元7，反激控制单元7根据该反馈信号控制开关管10，从而控制输出到变压器单元5次级的电压高低。电压检测单元13，与颜色控制单元8连接，用于检测颜色控制单元8的供电电压，当所述的供电电压低于工作电压下限值时，该电压检测单元13将停止颜色控制单元8工作，同时LED照明装置关闭。
[0034]具体驱动过程如下:LED驱动电路首先将输入交流电压信号经过滤波单元3进行滤波后再经过整流单元4整流成直流信号，变压器单元5将此直流信号转换成输出所需要的适合的电压并给反激控制单元7和颜色控制单元8提供电源。反激控制单元7通过对开关管10的控制以到达输出电压的稳定。
[0035]在本实施例中，所述开关管10为场效应管，包括栅极、漏极和源极，开关管10的栅极与所述反激转换单元7连接，开关管10的漏极与变压器单元5初级连接；变压器单元5的次级连接有LED照明装置，开关管10为场效应管，其是一种高频的工作状态，频率在几十KHz，由反激控制单元7来控制开关管10开通与关断，来控制能量传递至变压器次级侧即输出端。反激控制单元7至开关管10的控制指令是结合从变压器单元5初级测得的电压及流过开关管10的电流(即流过连接在场效应管源极的电阻上的电流所产生的电压)所产生。
[0036]在本实施例中，LED照明装置包括红绿蓝三路LED灯珠。另外，变压器单元5的次级还并联连接一电容11。由于电容11的容值较大，在停止为其充电后，其电能释放较慢，由此可以在电源被切断时，可以继续为颜色控制单元8进行供电。
[0037]初次上电以后，颜色控制单元8复位并根据闪存中存储的颜色(上一次关灯时保存的颜色)点亮LED照明装置，LED照明装置的颜色通过恒流单元9给红绿蓝三路LED灯珠分别输入不同的电流，来实现变换红绿蓝各自亮度的比例，从而达到颜色的变化。
[0038]当电源开关2动作时，开关状态检测单元6会检测到对应的动作并传给颜色控制单元8，颜色控制单元8根据当前的工作状态(固定颜色状态或循环变色状态)来输出相应的PWM信号。若进行快速连续的开关动作，则系统会恢复预设值(固定某个颜色以及工作状态恢复为固定颜色状态)。颜色控制单元8具体通过输出三路PWM信号给恒流单元9，恒流单元9则通过三路PWM的占空比变化来实现红绿蓝三路LED灯珠电流的高精度控制，从而实现多种颜色的显示。所述恒流单元9包括第一场效应管、第二场效应管以及与第一场效应管和第二场效应管连接的电阻；所述第一场效应管和第二场效应管均为N型场效应管，均包括栅极、漏极和源极；所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的源极连接，第一场效应管的漏极与第二场效应管的栅极连接，第二场效应管的栅极和第一场效应管的漏极连接颜色控制单元8并接收来自颜色控制单元8的PWM信号。
[0039]当电源开关2关闭时，由于输入电源被切断，LED驱动电路将无法工作，LED照明装置将关闭，但此时电容11将继续为颜色控制单元8供电，所以此时颜色控制单元8将继续工作，直到该电容11的电压低于某一限值的时候，颜色控制单元8才会复位。在颜色控制单元8持续工作期间，电源开关2再次打开后，开关状态检测单元6则会将此信号传给颜色控制单元8，使颜色控制单元8作出判断并通过改变其输出的PWM信号来切换当前的工作状态。
[0040]图2所示为本实用新型LED驱动电路第二实施例的结构框图，图2所示的LED驱动电路与图1类似，区别仅在于:第二实施例所示的LED驱动电路还包括一光耦隔离单元12，该光稱隔离单元12连接在所述反激控制单元7和颜色控制单元8之间,所述反激控制单元7从所述光耦隔离单元12接收指示流经LED照明装置的电流的反馈信号，并根据该反馈信号控制变压器单兀5的输出电压。
[0041]图3所示为本实用新型LED驱动电路第三实施例的结构框图，图3所示的LED驱动电路与图1类似，区别仅在于:第三实施例所示的LED驱动电路将所述变压器单元5的初级和次级非隔离。
[0042]图4所示为本实用新型LED驱动电路第四实施例的结构框图，图4所示的LED驱动电路与图3类似，区别仅在于:第四实施例所示的LED驱动电路还包括一光耦隔离单元12，该光耦隔离单元12连接在所述反激控制单元7和数字控制单元8之间，所述反激控制单元7从所述光耦隔离单元12接收指示流经LED照明装置的电流的反馈信号，并根据该反馈信号控制变压器单兀5的输出电压。
[0043]图5所示为本实用新型LED驱动电路第五实施例的结构框图，图5所示的LED驱动电路与图1类似，区别仅在于:在第五实施例中，所述开关状态检测单元6连接在变压器单元5的初级和颜色控制单元8之间。
[0044]图6所示为本实用新型LED驱动电路第六实施例的结构框图，图6所示的LED驱动电路与图5类似，区别仅在于:第六实施例所示的LED驱动电路还包括一光耦隔离单元12，该光稱隔离单元12连接在所述反激控制单元7和颜色控制单元8之间,所述反激控制单元7从光耦隔离单元12接收指示流经LED照明装置的电流的反馈信号，并根据该反馈信号控制变压器单元5的输出电压。
[0045]图7为本实用新型LED驱动电路工作状态图，如图7所示，具体的开关动作调色过程如下:初次上电(距离上一次断电超过2秒以上)，LED驱动电路工作状态为固定颜色状态，此状态下LED照明装置为固定颜色。当电源开关2关断电源并在2秒内再次打开电源，此时驱动电路工作状态将变为为循环变色状态，由上次固定的颜色开始逐渐循环改变颜色，颜色控制单元8通过不停改变红绿蓝三基色各自的比例从而达到颜色的转换。此状态下当电源开关2关断电源并在2秒内再次打开电源时，颜色将固定不变，所显示的颜色为之前动态变化时关灯前一瞬间的颜色。
[0046]图8为本实用新型LED驱动电路工作方法的流程示意图，如图8所示，本实用新型通过电源开关结合上述驱动电路来改变LED照明装置颜色的流程步骤如下:[0047]步骤810:系统初始化:
[0048](I)，系统状态为固定颜色状态；
[0049](2)，连续快速开关计数清零；
[0050](3)，读取断电前保存的颜色；
[0051]步骤811:检测电源开关的状态；
[0052]步骤812:如果电源开关无动作则继续检测电源开关的状态；
[0053]步骤813:如果检测到电源开关关闭，则颜色控制单元会根据电压检测单元的信号来判断其供电电压是否低于工作电压下限值；
[0054]步骤814:;若电压检测模块检测到颜色控制单元的供电电压低于颜色控制单元工作电压的下限值，则将LED照明装置关闭；若未低于颜色控制单元工作电压的下限值，则返回步骤811，继续检测开关状态；
[0055]步骤815:如果电源开关打开，则颜色控制单元判断连续快速开关次数是否超过了在设定的时间内完成的指定开关次数。在设定的时间内完成的指定开关次数可以在程序中根据实际产品需求而更改，比如可以定义在2秒内进行2次开关动作为临界点。在电源开关打开状态下，关闭再打开计作I次开关。
[0056]步骤816:如果连续快速开关次数已超过在设定的时间内完成的指定开关次数，则系统所有参数恢复预设值，颜色为某个预设固定颜色，工作状态为固定颜色状态。比如在2秒内进行了大于等于3次的连续开关动作，即比较快速的进行开关，则系统所有参数恢复预设值，颜色为某个预设固定颜色，工作状态为固定颜色状态；
[0057]步骤817:如果连续快速开关次数未超过在设定的时间内完成的指定开关次数，贝U判断之前电路的工作状态；比如在2秒内连续开关次数仅有I次，开关动作较慢；则判断之前电路的工作状态；
[0058]步骤818:如果之前电路的工作状态为固定颜色状态，则更改当前状态，由当前颜色开始循环变色，然后返回步骤811继续检测电源开关的状态；当再次进行开关动作时停止并固定为一种颜色；
[0059]步骤819:如果之前电路的工作状态为循环变色状态，则更改当前状态，显示保存的颜色，然后返回步骤811继续检测电源开关的状态。
[0060]本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，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实用新型的原理和实际应用，从而使所属【技术领域】技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
【权利要求】
1.一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，用于驱动包括有红绿蓝三种颜色LED灯珠的LED照明装置，且所述的LED驱动电路连接交流电源和电源开关，LED驱动电路包括滤波单元和整流单元，所述LED驱动电路接收交流电源输入，经过滤波单元和整流单元后得到直流电压，其特征是:所述LED驱动电路还包括: 变压器单元，与整流单元连接，并且变压器单元包括初级与次级； 开关状态检测单元，连接变压器单元，用于检测电源开关的动作状态； 颜色控制单元，与所述变压器单元的次级和开关状态检测单元连接，所述颜色控制单元接收指示电源开关的动作的开关监测信号，并根据所述开关监测信号输出一反馈信号；以及: 开关管，分别与反激转换单元及变压器单元的初级相连，用于控制变压器单元的初级的通断； 反激转换单元，与变压器单元的初级连接，用于接收来自所述颜色控制单元的反馈信号，并根据所述反馈信号控制开关管，从而控制输出到变压器单元次级的电压高低； 电压检测单元，与颜色控制单元连接，用于检测颜色控制单元的供电电压，当所述的供电电压低于工作电压下限值时，该电压检测单元将停止颜色控制单元工作，同时LED照明装置关闭。
2.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述开关管为场效应管，其包括栅极、漏极和源极，所述栅极与所述反激转换单元连接，所述漏极与所述变压器单元的初级连接。
3.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述LED驱动电路还包括恒流单元，该恒流单元连接在所述颜色控制单元和LED照明装置之间。
4.根据权利要求3所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述恒流单元包括第一场效应管、第二场效应管以及与第一场效应管和第二场效应管连接的电阻；所述第一场效应管和第二场效应管均为N型场效应管，均包括栅极、漏极和源极；所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的源极连接，第一场效应管的漏极与第二场效应管的栅极连接，第二场效应管的栅极和第一场效应管的漏极连接颜色控制单元并接收来自颜色控制单元的PWM信号。
5.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述开关状态检测单元连接在变压器单元的初级和颜色控制单元之间。
6.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述开关状态检测单元连接在变压器单元的次级和颜色控制单元之间。
7.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述LED驱动电路还包括用以电气隔离的光耦隔离单元，该光耦隔离单元连接在所述反激控制单元和颜色控制单元之间，所述反激控制单元从所述光耦隔离单元接收所述反馈信号，并根据该反馈信号控制变压器单元的输出电压。
8.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述变压器单元的初级和次级为隔离状态。
9.根据权利要求1所述的一种配合电源开关来改变发光颜色的LED驱动电路，其特征是:所述变压器单元的初级·和次级为非隔离状态。
【文档编号】H05B37/02GK203645882SQ201320834135
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】万叶华, 金昌洲, 凌厉锋, 叶松安, 沈锦祥 申请人:生迪光电科技股份有限公司