一种LED电源系统的制作方法

本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED电源系统。

背景技术：

在能源日益枯竭的今天，人们更加注重节能减排。提高照明光源的效率，能够有效地缓解国家电能的紧张局势，对节能减排和全球的资源及环境保护具有非常重大的意义。因此，寻求高效率的照明光源并推广节电工程，成为世界共同的迫切需求。

目前市场中的LED电源系统大多采用的都是采用固定功能的ICs设计，根据一些芯片提供固定发光模式工作，并不能对其进行实时的控制。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不能对发光模式进行实时控制的缺陷，提供一种能实时对发光模式进行控制的LED电源系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED电源系统，包括至少一个LED光源及与每个LED光源对应的LED驱动装置，所述LED光源包括至少一组LED灯串，所述LED电源系统还包括：

用于显示数字视觉亮度调整曲线，并接收用户基于所述数字视觉亮度调整曲线对特定LED光源所设置的亮度信息和/或色温信息，且通过无线方式将其 发送至相应的LED驱动装置的终端设备；

而且，所述LED驱动装置包括：

升压模块；

用于通过无线方式接收所设置的亮度信息和/或色温信息的无线模块；

连接于所述无线模块，且用于根据所述亮度信息和/或色温信息为每组LED灯串产生相应占空比的PWM信号的控制模块；

连接于所述控制模块和所述升压模块，且用于控制所述升压模块将输入电压转换成驱动电压，且根据每一路PWM信号控制相应LED灯串的驱动电流的电源管理模块。

优选地，所述LED驱动装置还包括：

连接于所述控制模块，且用于检测当前温度，并将所检测到的温度值通过所述控制模块、所述无线模块发送至所述终端设备以进行显示的温度检测模块。

优选地，所述无线模块为蓝牙模块、WIFI模块或ZigBee模块。

优选地，电源管理模块包括型号为TPS61196的芯片。

优选地，还包括与每个LED光源对应的座体、盖体、PCB板以及滤镜；

所述座体和所述盖体均呈环形，所述座体和盖体相对设置并相互配合，所述座体和所述盖体的中部通孔形成供光线通过的通道；

所述滤镜位于所述通道上；

所述PCB板夹设于所述座体和所述盖体之间，所述LED驱动装置设置在所述PCB板上，并与所述LED光源电性连接；

所述LED光源位于所述座体远离所述盖体的一侧，且光线由所述通道和所述滤镜向所述盖体外侧投射。

优选地，所述LED光源呈板状，贴合在所述座体上。

优选地，所述PCB板上设有与所述LED光源电性连接的至少一个弹性端子，所述座体上设有供所述弹性端子伸出的避让口，所述弹性端子伸出所述避让口与所述LED光源对应连接。

优选地，所述座体中部的通孔的边缘设有向所述盖体一侧延伸设置的筒状套管，所述PCB板也呈环形，所述PCB板套设在所述套管上。

优选地，所述滤镜的外圈设有供所述滤镜安装的镜座，所述镜座安装在所述套管上。

优选地，所述滤镜由所述通道凸出于所述盖体外侧设置。

实施本实用新型的技术方案，用户可借助终端设备对LED光源的色温和/或亮度进行设置，并将设置信息通过无线方式发送至LED驱动装置，LED驱动装置就可根据设置信息改变LED光源的色温和/或亮度，因此，用户可实时地、自由地调节LED光源的发光模式，而且，由于是基于数字视觉亮度调整曲线进行设置，这样的调节方式使人眼感到比较舒适。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本实用新型LED电源系统实施例一的逻辑结构图；

图2是本实用新型LED电源系统实施例二的逻辑结构图；

图3A是本实用新型LED电源系统实施例三的部分电路图；

图3B是本实用新型LED电源系统实施例三的部分电路图；

图4是本实用新型LED电源系统的轴向剖面示意图；

图5是本实用新型LED电源系统的分解示意图。

具体实施方式

图1是本实用新型LED电源系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的LED电源系统包括LED驱动装置100和LED光源200，需说明的是，图中虽然仅示出了一个LED光源200及与其对应的LED驱动装置100，应理解，在实际应用中，例如，可在家中的客厅、餐厅、卧室等多个地方分别设置LED光源及其对应的LED驱动装置。在该实施例中，LED光源200包括红色LED灯串210、绿色LED灯串220、蓝色LED灯串230。LED驱动装置100包括控制模块110、电源管理模块和升压模块，而且，电源管理模块包括第一电源管理模块121、第二电源管理模块122，升压模块包括第一DC/DC升压模块131、第二DC/DC升压模块132、其中，控制模块110用于根据亮度信息和/或色温信息为每组LED灯串产生相应占空比的PWM信号。第一电源管理模块121用于控制第一DC/DC升压模块131将输入电压(VCC)转换成用于驱动红色LED灯串210的第一驱动电压，且根据红色LED灯串210的PWM信号控制红色LED灯串210的驱动电流。第二电源管理模块122用于控制第二DC/DC升压模块132将输入电压转换成用于驱动绿色LED灯串220和蓝色LED灯串230的第二驱动电压，且分别根据绿色LED灯串220和蓝色LED灯串230的PWM信号控制这两个LED灯串的驱动电流。而且，第二驱动电压大于第一驱动电压。

在该实施例中，由于采用两个电源管理模块分别将输入电压转换成两路直流电压，其中较低的一路电压用于驱动红色LED灯串，较高的一路电压用于驱动其它色的LED灯串，因此，完美地解决了不同色LED灯串压降不同的问题，以达到很好的兼容性。而且，由于无需再将红色LED灯串的驱动电压进行降压处理，因此提高了电源系统的效率。当然，在其它实施例中，可仅设置一个电源管理模块及一个升压模块，即，不需要专门为红色LED灯串设置一电源管理模块和一升压模块，这也在本实用新型的保护范围内。

在一个优选实施例中，第一电源管理模块121还用于分别对输入电压、第一驱动电压及红色LED灯串的驱动电流进行采样，并根据采样结果调节所输出的第一驱动电压及红色LED灯串的驱动电流，使第一驱动电压及红色LED灯串的驱动电流恒定在特定范围内；第二电源管理模块122还用于分别对输入电压、第二驱动电压及其它每组LED灯串的驱动电流进行采样，并根据采样结果调节所输出的第二驱动电压及其它每组LED灯串的驱动电流，使第二驱动电压及其它每组LED灯串的驱动电流恒定在特定范围内。

在该实施例中，两个电源管理模块分别对输入电压、各自所输出的驱动电压和驱动电流进行采样，并自适应调节使LED驱动装置一直处于一个稳定状态，当出现极端情况时，如电路出现短路过流等情况下，能够及时保护电路，不至于元器件的损坏。

图2是本实用新型LED电源系统实施例二的逻辑结构图，该实施例的LED电源系统相比图1所示的实施例，还包括终端设备300，而且，LED驱动装置100还包括无线模块140和温度检测模块150，无线模块140例如为蓝牙模块、WIFI模块或ZigBee模块。其中，无线模块140和温度检测模块150分别与控制模块110连接。终端设备300例如为智能手机、平板电脑、PC或专门定制 的用于实现人机交互的终端。以智能手机为例，智能手机上安装有相应的APP，用户可先将所有LED光源所对应的LED驱动装置与该APP进行关联，然后可通过该APP实现每个LED光源的控制。

终端设备70用于接收用户对特定LED光源(例如LED光源200)所设置的亮度信息和/或色温信息，并通过无线方式发送所设置的亮度信息和/或色温信息。无线模块50用于通过无线方式接收所设置的亮度信息和/或色温信息，并将其传送至控制模块10，控制模块10进而根据用户的设置信息产生每一组LED灯串所对应的PWM信号。这样，用户可借助终端设备300实时地、自由地改变LED光源的色温和/或亮度。而且，用户可通过终端设备300对LED光源进行简单的点对点(在控制方式为蓝牙、WIFI或ZigBee时)的控制或组网(在控制方式为WIFI或ZigBee时)控制。

优选地，终端设备300还用于显示数字视觉亮度调整曲线，并接收用户基于该数字视觉亮度调整曲线所设置的亮度信息和/或色温信息。这样，用户在对特定LED光源(例如LED光源200)设置亮度和/或色温时，可基于数字视觉亮度调整曲线进行设置，这样的调节方式使人眼感到比较舒适。

另外，控制模块110还用于对第一驱动电压、第二驱动电压、每组LED灯串的驱动电流进行采样。无线模块140还用于将控制模块110的采样结果发送至终端设备300。终端设备300还用于显示所接收的采样结果。进一步地，温度检测模块150用于检测当前温度，并将所检测到的温度值传送至控制模块100。无线模块140还用于将所检测的温度值发送至终端设备300。终端设备300还用于显示所接收的温度值。这样，用户可通过终端设备300对每个LED光源的运行状态进行直观、实时可视化的监控。运行状态例如包括输出电流、输出电压、整套系统的温度和工作时间(MCU内部计时)。

进一步地，控制模块110还用于根据采样结果及所检测的温度值调整所输出的PWM信号的占空比。例如，控制模块110根据采集到的信息进行一个判断，判断它是否在一个正确的范围内，如果它超出或低于给定的阈值，则会尝试改变PWM波形，以使电路输出或温度发生变换，以达到设定值。如果MCU无法改变这种状况，电源管理模块会做出相应的应对措施，以保护整套系统。

结合图3A、图3B所示的本实用新型LED电源系统实施例三的电路图，控制模块主要包括MCU(未示出)，而且，在该实施例中，接口P2和接口P1的脚2和脚1之间分别连接输入电源的正端和负端，该输入电源所输出的电压为8-30V的直流电压VCC。

第一DC/DC升压模块包括储能电感L3、二极管D3和MOS管Q2，且储能电感L3的一端连接接口P2的脚2，其另一端连接二极管D3的正极，二极管D3的负极输出第一驱动电压(R_LED)，即，连接红色LED灯串Broad_LED1C的正端，红色LED灯串Broad_LED1C的负端连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q3的源极通过相并联的电阻R40、R41接地。

第一电源管理模块包括型号为TPS61197的芯片U4，而且，芯片U4的供电端(脚16)连接接口P2的脚2，电阻R25和电阻R28串联在接口P2的脚2和地之间，芯片U4的使能端(脚2)连接电阻R25和电阻R28的连接点，电阻R26、R30、R35串联在接口P2的脚2和地之间，芯片U4的低输入电压锁定端(脚1)连接电阻R30和电阻R35的连接点，芯片U4的开关频率设置端(脚14)通过电阻R37接地，芯片U4的环路补偿端(脚6)通过相串联的电阻R39和电容C27接地，芯片U4的升压参考端(脚5)通过电容C26接地，芯片U4的PWM输入端(脚3)连接MCU(未示出)的第一PWM输出端(red)，芯片U4的升压控制端(脚12)通过电阻R29连接MOS管Q2的栅极，MOS 管Q2的漏极连接二极管D3的正极，MOS管Q2的源极通过相并联的电阻R33、R34接地。芯片U4的MOS管电流检测端(脚9)通过电阻R31连接MOS管Q2的源极。电阻R27、R32、R36串联在二极管D3的负极和地之间，芯片U4的驱动电压检测端(脚10)连接电阻R32、R36的连接点。芯片U4的电流调节端(脚8)连接MOS管Q3的栅极，芯片U4的最大电流设置端(脚7)通过电阻R38连接MOS管Q3的源极。另外，电阻R27、R32的连接点(measure_V_61197)连接MCU(未示出)的第一驱动电压检测端。

第二DC/DC升压模块包括储能电感L1、二极管D1和MOS管Q1，且储能电感L1的一端连接接口P1的脚2，其另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极输出第二驱动电压，即，分别连接三色(白色、绿色、蓝色)LED灯串Broad_LED1A、Broad_LED1B、Broad_LED1D的正端，LED灯串Broad_LED1A的负端通过相并联的电阻R17、R18接地，LED灯串Broad_LED1B的负端通过相并联的电阻R19、R20接地，LED灯串Broad_LED1D的负端通过相并联的电阻R21、R22接地。

第二电源管理模块包括TPS61196的芯片U1，而且，芯片U1的供电端(脚28)连接接口P1的脚2。电阻R4、R8、R10串联在接口P1的脚2和地之间，芯片U1的低输入电压锁定端(脚1)连接电阻R8和电阻R10的连接点。电阻R1和电阻R3串联在接口P1的脚2和地之间，芯片U1的使能端(脚2)通过电阻R13连接电阻R1和电阻R3的连接点。另外，在该实施例中，白色、绿色、蓝色LED灯串的驱动采用的是两两并联的方式，具体为：芯片U1的第一PWM输入端(脚3)和第二PWM输入端(脚4)分别连接MCU(未示出)的第二PWM输出端(white)，芯片U1的第三PWM输入端(脚5)和第四PWM输入端(脚6)分别连接MCU的第三PWM输出端(green)，芯片U1的第五 PWM输入端(脚7)和第六PWM输入端(脚8)连接MCU的第四PWM输出端(blue)。芯片U1的升压控制端(脚24)通过电阻R5连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极连接二极管D1的正极，MOS管Q1的源极通过电阻R9接地。芯片U1的MOS管电流检测端(脚23)通过电阻R7连接MOS管Q1的源极。电阻R2、R6、R11串联在二极管D1的负极和地之间，芯片U1的驱动电压检测端(脚19)连接电阻R6、R11的连接点。芯片U1的环路补偿端(脚20)通过相串联的电阻R12和电容C10接地。芯片U1的开关频率设置端(脚26)通过电阻R14接地。芯片U1的电压参考端(脚21)通过电容C11接地。芯片U1的第一电流调节端(脚12)和第二电流调节端(脚13)连接白色LED灯串Broad_LED1A的负端，芯片U1的第三电流调节端(脚14)和第四电流调节端(脚15)分别连接绿色LED灯串Broad_LED1B的负端，芯片U1的第五电流调节端(脚16)和第六电流调节端(脚17)分别连接蓝色LED灯串Broad_LED1D的负端。芯片U1的最小反馈电压设置端(脚11)通过相并联的电阻R16和电容C13接地。芯片U1的交叉短路保护端(脚9)通过电阻R23接地。芯片U1的电流设置端(脚10)通过电阻R24接地。另外，电阻R2、R6的连接点(measure_V_61196)连接MCU的第二驱动电压检测端。

下面说明该实施例的LED电源系统的工作原理：芯片U4通过其脚12控制MOS管Q2的开关，从而可将输入电压(VCC)转换成合适的第一驱动电压，在此需说明的是，通过改变其脚5上所连接的电容C26的容值可改变升压的参考电压，另外，通过改变其脚14上所连接的电阻R37的阻值可改变MOS管Q2的开关频率。同样地，芯片U1通过其脚24控制MOS管Q1的开关，从而可将输入电压(VCC)转换成合适的第二驱动电压，同样需说明的是， 通过改变其脚21上所连接的电容C11的容值可改变升压的参考电压，另外，通过改变其脚26上所连接的电阻R14的阻值可改变MOS管Q1的开关频率。而且，第一驱动电压要小于第二驱动电压。

然后，MCU通过无线模块(未示出)接收到用户所设置的亮度信息和色温信息，并根据混光原理将所设置的亮度信息和色温信息转换成四路PWM信号，分别对应红、白、绿、蓝四色LED灯串，并将与红色LED灯串相对应的一路PWM信号送入芯片U4的脚3，将与白色LED灯串相对应的一路PWM信号送入芯片U1的脚3，将与绿色LED灯串相对应的一路PWM信号送入芯片U1的脚5，将与蓝色LED灯串相对应的一路PWM信号送入芯片U1的脚7。这样，芯片U4通过其脚8控制MOS管Q3的开关，从而可调节红色LED灯串的驱动电流，且通过脚7检测驱动电流的大小。芯片U1分别通过其脚12、14、16调节白、绿、蓝三色LED灯串的驱动电流，并检测每一路驱动电流的大小。

另外，芯片U4还通过其脚1检测输入电压，并在电压低于阈值时进行锁定，阈值的大小与电阻R26、R30、R35的阻值有关。芯片U4还通过其脚9检测MOS管Q2上的电流，通过其引脚10检测第一驱动电压，并在大于阈值时进行保护，该阈值的大小与电阻R27、R32、R36的阻值有关。同样地，芯片U1还通过其脚1检测输入电压，并在电压低于阈值时进行锁定，阈值的大小与电阻R4、R8、R10的阻值有关。芯片U1还通过其脚23检测MOS管Q1上的电流，通过其引脚19检测第二驱动电压，并在大于阈值时进行保护，该阈值的大小与电阻R2、R6、R11的阻值有关。芯片U1还通过改变其脚10所连接的电阻R24的阻值来改变驱动电流保护阈值。另外，芯片U4、U1集成有过流保护、输出短路保护、ISET对地短路保护、二极管开路和短路保护、 LED开路和短路保护、过温关断电路。另外，芯片U1通过改变其脚21所连接的电容C11的容值可设置软启动的时间。芯片U4通过改变其脚26所连接的电容C11的容值可设置软启动的时间。

最后需说明的是，在其它实施例中，也可选用两个型号为TPS61196的芯片，并将其进行主从连接，具体为：将主芯片的脚21与从芯片的脚20连接，将主芯片的脚27与从芯片的脚26连接，将主芯片中的measure_V_61196处连接从芯片的脚19。

结合图4、图5所示，进一步地，LED电源系统还包括与每个LED光源对应的座体40、盖体50、PCB板60以及滤镜70。优选地，座体40和盖体50均呈环形，座体40和盖体50相对设置并相互配合，座体40和盖体50组装后，两者的中部通孔在组装后的中部形成供光线通过的通道H。滤镜70位于通道H上，使光线向外投射。

在一些实施例中，PCB板60夹设于座体40和盖体50之间，与座体40和盖体50进行组装，组装后的座体40和盖体50对PCB板60进行保护。LED驱动装置设置在PCB板60上，并与LED光源200电性连接，LED驱动装置对LED光源200的LED灯串进行管理控制。

优选地，LED光源200位于座体40远离盖体50的一侧，且光线由通道H和滤镜70向盖体50外侧投射。由于LED光源200从座体40外侧安装，在LED光源200出现损坏需要更换时，也易于从座体40上拆除，便于更换拆装。LED电源系统整体安装到墙面或天花板等位置时，LED光源200可与墙面、天花板等抵靠定位。座体40、盖体50、PCB板60以及滤镜70与LED驱动装置对应的形成模组化的LED电源系统，便于整体销售及使用。

在一些实施例中，LED光源200呈板状，贴合在座体40上，LED光源 200的LED灯串位置与通道H位置对应，让光线由通道H向盖体50一侧投射射出。板状的LED光源200，可以使LED光源200所在一侧与墙面、天花板等安装位置很好的贴合。优选地，在座体40上设有与LED光源200对应的沉槽43，供LED光源200沉设在座体40表面，便于定位。

在一些实施例中，座体40中部的通孔的边缘设有向盖体50一侧延伸设置的筒状套管41，PCB板60也呈环形，PCB板60套设在套管41上，便于PCB板60的组装。在其他实施例中，套管41也可设置在盖体50上，供环状的PCB板60套设。当然，PCB板60也可为其他形状，通过锁固件锁合在座体40或盖体50上进行组装定位。

进一步地，PCB板60上设有与LED光源200电性连接的多个弹性端子61，座体40上设有供弹性端子61伸出的避让口42，弹性端子61伸出避让口42，在LED光源200安装到座体上后，让弹性端子61与LED光源200对应连接。优选地，每一弹性端子61对应设置一个避让口42，让各弹性端子61之间不会产生相互干扰，避免存在变形时相互接触导致短路。在其他实施例中，避让口42也可为一个大的开口，各弹性端子61由同一避让口42伸出。每一弹性端子61与LED光源200的一组LED灯串对应连接，当LED光源200只包括一组LED灯串时，PCB板60上也可只设有一个弹性端子61。当然，在PCB板60上的弹性端子61也可替换为插座等结构，在LED光源200组装后与插座导通。

在一些实施例中，滤镜70的外圈设有供滤镜70安装的镜座71，镜座71安装在套管41上。镜座71能方便滤镜70的安装，让滤镜70能定位于通道H上。优选地，镜座71呈环形，套设在滤镜70的外圈。在其他实施例中，也可在盖体50或套管41上设置供滤镜70安装的安装位。

进一步地，滤镜70由通道H凸出于盖体50外侧设置，让光线经滤镜70后能对盖体50远离座体40的一侧的区域辐射，增加光线的辐射范围。在其他实施例中，滤镜70也可不凸出于盖体50外表面。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。