LED灯的制作方法

本公开的实施例涉及照明领域，并且更具体地涉及发光二极管(LED)灯。

背景技术：

在照明领域中，LED灯由于其小外形、高节能和寿命长的优势而被越来越多地使用。

通常，可以使用墙壁开关来调节或改变LED灯的颜色。在现有技术的LED灯的方案中，典型地使用微控制单元(MCU)来对电源的开关进行检测和计时。然而，MCU是非常昂贵的。

技术实现要素：

本公开的实施例旨在提供一种LED灯，其中能够通过简单的电路来实现LED灯的颜色或色温的调节。本实用新型的基本构思在于使用成本较低的触发器和翻转器来采集墙壁开关的开通动作并控制LED灯的颜色或色温。

本公开的一个方面提供了一种LED灯，其特征在于包括分别具有不同颜色或色温的多个LED单元，和分别驱动所述多个LED单元的驱动电路，还包括：输入端，用于连接到外部开关以接收输入功率；触发器，用于检测输入功率的突然提供并提供触发信号；翻转器，具有逻辑输入以及连接到触发器的时钟输入，翻转器以触发器的触发信号作为时钟信号来输出逻辑输入上的逻辑值；反向器，连接到翻转器的输出，将翻转器的输出反向并输出，其中反向器的输出还连接到翻转器的逻辑输入；以及颜色或色温调节电路，用于根据翻转器的输入或输出来改变驱动电路对多个LED单元的分别驱动，以改变LED灯输出的总颜色或色温。

代替MCU或其它更复杂的电路，通过使用触发器/翻转器电路实现对LED灯的颜色或色温的调节，由此带来低成本且易于设计的好处。

根据一些实施例，LED灯还包括定时电路，该定时电路连接在反向器的输出与翻转器的逻辑输入之间，并且被配置用于根据外部开关的关断时间来控制翻转器的逻辑输入上的逻辑值，从而控制是否改变LED灯输出的总颜色或色温。由此可以更加准确地确定用户的需求，即确定是需要开关LED灯还是改变LED灯的颜色或色温，从而更好地满足用户的使用。

根据一些实施例，该定时电路是RC电路，包括连接在反向器的输出与翻转器的逻辑输入之间的电阻器和连接在翻转器的逻辑输入与接地之间的电容器。电阻器和电容器的价格较低，因此能够以较低成本实现定时功能。

根据一些实施例，触发器包括施密特触发器。

根据一些实施例，翻转器包括D触发器。

施密特触发器和D触发器的价格都比较低廉，因此该LED以较低成本实现了基于墙壁开关的开通动作的颜色或色温控制。

根据一些实施例，颜色或色温调节电路包括至少一个开关元件，所述开关元件的输入与翻转器的输出耦合，并且开关元件的输出与多个LED单元中的一个或多个LED单元连接，所述一个或多个LED单元的颜色或色温与所述多个LED单元中的其余LED单元的颜色或色温不同。

该实施方式使用开关来控制多个颜色或色温的LED中的某个颜色或色温的LED，使得LED灯的总输出中这种LED的输出变化而其他颜色或色温的LED的输出不变，因此总输出颜色或色温具有相对平缓的变化。

根据一些实施例，开关元件包括MOSFET，所述MOSFET的栅极与翻转器的输出连接，所述MOSFET的源极与所述多个LED单元中的一个或多个LED单元连接，并且所述MOSFET的漏极接地。

根据一些实施例，颜色或色温调节电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件的输入与反向器的输出连接，并且所述第一开关元件的输出与所述多个LED单元中的具有第一颜色或色温的一个或多个LED单元连接，而所述第二开关元件的输入与所述翻转器的输出连接，并且所述第二开关元件的输出与所述多个LED单元中的具有第二颜色或色温的一个或多个LED单元连接。该实施方式使用两个开关来各自控制两个不同颜色或色温的LED，因此总输出颜色或色温具有相对剧烈的变化，适合迥然不同的应用场景。

根据一些实施例，第一开关元件包括第一MOSFET并且第二开关元件包括第二MOSFET，所述第一MOSFET的栅极与所述反向器的输出连接，所述第一MOSFET的源极与所述多个LED单元中的具有第一颜色或色温的一个或多个LED单元连接，并且所述第一MOSFET的漏极接地，而所述第二MOSFET的栅极与所述翻转器的输出连接，所述第二MOSFET的源极与所述多个LED单元中的具有第二颜色或色温的一个或多个LED单元连接，并且所述第二MOSFET的漏极接地。

本公开的实施例所提供的LED灯能够通过简单的电路来实现LED灯的颜色或色温的调节，由此实现低成本且易于设计的优势。

本实用新型的其他优点将参照下面的具体实施方式的描述而被本领域的一般技术人员所理解。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定，其中：

图1是示意性地图示根据本公开的一个实施例的LED灯的结构框图；

图2是示意性地图示根据本公开的另一实施例的LED灯的结构框图；

图3是示意性地图示根据本公开的一个实施例的LED灯的电路图；以及

图4是示意性地图示根据本公开的另一实施例的LED灯的电路图。

具体实施方式

下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

图1示意性地图示根据本公开的一个实施例的LED灯100的结构框图。如图1所示，LED灯100可以包括LED单元110、驱动电路120、输入端130、触发器140、翻转器150、反向器160以及颜色或色温调节电路170。应注意，LED单元100可以指代具有不同颜色或色温的多个LED单元。

在本公开的实施例中，输入端130可以与诸如墙壁开关之类的外部开关连接，并用于接收输入功率。

触发器140与输入端130连接，并用于检测输入功率的突然提供并提供触发信号给翻转器150。根据本公开的实施例，触发器可以包括施密特触发器。当然并不限于此，而是可以为本领域已知或未来开发的任意合适的触发器。触发器的基本原理是检测电压的陡峭的上升沿。在本实用新型的场景下，墙壁开关的首次开通或之后的关断开通动作均会导致输出至LED灯的电压的突然上升，因此触发器就用于检测墙壁开关何时开通。

翻转器150具有逻辑输入、时钟输入和输出。根据本公开的实施例，翻转器150可以为D触发器。当然并不限于此，而是可以为本领域已知或未来开发的任意合适的翻转器。翻转器150的时钟输入与触发器140连接，由此翻转器150以触发器140提供的触发信号作为时钟信号而输出其逻辑输入上的逻辑值给反向器160，这是翻转器的基本原理。在本实用新型的场景下，翻转器用于在触发器检测到墙壁开关开通时输出一个控制逻辑。

反向器160与翻转器150的输出连接，并且将翻转器150的输出反向，反向器160的输出与翻转器150的逻辑输入连接。在本实用新型的场景下，反向器用于与翻转器一起工作，提供一个基于触发器的每次触发而颠倒的控制逻辑，以改变LED灯的颜色或色温。

颜色或色温调节电路170可以用于根据翻转器150的输入或输出来改变驱动电路120对LED单元110中的多个LED单元的分别驱动，从而改变LED灯100输出的总颜色或色温。

根据本公开的一个实施例，颜色或色温调节电路170可以包括至少一个开关元件。该开关元件的输入与翻转器150的输出耦合，并且开关元件的输出与LED单元110中的一个或多个LED单元连接，该一个或多个LED单元的颜色或色温与LED单元110中的其余LED单元的颜色或色温不同。根据本公开的另一实施例，颜色或色温调节电路170包括第一开关元件和第二开关元件，第一开关元件的输入与反向器160的输出连接，并且第一开关元件的输出与LED单元110中的具有第一颜色或色温的一个或多个LED单元连接，而第二开关元件的输入与翻转器150的输入连接，并且第二开关元件的输出与多个LED单元110中的具有第二颜色或色温的一个或多个LED单元连接。这一点在稍后的图3和图4中将会详细描述。可以理解，颜色或色温调节电路还有其他各种的实施方式，只要能够根据一个在两个状态上颠倒的输入信号来改变LED灯的总颜色或色温即可。

本公开的实施例提供了一种能够简单地实现颜色或色温调节的LED灯，其能够跟随外部开关的开启而改变其总颜色或色温。

图2示出了示意性地图示根据本公开的另一实施例的LED灯200的结构框图。与图1相比，除了图1中的那些组件之外，图2的LED灯200还包括RC定时电路210。因此以下仅对RC定时电路210进行描述，其余组件可参考结合图1进行的相关描述。

如图2所示，在本公开的实施例中，RC定时电路210可以连接在反向器160的输出与翻转器150的逻辑输入之间，并且被配置用于根据外部开关的关断时间来控制翻转器150的逻辑输入上的逻辑值，从而控制是否改变LED灯200输出的总颜色或色温。根据本公开的实施例，RC定时电路210可以设置外部开关在关断状态下的定时。例如，如果外部开关的关断时间长于通过RC定时电路210所设置的定时，RC定时电路通过放电将逻辑输入置于默认位置，则外部开关的开启将使得LED单元110被驱动为处于默认的颜色或色温。如果外部开关的关断时间短于通过RC定时电路210所设置的定时，RC电路的放电操作尚未将逻辑输入置于默认位置，则逻辑输入仍依赖于反向器的输出，所以外部开关的开启将使得LED单元110被驱动为经改变的颜色或色温。

根据本公开的实施例，能够根据外部开关的关断时间来控制是否跟随外部开关的开启而改变LED灯的总颜色或色温。由此，可以更准确地确定用户的实际需求并更好地满足用户的需求。

为便于理解，下面结合图3和图4描述根据本公开实施例的LED灯的示例性具体电路实现。图3是示意性地图示根据本公开的一个实施例的LED灯300的电路图。如图3所示，稳压二极管Z6和Z7以及电阻器R14和R17可以用于实现图1和图2中所示的输入端130，以接收来自外部的输入信号V+(输入功率)。应理解到，输入端130可以采用任何其它合适方式来实现。其中，输入功率V+可以是来自于开关电源的、对市电输入进行整流和功率因素校正后的功率。这种开关电源例如是反激(flyback)转换器，也可以是降压转换器或升降压转换器。

触发器U2可以是施密特触发器，用于实现图1和图2中所示的触发器140，以将输入信号转换成非常快速的上升/下降波形。应理解到，触发器140可以采用任何其它合适方式来实现。其中，触发器U2的第2号管脚是输入，第4号管脚是输出。

触发器U1可以是普通触发器，例如D触发器，用于实现图1和图2中所示的翻转器150，以感测上升/下降波形中的上升或下降沿并将其输入信号D传输至其输出。应理解到，翻转器150可以采用任何其它合适方式来实现。其中，触发器U1的第1号管脚是时钟输入，第3号管脚是逻辑输入，第4号管脚是输出。

双极晶体管Q3可以用于实现图1和图2所示的反向器160，其将触发器U1输出的输出信号反向。应理解到，反向器160可以采用任何其它合适方式来实现，例如可以通过MOSFET，或者专用的反向器芯片。

在图3的实施例中，MOSFET Q5连接到暖色温白光LED WW1至WWn，并控制这些LED的开通与否。且U1的输出去控制MOSFET Q5的开启和关断，从而控制驱动电路120(图3中未示出，以免混淆本实用新型)对LED串WW1-WWn的驱动。但应理解到，本公开的实施例并不限于此。例如，在其它实施例中，可以将MOSFET替换为双极晶体管Q3的输出来控制LED的开启和关断。

图3所示的LED串CW1-CWm和LED串WW1-WWn具有不同的色温，其中LED串CW1-CWm是冷色温白光LED。在图3的实施例中，MOSFET Q5用于实现图1和图2所示的颜色或色温调节电路170。MOSFET Q5的栅极与U1的输出连接，MOSFET Q5的源极与LED串WW1-WWn串联连接，并且MOSFET Q5的漏极接地。当Q5导通时，LED串WW1-WWn被接通并且例如LED灯被设置成发射暖色温光，这个暖色温光与冷色温白光LED CW1-CWm发射的冷色温光混合，得到具有一定暖色温占比的总输出光。通过调节LED单元中的LED串WW1-WWn，可以改变LED灯300的总颜色或色温。当Q5导通时，LED串WW1-WWn被断开，LED灯的光仅仅由冷色温白光LED CW1-CWm贡献，因此色温较冷。

图3所示的电阻器R18和电容器C7组成的RC网络可以用于实现图2所示的RC定时电路210。当外部开关的关断时间长于RC网络所设置的定时时，LED灯300处于开关切换状态。在这种情况下，C7将始终被放电至低状态，这就意味着逻辑输入上的信号始终为低，并且LED灯300处于默认颜色或色温。也就是，外部开关的开启和关断用于控制LED灯300的开启和关断。当外部开关的关断时间短于RC网络所设置的定时时，LED灯300处于颜色或色温切换状态。在这种情况下，C7的电压将被反向器Q3的输出所决定，并且LED灯300处于经改变的颜色或色温。也就是，外部开关的开启和关断用于控制LED灯300的颜色或色温的改变。

在图3的实施例中，仅使用一个开关元件(MOSFET Q5)实现颜色或色温调节电路170。下面将结合图4描述根据本公开的另一实施例的LED灯400的电路图。其中LED灯400的颜色或色温调节电路可以通过两个开关元件例如MOSFET Q4和Q5来实现。图4中的其它组件与图3中的类似，这里不再赘述。其关键区别在于，两个开关元件被相反的信号所控制，因此控制两组不同色温或颜色的LED交替工作。

在图4的实施例中，根据U1的输出的反向来控制MOSFET Q4，并且根据U1的输出来控制MOSFET Q5。优选地，U1的输出的反向重用了反向器双极晶体管Q3的输出。MOSFET Q4的栅极与双极晶体管Q3的输出(集电极)连接，MOSFET Q4的源极与具有例如冷色光的第一颜色或色温的LED串CW1-CWn连接，并且MOSFET Q4的漏极接地。MOSFET Q5的栅极与U1的输出连接，MOSFET Q5的源极与具有例如暖色光的第二颜色或色温的LED串WW1-WWn连接，并且MOSFET Q5的漏极接地。Q4和Q5的栅极电压是反向的。当Q4导通时，LED串CW1-CWn被接通，而Q5处于截止状态，相应地LED串WW1-WWn被关断。由此，LED灯400被置于冷色光。相反，当Q4截止时，LED串CW1-CWn被关断，而Q5处于导通，此时LED串WW1-WWn被接通。由此，LED灯400被置于暖色光。

应理解到，本公开的实施例并不限于图3和图4的实施例，颜色或色温调节电路170可以包括更多的开关元件，以控制更多种的颜色或色温的切换。

此外，虽然图3和图4描述了具体电路实现，但并不旨在对本公开进行限制。应理解到，本公开的实施例可以在不脱离本公开的原理的情况下具有各种变型。