LED调光电路及LED模组的制作方法

本实用新型涉及半导体发光器件领域，具体地说，是涉及一种LED调光电路以及具有这种调光电路的LED模组。

背景技术：

LED照明装置采用发光二极管（LED）作为发光元件，其具有节能环保、消耗功率低、使用寿命长等优点，广泛应用在各种照明场合中。现有的一种LED照明装置采用两组LED芯片组，其中一组LED芯片组是冷光LED芯片组，通电后可以发出冷色调的光线，另一组LED芯片组是暖光灯芯片组，通电后可以发出暖色调的光线。这样，人们可以通过控制向两组LED芯片组加载的电压控制两组LED芯片组的发光亮度，从而改变LED照明装置整体的色温。

目前的可调光调色LED照明装置所使用的LED模组都是通过双通道外部电源连接到LED模组上，也就是分别向两组LED芯片组供电，分别控制两组LED芯片组的供电，通过改变两组LED芯片组的发光亮度达到调光和调色的功能。

例如，公告号为CN205793535U的中国实用新型专利就公开了一种通过分别调节暖白光LED芯片组和冷白光LED芯片组的方案来实现LED模组的色温调节的。该方案的控制电路上设置了两个三极管分别作为两个软开关，两个三极管分别控制一组LED芯片的发光与熄灭。这样，控制电路上需要设置一个开关用于控制两个三极管的通断。

然而，由于这种方案中，暖白光LED芯片组和冷白光LED芯片组都是分别可调的，因此电路结构复杂，尤其是需要设置一个旋钮电位器作为控制两组LED芯片组通断的开关，导致LED模组的体积很大，且控制电路的面积很大，导致PCB板的面积很大，进而增加了LED模组的生产成本。此外，调节LED模组的色温时，需要手动调节，也为LED模组的色温调节带来不便。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的是提供一种电路结构简单的LED调光电路。

本实用新型的第二目的是提供一种结构简单、生产成本低的LED模组。

为了实现上述的第一目的，本实用新型提供的LED调光电路包括电压输入端以及第一电压输出端、第二电压输出端，其中，电压输入端与第一电压输出端之间连接有稳压电路，电压输入端与第二电压输出端之间连接有开关电路，开关电路根据电压输入端所输入的电压值的高低而通断。

由上述方案可见，电压输入端输出的电压经过稳压电路后向第一电压输出端输出，这样可以确保与第一电压输入端连接的第一组LED芯片组获得稳定的电压，且发光亮度恒定不变，不会跟随输入电压的升降而改变。此时，只需要调节输入到电压输入端的电压，即可以改变第二电压输出端的电压，从而改变与第二电压输出端连接的第二组LED芯片组的发光亮度。这样，通过控制一组LED芯片组发光亮度恒定不变，改变另一组LED芯片组的发光亮度，可以实现LED模组的色温调节。

由于本实用新型的方案中，只需要调节其中一组LED芯片组的发光亮度，因此LED调光电路的结构简单，可以降低LED模组的生产成本。此外，由于第二组LED芯片组的发光亮度调节是通过调节输入到LED模组的电源电压实现的，因此不需要设置手动的开关，可以大大减小LED模组的体积，也减小PCB板的面积。

一个优选的方案是，开关电路包括分压电路以及开关模块，开关模块的控制端连接至分压电路的分压点上，开关模块的输出端连接至第二电压输出端。

可见，通过分压电路控制开关模块的通断，当输入电压较低时，分压点的电压较低，开关模块断开，第二电压输出端没有电压输出，第二LED芯片组不发光，只有输入电压较高时才会发光，从而方便的控制第二LED芯片组的发光与熄灭。

进一步的方案是，开关模块包括第一开关器件以及第二开关器件，第一开关器件的控制端连接至分压电路的分压点上，第一开关器件的一个输出端连接至第二开关器件的控制端，第二开关器件的一个输出端连接至第二电压输出端。

可见，使用两个开关器件组成软开关组可以方便的通过输入的电压控制开关模块的通断，且使用诸如三极管、场效应管等作为开关器件，可以降低LED调光电路的生产成本。

优选的，稳压电路包括低压差稳压芯片，低压差稳压芯片的输入引脚连接至电压输入端，低压差稳压芯片的输出端连接至第一电压输出端。

这样，当输入的功率较低且输入的电压高于低压差稳压芯片的启动电压时，低压差稳压芯片向第一LED芯片组供电，第一LED芯片组发光，但亮度较低，随着输入功率的增大，低压差稳压芯片输出的电压增大，第一LED芯片组的亮度增加，但色温保持不变。这样，可以实现在输入功率较低的情况下对LED模组发光亮度的调节。

为实现上述的第二目的，本实用新型提供的LED模组包括第一LED芯片组、第二LED芯片组以及LED调光电路，LED调光电路包括电压输入端以及第一电压输出端、第二电压输出端，其中，电压输入端与第一电压输出端之间连接有稳压电路，电压输入端与第二电压输出端之间连接有开关电路，开关电路根据电压输入端所输入的电压值的高低而通断。

由此可见，LED调光电路的电压输入端输出的电压经过稳压电路后向第一电压输出端输出，可以确保第一LED芯片组获得稳定的电压，且发光亮度保持不变。这样，可以调节输入到电压输入端的电压，即可以改变第二电压输出端的电压，从而改变第二LED芯片组的发光亮度。这样，通过控制第一LED芯片组发光亮度恒定不变，改变第二LED芯片组的发光亮度，可以实现LED模组的色温调节。且LED调光电路的结构简单， PCB板的面积较小，可以大大减小LED模组的体积，也降低LED模组的生产成本。

进一步的方案是，第一LED芯片组为暖光LED芯片组，第二LED芯片组为冷光LED芯片组；在电压输入端所输入的电压增加时， LED模组发出光线的色温逐渐变冷。

可见，通过改变电压输入端所输入的电压，可以实现LED模组的色温由暖变冷的变化，方便使用者的调节。

附图说明

图1是本实用新型LED模组实施例的结构框图。

图2是本实用新型LED调光电路实施例的电原理图。

图3是应用本实用新型LED模组施例实现的调光方法的流程图。

图4是本实用新型LED模组实施例的输入功率改变时瞬时的色温变化图。

图5是本实用新型LED模组实施例的输入功率稳态变化时色温变化图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型的LED模组可以用于照明系统，如用在照明用的灯具上，也可以应用在特殊用途的灯具上，如植物生成、装饰、吸引动物等灯具上。优选的，使用LED模组的照明系统具有壳体，在壳体内设置该LED模组。并且，本实用新型的LED模组是色温可调的LED模组，即LED模组发出的光线具有两个极限位置的色温，并且可以从第一极限位置的色温逐渐变化到第二极限位置的色温。

参见图1，本实施例的LED模组包括电源10、LED调光电路20以及第一LED芯片组24、第二LED芯片组28，其中，电源10可以是包含电池的电源，并且设置有调光器，用于调节输出到LED调光电路20的功率，或者电池的输出功率可调。当然，电源10也可以是接收市电并且将220V的市电转换成低压直流电的电源，且电源10内设置有调光器。例如，电源10可以是可充电电池，当可充电电池电量不足时，可以通过充电器对可充电电池进行充电。实际应用时，电源10可以是外置光源，即光源设置在LED模组外。

LED调光电路20包括电压输入端21、稳压电路22、第一电压输出端23、开关电路26以及第二电压输出端27，其中，第一电压输出端23向第一LED芯片组24供电，第二电压输出端27向第二LED芯片组28供电。本实施例中，第一LED芯片组24与第二LED芯片组28是发出光线不同的两种LED芯片组，例如，第一LED芯片组24是发出暖白光的LED芯片组，而第二LED芯片组28是发出冷白光的LED芯片组。当然，也可以是第一LED芯片组24是发出冷白光的LED芯片组，而第二LED芯片组28是发出暖白光的LED芯片组。本实施例中，暖白光的LED芯片组可以是发出光线色温低于3500开尔文的LED芯片组，冷白光的LED芯片组可以是发出光线色温高于5000开尔文的LED芯片组，当然，实际应用时两组LED芯片组发出光线的色温可以根据实际情况调节，只要第一LED芯片组发出的光线的色温低于第二LED芯片组发出的光线的色温即可。

参见图2，LED调光电路20具有两个输入端子31、32，其中输入端子31为接收正向直流电压的端子，输入端子32为接收负向直流电压的端子，因此输入端子31、32构成了本实施例的电压输入端21。并且，LED调光电路20还设有四个输出端子33、34、35、36，其中输出端子33、34构成本实施例的第一电压输出端23，输出端子33向第一LED芯片组提供正极直流电，输出端子34向第一LED芯片组提供负极直流电。输出端子35、36构成本实施例的第二电压输出端27，输出端子35向第二LED芯片组提供正极直流电，输出端子36向第二LED芯片组提供负极直流电。

在电压输入端21与第一电压输入端23之间连接有稳压电路22，从图2可见，稳压电路22包括稳压芯片U1，稳压芯片U1的输入引脚连接至输入端子31，且稳压芯片U1的输出引脚连接至输出端子33。这样，电压输入端21提供的直流电压经过稳压芯片U1的稳压处理后输出至第一电压输出端23，从而使得第一LED芯片组24接收到的电压保持恒定。

本实施例中，稳压芯片U1是低压差稳压芯片，当电源10输入的功率较低，但只要电压输入端21输入的电压高于稳压芯片U1的启动阈值但低于稳压芯片U1的设定的稳压值时，稳压芯片U1输出的电压将跟随输入电压线性变化，当电压输入端21输入的电压高于稳压芯片U1的设定的稳压值时，稳压芯片U1输出的电压将保持在该稳压值上，不会在跟随输入的电压增加而增加。

因此，在电压输入端21输入的电压高于稳压芯片U1的启动阈值但低于稳压芯片U1的设定的稳压值时，第一组LED芯片组24接收到的电压跟随输入电压的升高而升高，第一组LED芯片组24的亮度不断增加，但色温保持不变。当电压输入端21输入的电压高于稳压芯片U1的设定的稳压值时，第一组LED芯片组24的亮度将保持不变。

本实施例中，为了确保第一LED芯片组24接收到的电压信号更加平稳，在输入端子33与输出端子34之间设置了滤波电容组，滤波电容组包括并联连接的电容C2与C3，通过滤波电容组对稳压芯片U1输出的电压进行滤波。

在电压输入端21与第二电压输出端27之间设置有开关电路26，本实施例中，开关电路26的通断由电压输入端21的输入电压决定。开关电路26包括有分压电路以及开关模块，从图2可见，分压电路包括串联连接的电阻R6、R7、R8，其中电阻R7与电阻R8之间的连接点构成分压点。开关模块包括两个开关器件，本实施例中，使用三极管作为软开关实现开关功能，其中三极管Q1作为第一开关器件，其基极B11连接到分压点上，即基极B11连接至电阻R7与电阻R8之间，三极管Q1的发射极E11通过电阻R11连接至输出端子36。

三极管Q2作为第二开关器件，其基极B12通过电阻连接至三极管Q1的集电极C11，三极管Q2的发射极E12连接至输出端子35，集电极C12通过电阻R10连接至输入端子31。可见，本实施例中，作为第一开关器件的三极管Q1的控制端，即基极B11实际上连接至分压电路的分压点上，且作为三极管Q1的一个输出端，即集电极C11连接至作为第二开关器件的三极管Q2的控制端，即基极B12，而三极管Q2的一个输出端，即发射极E12连接至第二电压输出端27。本实施例中，三极管Q1是一个NPN型三极管，而三极管Q2是一个PNP型三极管。

此外，分压电路中，电阻R6与电阻R7的阻值之和应该远远大于电阻R8的阻值，例如，电阻R6与电阻R7的阻值之和是电阻R8阻值的5倍以上。这样，当电压输入端21所输入的电压较低时，如输入的电压只有5伏，则根据分压原理，三极管Q1的基极B11上的电压只有1伏，低于三极管Q1导通所需要的电压，此时三极管Q1处于截止状态，三极管Q2也处于截止状态。可见，只有在电压输入端21输入的电压高于开关电路26的导通阈值电压时，开关电路26才会导通。本实施例中，开关电路26的导通阈值电压是指电压输入端21输入的电压能够使三极管Q1的基极B11的电压高于三极管Q1的导通电压的情况下电压输入端21的电压值。例如，三极管Q1的导通电压是5伏，则根据分压原理，电压输入端21的输入电压需要25伏才能够使得三极管Q1的基极B11上形成5伏的电压，因此导通阈值电压就是25伏。

可见，本实施中，开关模块的控制端就是三极管Q1的基极B11，其连接至分压电路的分压点上，因此通过控制分压电路的分压点的电压可以实现开关模块的导通与截止，也就是控制第二LED芯片组28的发光与熄灭。

下面结合图3介绍LED模组的色温调节方法。首先，向电压输入端21提供电压，即执行步骤S1。当电压输入端21接收的电压高于稳压芯片U1的启动电压时，如果此时电压低于稳压芯片设定的稳压值，稳压芯片输出的电压将跟随输入电压升高而升高，此时第一LED芯片组24发光，随着输出的电压升高，如输入的功率增大，第一LED芯片组24发光亮度增大，但色温保持恒定不变。直到电压输入端21输入的电压高于稳压芯片设定的稳压值后，稳压芯片U1即向第一电压输出端23输出稳定的直流电压，即执行步骤S2。通常，由于稳压芯片U1的启动电压很低，往往只需要3伏到5伏即可以启动，这样，第一LED芯片组24发光，并且发光亮度可以改变但色温保持恒定。但是，由于此时分压电路的分压点上形成的电压较低，如只有1伏，三极管Q1处于截止状态，第二电压输出端24没有电压输出，第二LED芯片组不发光。

随着电压输入端21输入的电压升高，当输入的电压高于导通阈值电压时，三极管Q1的基极B11处为高电平信号，此时三极管Q1导通，此时三极管Q1的集电极C11处形成低电平信号，三极管Q2导通，从而实现开关电路导通，即执行步骤S3。此时，输入端子31的电流可以经过电阻R10、三极管Q2流向输出端子35，并向第二LED芯片组28供电，即执行步骤S4。

由于加载在第二LED芯片组28上的电压几乎等于电压输入端21所输入的电压，第二LED芯片组28两端的电压将跟随电压输入端21输入的电压的升降而升降，即执行步骤S5。当电压输入端21输入的电压升高时，即输入端子31、32之间的电压升高时，输出端子35、36之间的电压也跟随升高，第二LED芯片组28的发光亮度也跟随增大；当电压输入端21输入的电压降低时，即输入端子31、32之间的电压降低时，输出端子35、36之间的电压也跟随降低，第二LED芯片组28的发光亮度也跟随变小。

最后，执行步骤S6，由于第一LED芯片组24的发光亮度以及色温保持恒定不变，而第二LED芯片组28的发光亮度跟随电压输入端21的电压升降而发生变化，即电压升高时发光亮度增加，电压降低时发光亮度减小。这样，当两组LED芯片组设置在同一壳体内时，LED模组的色温将跟随第二LED芯片组的亮度变化而改变。

本实施例中，第一LED芯片组是发出暖白光的LED芯片组，第二LED芯片组是发出冷白光的LED芯片组。这样，在第二LED芯片组28的亮度增加时，LED模组发光的色温变冷，而第二LED芯片组28的亮度减小时，LED模组发光的色温变暖。可见，当电压输入端所输入的电压升高时，LED模组的色温变冷，当电压输入端所输入的电压降低时，LED模组的色温变暖。此外，LED模组发出光线的色温可以跟随输入电压的变化而逐渐变化，使用者通过调节输入到电压输入端21的电压以控制LED模组的色温，待LED模组变化到合适的色温后，停止调节输入的电压，从而获得合适的色温。

如图4与图5所示的，当外部向LED模组施加的功率增大，LED模组发出的光线的色温可以跟随功率的增大而变冷。例如，输入功率小于2瓦时，稳压芯片U1接收到的电压高于启动阈值但低于设定的稳压值，因此第一LED芯片24的发光亮度虽然增加，但色温将保持恒定，当输入的功率从2瓦增加到4瓦时，稳压芯片U1接收到的电压高于设定的稳压值，第一LED芯片组24的发光亮度不再变化，且色温保持恒定，第二LED芯片组28发光从而使得LED模组的色温增大。

当然，输入的功率增加时，电压将跟随功率的增大而增大，如保持电流恒定，通过增大电压来改变施加的功率。图4所示的是功率逐渐增大过程中，LED模组瞬时的色温变化情况，图5所示的是当加载的功率保持在2瓦、4瓦、6瓦、8瓦以及10瓦的情况下，LED模组发出的光线的色温变化情况。

当然，具体应用时，第一LED芯片组是发出冷白光的LED芯片组，第二LED芯片组是发出暖白光的LED芯片组，这样，当电压输入端所输入的电压升高时，LED模组的色温变暖，当电压输入端所输入的电压降低时，LED模组的色温变冷。

当然，如果电压输入端21输入的电压逐渐减小，并且低于开关电路26的导通阈值电压时，开关电路26将断开并且停止向第二LED芯片组28提供电压，第二LED芯片组28熄灭，也就是只有第一LED芯片组24发光，此时LED模组发出的光线的色温是最暖的色温。

实际使用时，不但可以通过开光控制调光器来改变输入功率，还可以在LED模组上设置无线通信电路，如蓝牙模块，通过无线通信电路接收外部的控制信号来控制调光器的工作，进而控制向电压输入端21所提供的电压，也能够实现对LED模组色温的调节。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，如两组LED芯片发出光线颜色的变化、稳压电路的具体结构的变化等也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。