一种LED分段调光电路的制作方法

本实用新型涉及照明技术领域，特别是涉及一种LED分段调光电路。

背景技术：

LED(发光二极管)具有节能、环保、高效的特点，因此，LED作为照明光源被广泛使用，随之市场上对LED调光产品的需求也越来越广泛。

但是，现阶段的LED调光方案，比较依赖调光驱动芯片，成本较高，很难做到通用性。图1是现有技术中buck结构的LED驱动电路，LED电流由恒流驱动芯片U1和第一采样电阻R6决定。当需要对LED输出电流进行调整，进而实现对LED的调光目的时，需重新对电路中恒流驱动芯片U1或者第一采样电阻R6进行改动，电路实现比较繁琐复杂。并且，现有技术中通过该电路难以实现分段调光，限制了LED的应用范围。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的LED分段调光电路。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种LED分段调光电路，包括负载LED、恒流驱动芯片，还包括作为所述恒流驱动芯片采样电阻的采样单元，所述采样单元包括第一采样电阻R6及至少一个采样电路，所述采样电路与所述第一采样电阻R6并联连接，其中，所述采样电路还包括另一待接入采样电阻；

所述采样电路，一端接入调光信号，另一端与所述恒流驱动芯片连接，用于根据所述调光信号确定所述待接入采样电阻是否接入电路，以对所述负载LED进行分段调光。

可选地，当所述采样电路为一个时，所述采样电路为第一采样电路，

所述第一采样电路包括对应串联的第二采样电阻R7以及第二开关管Q2，所述第二采样电阻R7一端与所述第二开关管Q2漏极连接，另一端分别与恒流驱动芯片CS端、第一采样电阻R6一端连接，所述第一采样电阻R6另一端接地，所述第二开关管Q2栅极接入第一调光信号、以及所述第二开关管Q2源极接地。

可选地，所述第二开关管Q2栅极还分别与第一电阻R8、第二电阻R9一端连接，所述第一电阻R8另一端接入所述第一调光信号，所述第二电阻R9另一端与所述第二开关管Q2源极连接。

可选地，当所述第一调光信号为高电平时，所述第二开关管Q2导通，所述恒流驱动芯片的采样电阻为所述第一采样电阻R6与所述第二采样电阻R7并联；

当所述第一调光信号为低电平时，所述第二开关管Q2截止，所述恒流驱动芯片的采样电阻为所述第一采样电阻R6。

可选地，当所述采样电路为两个时，所述采样电路还包括与所述第一采样电路并联的第二采样电路，

所述第二采样电路包括对应串联的第三采样电阻R10以及第三开关管Q3，所述第三采样电阻R10一端与所述第三开关管Q3漏极连接，另一端与所述恒流驱动芯片CS端连接，所述第三开关管Q3栅极接入第二调光信号、以及所述第三开关管Q3源极接地。

可选地，所述第三开关管Q3栅极还分别与第三电阻R11、第四电阻R12一端连接，所述第三电阻R11另一端接入所述第二调光信号，所述第四电阻R12另一端与所述第三开关管Q3源极连接。

可选地，当所述采样电路为n(n为大于2的正整数)个时，所述采样电路包括依次并联的第一采样电路、第二采样电路至第n采样电路，

所述第n采样电路包括对应串联的第N(N为正整数)采样电阻RN以及第N开关管QN，所述第N采样电阻RN一端与所述第N开关管QN漏极连接，另一端与所述恒流驱动芯片CS端连接，所述第N开关管QN栅极接入第n调光信号、以及所述第N开关管QN源极接地。

可选地，所述第N开关管QN栅极还分别与第N1电阻RN1、第N2电阻RN2一端连接，所述第N1电阻RN1另一端接入所述第n调光信号，所述第N2电阻RN2另一端与所述第N开关管QN源极连接。

可选地，当任一采样电路的调光信号为高电平时，所述采样电路的开关管导通，所述开关管对应串联的采样电阻接入所述采样电路；以及

当任一采样电路的调光信号为低电平时，所述采样电路的开关管截止，所述开关管对应串联的采样电阻不接入所述采样电路；

所述恒流驱动芯片的采样电阻为各个接入采样电路的采样电阻与所述第一采样电阻R6并联。

可选地，所述开关管为MOS管。

本实用新型提供的LED分段调光电路，包括负载LED、恒流驱动芯片，此外，还包括采样单元，该采样单元可作为恒流驱动芯片的采样电阻。该采样单元包括第一采样电阻R6及至少一个采样电路，所增设的采样电路与第一采样电阻R6并联连接，其中，采样电路中还包括另一待接入采样电阻。上述采样电路，一端接入调光信号，另一端与恒流驱动芯片连接，用于根据调光信号确定该待接入采样电阻是否接入电路，以对负载LED进行分段调光。由此可知，本实用新型在电路中增设采样电路，并在采样电路中接入调光信号，进而通过控制调光信号，调整恒流驱动芯片的采样电阻阻值，以调整负载LED的输出电流，从而实现负载LED的调光功能。该方式无需再依赖恒流驱动芯片，仅通过控制采样电路的调光信号即可实现LED的分段调光功能，成本低，且易于实现，通用性强。并且，本实用新型采样电路的个数可以根据实际需求进行自定义设置，从而实现负载LED任意段调光。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是buck架构的LED驱动电路示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第一种示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第二种示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第三种示意图；以及

图5是根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第四种示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

相关技术中提及，现阶段市场上对LED调光产品的需求越来越广泛，然而，现有的LED调光方案，通常比较依赖调光驱动芯片，该调光方式成本较高，很难做到通用性。例如，图1是buck架构的LED驱动电路示意图。如图1所示，LED的输出电流由恒流驱动芯片U1以及第一采样电阻R6决定。具体地，在该驱动电路中，负载LED的输出电流为ILED(见式一)：

其中，K为比例系数，其值由恒流驱动芯片U1内部参数决定，RCS即R6。此时，当需要对ILED进行调整时，需重新对恒流驱动芯片U1或者第一采样电阻R6进行改动，电路实现比较繁琐复杂。并且，现有技术中通过该电路难以实现LED的分段调光，限制了LED的应用范围。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种LED分段调光电路。本实施例的LED分段调光电路包括负载LED、恒流驱动芯片U1以及作为恒流驱动芯片U1采样电阻的采样单元。在本实施例中，采样单元包括第一采样电阻R6以及至少一个采样电路，此外，在本实施例的每一个采样电路中，均包括一待接入采样电阻。

图2是根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第一种示意图。如图2所示，当采样电路为一个时，为了便于描述，将该采样电路称为第一采样电路。在本实施例中，第一采样电路包括第二采样电阻R7(一待接入采样电阻)以及开关管，且第二采样电阻R7与开关管串联连接。在本实施例中，开关管可以为MOS管，还可以为三极管等，本实施例对此不做具体限定。

具体地，图3还示出了根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第二种示意图。如图3所示，在本实施例中，开关管采用MOS管。此时，第一采样电路包括第二采样电阻R7以及第二开关管Q2，其中，第二采样电阻R7与第二开关管Q2是一一对应且串联连接的，即在本实施例的采样电路中，存在一个开关管即对应存在一个与其串联的采样电阻。进一步，参见图3，第二采样电阻R7一端与第二开关管Q2漏极连接，另一端分别与恒流驱动芯片CS端、第一采样电阻R6一端连接，第一采样电阻R6另一端接地，第二开关管Q2栅极接入第一调光信号(在图中以DIMMER1表示)、以及第二开关管Q2源极接地。

在一个优选的实施例中，第二开关管Q2栅极还可以分别与第一电阻R8、第二电阻R9一端连接，第一电阻R8另一端接入第一调光信号，第二电阻R9另一端与第二开关管Q2源极连接。

由此，在本实施例的LED分段调光电路中，当第一调光信号为高电平时，第二开关管Q2导通，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6与第二采样电阻R7并联的阻值。负载LED的输出电流为ILED1(见式二)：

当第一调光信号为低电平时，第二开关管Q2截止，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6的阻值。负载LED的输出电流为ILED2(见式三)：

由上述描述可知，本实施例通过控制第一调光信号高电平(对应输出电流ILED1)或者低电平(对应输出电流ILED2)，可以使得负载LED输出电流分别为ILED1、ILED2，实现负载LED的两段调光。进一步，通过调整第一采样电阻R6以及第二采样电阻R7的阻值，还可以实现任意亮度的两段LED调光。

进一步地，为了实现LED的三段甚至四段调光，在本实施例中，图4还示出了根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第三种示意图。如图4所示，采样电路采用两个。在本实施例中，当采样电路为两个时，采样电路包括第一采样电路，还包括与上述第一采样电路并联的第二采样电路。该第二采样电路包括第三采样电阻R10(另一待接入采样电阻)以及第三开关管Q3，在本实施例中，第三采样电阻R10与第三开关管Q3是一一对应且串联连接的，即在本实施例的采样电路中，存在一个开关管即对应存在一个与其串联的采样电阻。参见图4，第三采样电阻R10一端与第三开关管Q3漏极连接，另一端与恒流驱动芯片CS端连接，第三开关管Q3栅极接入第二调光信号(在图中以DIMMER2表示)、以及第三开关管Q3源极接地。

在一个优选的实施例中，第三开关管Q3栅极还可以分别与第三电阻R11、第四电阻R12一端连接，第三电阻R11另一端接入第二调光信号，第四电阻R12另一端与第三开关管Q3源极连接。

由此，在本实施例的LED分段调光电路中，当第一调光信号为高电平、第二调光信号为高电平时，第二开关管Q2、第三开关管Q3均导通，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6、第二采样电阻R7、第三采样电阻R10并联的阻值。负载LED的输出电流为ILED3(见式四)：

当第一调光信号为高电平、第二调光信号为低电平时，第二开关管Q2导通、第三开关管Q3截止，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6、第二采样电阻R7并联的阻值。负载LED的输出电流为ILED4(见式五)：

当第一调光信号为低电平、第二调光信号为高电平时，第二开关管Q2截止、第三开关管Q3导通，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6、第三采样电阻R10并联的阻值。负载LED的输出电流为ILED5(见式六)：

当第一调光信号为低电平、第二调光信号为低电平时，第二开关管Q2、第三开关管Q3均截止，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6的阻值。负载LED的输出电流为ILED6(见式七)：

由上述描述可知，本实施例通过控制第一调光信号、第二调光信号高电平或者低电平，可以使得负载LED输出电流分别为ILED3、ILED4、ILED5、ILED6，实现负载LED三至四段调光。进一步，通过调整第一采样电阻R6、第二采样电阻R7以及第三采样电阻R10的阻值，可以实现任意亮度的三段或四段LED调光。

同理，本实施例还可以对LED分段调光电路进行任意拓展。图5是根据本实用新型一个实施例的LED分段调光电路的第四种示意图。如图5所示，当采样电路为n(n为大于2的正整数)个时，采样电路包括依次并联的第一采样电路、第二采样电路至第n采样电路。第n采样电路包括一一对应的第N采样电阻RN(又一待接入采样电阻)以及第N开关管QN，其中，第N采样电阻RN以及第N开关管QN串联连接，第N采样电阻RN一端与第N开关管QN漏极连接，另一端与恒流驱动芯片CS端连接，第N开关管QN栅极接入第n调光信号(在图中以DIMMERn表示)、以及第N开关管QN源极接地。

在一个优选的实施例中，第N开关管QN栅极还可以分别与第N1电阻RN1、第N2电阻RN2一端连接，第N1电阻RN1另一端接入第n调光信号，第N2电阻RN2另一端与第N开关管QN源极连接。需要说明的是，在本实施例中，“第N采样电阻”、“第N开关管”、“第N1电阻”以及“第N2电阻”仅表示采样电阻、开关管或者电阻的不同名称，其N值可以与n值相同也可以不同，本实施例仅为了对不同器件进行区分，并无其他具体限定。

由此，在本实施例的LED分段调光电路中，当第一调光信号、第二调光信号至第n调光信号均为低电平时，第二开关管Q2、第三开关管Q3至第N开关管QN均截止，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6的阻值。此时，当任一采样电路的调光信号转为高电平时，该采样电路中的开关管导通，该开关管对应串联的采样电阻接入采样电路，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为各个接入采样电路的采样电阻与第一采样电阻R6并联的电阻。当第一调光信号、第二调光信号至第n调光信号均为高电平时，第二开关管Q2、第三开关管Q3至第N开关管QN均导通，恒流驱动芯片的采样电阻的阻值为第一采样电阻R6、第二采样电阻R7、第三采样电阻R10至第N采样电阻RN并联的阻值。此时，当任一采样电路的调光信号转为低电平时，该采样电路中的开关管截止，该开关管对应串联的采样电阻不再接入采样电路，恒流驱动芯片采样电阻的阻值为其余各个接入采样电路的采样电阻与第一采样电阻R6并联的阻值。

由上述描述可知，本实施例通过控制第一调光信号、第二调光信号……第n调光信号的高电平或者低电平，可以实现负载LED的任意段调光。进一步，通过调整各采样电路中对应接入的各采样电阻的阻值，可以实现任意亮度的任意段LED调光。

需要说明的是，本实施例仅以buck结构的LED驱动电路进行电路原理说明，但并不单限于buck结构电路，任意电路拓扑结构的恒流驱动电路均可适用，本实施例对此不做具体限定。并且，在本实施例中，第一采样电阻R6的阻值可以为任意值，根据实际电路需要，如果第一采样电阻R6的阻值无穷大，可以相当于第一采样电阻R6在电路中取消。

此外，本实施例的LED分段调光电路，还包括第一电容C1以及第一开关管Q1，参见图1-5任意之一，可见，第一电容C1正极分别与恒流驱动芯片VCC端、第五电阻R3一端连接，负极与恒流驱动芯片GND端连接，第五电阻R3另一端与第六电阻R2一端连接，第六电阻R2另一端与续流二极管D1负极连接。第一开关管Q1栅极分别与第七电阻R4、第八电阻R5一端连接，第七电阻R4另一端与恒流驱动芯片DRVER端连接，第八电阻R5另一端分别与第一开关管Q1源极、恒流驱动芯片CS端连接。

更多地，本实施例的LED分段调光电路还包括储存电感L1以及输出电容EC2，该储存电感L1一端与LED负载负极连接，另一端与第一开关管Q1漏极连接。并且，续流二极管D1正极与第一开关管Q1漏极连接，负极与LED负载正极连接。该输出电容EC2正极与LED负载正极连接，负极与LED负载负极连接，且输出电容EC2两端还并联有第九电阻R1。

此外，本实施例的LED分段调光电路还包括整流桥DB1以及输入电容EC1，该整流桥DB1输出端正端与LED负载正极连接，输出端负端接地。并且，该输入电容EC1正极与整流桥DB1输出端正端连接，负极与整流桥DB1输出端负端连接。在本实施例中，整流桥DB1可以是一个由四个二极管组成的桥式全波整流电路，用于将通过熔断器(参见图中FUSE)的交流电信号整流成直流电信号。整流桥DB1的共阴极为输出端正端，电流从此处流出，接通LED负载的正极，整流桥DB1的共阳极接地。

由此可知，本实用新型在电路中增设采样电路，并在采样电路中接入调光信号，进而通过控制调光信号，调整恒流驱动芯片的采样电阻阻值，以调整负载LED的输出电流，从而实现负载LED的调光功能。该方式无需再依赖恒流驱动芯片，仅通过控制采样电路的调光信号即可实现LED的分段调光功能，成本低，且易于实现，通用性强。并且，本实用新型采样电路的个数可以根据实际需求进行自定义设置，从而实现负载LED任意段调光。更多地，本实用新型的采样电路采用在采样电阻上对应串联开关管的方式，通过控制调光信号进一步控制开关管的导通与截止，最终控制恒流驱动芯片采样电阻的阻值，电路简单，易于实现。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本实用新型的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。