一种多通路LED灯串调光控制电路的制作方法

本实用新型涉及调光电路领域，特别是涉及一种多通路led灯串调光控制电路。

背景技术：

普通的低成本led灯串普遍用于装饰街景、店铺、家庭等。一般10米左右一串，由几十个led串联组成。由交流市电，经过简单的桥式整流，再经过一到多只降压限流电阻，给led灯串供电。这样的灯串，通常可以多个灯串级联，构成更长的灯串。

在夜间景观装饰应用中，这种灯串通常保持不变的亮度，无法进行光效设计。个别灯串的驱动器配备了asic芯片的控制器，可以输出一些芯片设定好的光效，但是不能同时驱动多路灯串并且独立控制每个灯串的光效。而工程用的多通道led控制驱动器，基本上都是针对能接受串行控制信号的灯带，而非灯串，整体成本比较高。

技术实现要素：

为了把多路低成本led灯串组合成为光效可编程的低成本led景观系统，本实用新型提供一种同时调控多路led灯串的驱动装置，每一路连接一个灯串，可以独立编程，控制每路灯串的光效。控制灯串的通路数量从16路可以扩展到1024路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:采用pca9685的16路pwm信号发生器芯片，每一路pwm信号通过占空比控制led灯的通断和亮度。整个系统通过i2c总线给9685芯片发指令，指令包括了特定芯片的地址，led灯串通道号，以及开、关、或占空比。每个芯片控制16路，64个芯片的级联，控制可以达到1024路led灯串。由于芯片输出的pwm信号是5v逻辑电平，还需要一只开关三极管或mosfet来驱动高压直流的灯串。通常灯串的工作电流为20ma，根据灯串的供电电压，需要串接合适阻值的限流电阻。

本实用新型是这样实现的：

一种多通路led灯串调光控制电路，包括led灯串及其控制电路，所述控制电路包括与所述led灯串电性连接的灯串电源、限流电阻、驱动开关、控制芯片以及控制单元；

所述灯串包括多个led的串联，并可级联多组灯串；

所述多组灯串可分别电性连接到一个所述控制芯片；

所述控制芯片连接至控制单元。

在本实用新型的一些实施例里，所述灯串电源采用市电220v交流供电，通过桥式整流电路接入所述灯串的阳极。

在本实用新型的一些实施例里，所述驱动开关采用开关三极管，其集电极接入限流电阻连接到所述led灯串的阴极，发射极接地，基极接入所述控制芯片。

在本实用新型的一些实施例里，所述驱动开关还可采用场效应晶体管，其漏极接入限流电阻连接到所述led灯串的阴极，源极接地，栅极接入所述控制芯片。

在本实用新型的一些实施例里，所述控制芯片采用智能led控制器pca9685，可通过其16路pwm输出分别连接多组驱动开关，完成多组灯串的控制。

在本实用新型的一些实施例里，所述控制芯片通过i2c总线控制单元，可通过所述控制芯片的级联，连接1-64个控制芯片；所述控制单元采用auduino控制板或者树莓派，所述控制单元存储所述控制芯片的控制指令，用于控制每路灯串的光效，调整所展示的光效景观。

在本实用新型的一些实施例里，所述控制指令包括特定的所述控制芯片的地址、控制芯片上led灯串的通道号以及电源输入的开、关或者占空比；每个芯片控制16路led灯串，使整个控制电路最多可控制1024组灯串。

在本实用新型的一些实施例里，所述灯串的工作电流为20ma，根据灯串的供电电压，所述限流电阻的阻值不小于100ω。

本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：

可以把低成本的led灯串，多路组合编程，以较低的成本，改造成为多达1024的灯串的光效景观系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型实施例多通路led灯串调光控制电路中的一路控制电路示意图。

其中，1、控制单元；2、i2c控制总线；3、pca9685芯片；4、开关三极管或mosfet；5、限流电阻；6、led灯串；7、灯串电源。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

为了把多路低成本led灯串组合成为光效可编程的低成本led景观系统，本实用新型提供一种同时调控多路led灯串的驱动装置，每一路连接一个灯串，可以独立编程，控制每路灯串的光效。控制灯串的通路数量从16路可以扩展到1024路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:采用pca9685的16路pwm信号发生器芯片，每一路pwm信号通过占空比控制led灯的通断和亮度。整个系统通过i2c总线给9685芯片发指令，指令包括了特定芯片的地址，led灯串通道号，以及开、关、或占空比。每个芯片控制16路，64个芯片的级联，控制可以达到1024路led灯串。由于芯片输出的pwm信号是5v逻辑电平，还需要一只开关三极管或mosfet来驱动高压直流的灯串。通常灯串的工作电流为20ma，根据灯串的供电电压，需要串接合适阻值的限流电阻。

具体方案为，一种多通路led灯串调光控制电路，包括led灯串及其控制电路，如图1所示，所述控制电路包括与所述led灯串电性连接的灯串电源7、限流电阻5、驱动开关4、控制芯片3以及控制单元1；

所述灯串包括多个led的串联，并可级联多组灯串；

所述多组灯串可分别电性连接到一个所述控制芯片；

所述控制芯片连接至控制单元。

在本实用新型的一些实施例里，所述灯串电源采用市电220v交流供电，通过桥式整流电路接入所述灯串的阳极。

在本实用新型的一些实施例里，所述驱动开关采用开关三极管，其集电极接入限流电阻连接到所述led灯串的阴极，发射极接地，基极接入所述控制芯片。

在本实用新型的一些实施例里，所述驱动开关还可采用场效应晶体管，其漏极接入限流电阻连接到所述led灯串的阴极，源极接地，栅极接入所述控制芯片。

在本实用新型的一些实施例里，所述控制芯片采用智能led控制器pca9685，可通过其16路pwm输出分别连接多组驱动开关，完成多组灯串的控制。

在本实用新型的一些实施例里，所述控制芯片通过i2c总线控制单元，可通过所述控制芯片的级联，连接1-64个控制芯片；所述控制单元采用auduino控制板或者树莓派，所述控制单元存储所述控制芯片的控制指令，用于控制每路灯串的光效，调整所展示的光效景观。

在本实用新型的一些实施例里，所述控制指令包括特定的所述控制芯片的地址、控制芯片上led灯串的通道号以及电源输入的开、关或者占空比；每个芯片控制16路led灯串，使整个控制电路最多可控制1024组灯串。

在本实用新型的一些实施例里，所述灯串的工作电流为20ma，根据灯串的供电电压，所述限流电阻的阻值不小于100ω。

总体而言，在图1中，包括单片机(例如arduino)或微计算机(例如树莓派)的控制单元(1)运行光效程序，该程序通过控制单元的i2c控制总线接口(2)，连接到pca9685芯片(3)，该芯片由16路pwm输出，在本实施例里，图示内容只标出其中一路，可以预见的是，在pca9685芯片上可以连接16组相同的led灯串电路，连接到驱动led灯串(6)的开关三极管或mosfet(4)，驱动管的集电极连接一只限流电阻(5)，再串接到led灯串(6)，而灯串(6)的阳极接入灯串电源(7)。灯串电源(7)通常是交流市电220v经过桥式整流给led灯串(6)供电。

在图1所示实施例中，每块pca9685芯片(3)有16路pwm输出，可以连接16个驱动电路(4)(5)和led灯串(6)。控制单元(1)通过i2c总线，可以通过级联，连接到1至64个pca9685芯片。因此总通路为16路至1024路。

以上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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。