LED色温调整电路及LED灯具的制作方法

led色温调整电路及led灯具
技术领域
1.本发明涉及发光显示领域，尤其涉及led色温调整电路及led灯具。


背景技术：

2.随着科技的发展和时代的进步，人们生活及工作中对光环境追求日渐提高，led(发光二极管)照明技术也在不断进步。
3.早期led灯具通常为单一色温灯具，其后则慢慢产生能够实现色温调整的灯具。不同的用户倾向于不同类型的灯具，为了满足用户的实际需求，销售端需要同时提供单一色温灯具和调色温灯具以供用户进行选择，从而导致单一色温灯具和调色温灯具均需要储备一定的库存，使得库存成本和库存管理难度增大。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种led色温调整电路及led灯具，旨在解决为满足用户需求，需要同时储备单一色温灯具和调色温灯具的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种led色温调整电路，包括高色温灯串、低色温灯串、色温调整辅助模块、色温固定辅助模块及开关切换模块；其中，所述低色温灯串与所述色温调整辅助模块的伏安特性不同；
6.所述高色温灯串的第一端与第一电源端连接，所述高色温灯串的第二端与第二电源端连接；
7.所述低色温灯串的第一端与所述第一电源端连接，所述低色温灯串的第二端分别与所述色温调整辅助模块的第一端及所述色温固定辅助模块的第一端连接，所述开关切换模块的固定端与所述第二电源端连接，所述开关切换模块的第一端与所述色温调整辅助模块的第二端连接，所述开关切换模块的第二端与所述色温固定辅助模块的第二端连接，所述开关切换模块的第三端置空。
8.可选地，所述色温调整辅助模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述低色温灯串的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述开关切换模块的第一端连接。
9.可选地，所述低色温灯串的led数量低于所述高色温灯串的led数量。
10.可选地，所述开关切换模块的第三端置空。
11.可选地，所述色温固定辅助模块包括：
12.第一二极管模组，所述第一二极管模组包括多个依次串联的二极管；所述第一二极管模组中的首级二极管的阳极与所述低色温灯串的第二端连接，末级二极管的阴极与所述开关切换模块的第二端连接。
13.可选地，所述色温固定辅助模块中的二极管为与所述低色温灯串中的led具有相同的伏安特性的二极管。
14.可选地，所述色温固定辅助模块还包括多个二极管模组；所述开关切换模块还包括与多个二极管模组分别对应的多个活动端；
15.每个所述二极管模组的第一端与所述低色温灯串的第二端连接，每个所述二极管模组的第二端与对应的所述开关切换模块的活动端连接；
16.每个所述二极管模组包括多个依次串联的二极管，每个所述二极管模组中二极管的数量均与所述第一二极管模组中二极管的数量不同，多个所述二极管模组中二极管的数量两两互不相同。
17.可选地，所述开关切换模块为物理开关或数字开关。
18.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种led灯具，所述led灯具包括led色温调整电路，所述led色温调整电路被配置为如上所述的led色温调整电路。
19.本发明通过设置色温调整辅助模块、色温固定辅助模块及开关切换模块，当开关切换模块的固定端与第一端连接时，电路进入调色温模式，在调色温模式下，调整电路的总电流能够同时实现亮度调整和色温调整；当开关切换模块的固定端与第三端连接时，电路进入固定色温模式，且此时固定色温模式的固定色温值为高色温灯串色温；当开关切换模块的固定端与第二端连接时，电路进入高色温灯串与低色温灯串混合色温模式；故设置不同串联数的二极管则可以实现混合出不同的固定色温。用户通过控制开关切换模块进行模式调整，能够实现固定色温与调色温的切换，从而使得led灯具能够实现单一色温发光或调色温发光。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明led色温调整电路一实施例的模块示意图；
22.图2为本发明led色温调整电路一实施例中的伏安特性曲线图；
23.图3为本发明led色温调整电路一实施例中各色温灯串的电流电压关系图。
24.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
25.附图标号说明：10、高色温灯串；20、低色温灯串；30、色温调整辅助模块；40、色温固定辅助模块；50、开关切换模块；r1、第一电阻。
具体实施方式
26.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指
示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
30.本发明提供一种led色温调整电路，应用于led灯具中，该led灯具可以是筒灯、天花灯、吸顶灯、射灯、轨道灯以及相同形式的led智能灯具等。
31.参见图1，在一实施例中，led色温调整电路可以包括高色温灯串10、低色温灯串20、色温调整辅助模块30、色温固定辅助模块40及开关切换模块50；
32.高色温灯串10的第一端与第一电源端连接，高色温灯串10的第二端与第二电源端连接；
33.低色温灯串20的第一端与第一电源端连接，低色温灯串20的第二端分别与色温调整辅助模块30的第一端及色温固定辅助模块40的第一端连接，开关切换模块50的固定端与第二电源端连接，开关切换模块50的第一端与色温调整辅助模块30的第二端连接，开关切换模块50的第二端与色温固定辅助模块40的第二端连接。
34.第一电源端和第二电源端可以分别为电源正极和电源负极，高色温灯串10中的各个led依次串联，第一个led的正极与第一电源端连接，末尾led的负极则与第二电源端连接。
35.同样地，低色温灯串20中的各个led依次串联，第一个led的正极与第一电源端连接，末尾led的负极则分别与色温调整辅助模块30的第一端及色温固定辅助模块40的第一端连接。
36.由于低色温灯串20是由多个led串联而成，其伏安特性与led的伏安特性相一致。如图2所示，低色温灯串20的伏安特性即为发光二极管led的伏安特性。
37.在开关切换模块50的第一端与开关切换模块50的固定端连接时，相当于低色温灯串20与色温调整辅助模块30串联后，再与高色温灯串10并联。
38.在开关切换模块50的第二端与开关切换模块50的固定端连接时，相当于低色温灯串20与色温固定辅助模块40串联后，再与高色温灯串10并联。
39.在低色温灯串20与色温调整辅助模块30串联时，led色温调整电路处于调色温模式。由于色温调整辅助模块30的伏安特性与低色温灯串20并不相同。在调整led灯具的总电流时，色温调整辅助模块30的电压变化幅度与低色温灯串20的电压变化幅度并不相同。
40.在色温调整辅助模块30的电压变化幅度大于低色温灯串20的电压变化幅度时，随着led灯具的总电流减小，色温调整辅助模块30的电压下降速度较快，低色温灯串20的电压下降速度较慢，由于色温调整辅助模块30是在与低色温灯串20串联后，再与高色温灯串10并联。则两者的电压下降幅值相等，因此色温调整辅助模块30的电压下降速率高于高色温灯串10的电压下降速率，而低色温灯串20的电压下降速率则低于高色温灯串10的电压下降速率。在led灯具的总电流下降时，低色温灯串20上的电压下降较慢，而高色温灯串10上的电压下降较快，从而在电流下降的过程中使得低色温灯串20的亮度占比逐渐增大。低色温灯串20的亮度占比增大时，由低色温灯串20和高色温灯串10所组成的混合光线的色温降低。即，在调色温模式下，减小led灯具的总电流时，随着电流降低，混合光线的色温也在降
低，从而实现亮度调整时色温相应调整。
41.相反地，在色温调整辅助模块30的电压变化幅度小于低色温灯串20的电压变化幅度时，随着led灯具的总电流增大，混合光线的色温升高。
42.在低色温灯串20与色温固定辅助模块40串联时，led色温调整电路处于固定色温模式。由于色温固定辅助模块40的伏安特性与低色温灯串20的伏安特性相似或一致。则在用户调整led灯具的总电流时，高色温灯串10、低色温灯串20以及色温固定辅助模块40的电压降低速率也保持近似或相等。在总电流下降的过程中，高色温灯串10和低色温灯串20的亮度占比不发生变化。即，在固定色温模式下，随着led灯具的总电流降低，由低色温灯串20和高色温灯串10所产生的混合光线的色温不发生变化，从而在调整亮度时保持色温固定。
43.开关切换模块50还可以包括第三端，且第三端置空。在用户控制开关切换模块50的固定端与第三端连接时，低色温灯串20断路，此时仅高色温灯串10发光，则此时led灯具发出的光线的色温与高色温灯串10的色温相一致。在调整led灯具的总电流时，光线的色温始终保持不变。即，此时为固定色温模式，且色温始终保持为高色温灯串10的色温。
44.在本实施例中，通过设置色温调整辅助模块30、色温固定辅助模块40及开关切换模块50，当开关切换模块50的固定端与第一端连接时，电路进入调色温模式，在调色温模式下，调整电路的总电流能够同时实现亮度调整和色温调整；当开关切换模块50的固定端与第二端连接时，电路进入固定色温模式，在固定色温模式下，调整电流的总电流仅实现亮度调整，而不改变色温。当开关切换模块50的固定端与第三端连接时，电路进入另一个固定色温模式，在此固定色温模式下，调整电流的总电流全部通过高色温灯串10，故灯具色温始终等于高色温灯串10的色温。用户通过控制开关切换模块50进行模式调整，能够实现固定色温与调色温的切换，从而使得led灯具能够实现单一色温发光或调色温发光。
45.在一实施例中，上述色温调整辅助模块30可以包括第一电阻r1，第一电阻r1的第一端与所述低色温灯串20的第二端连接，所述第一电阻r1的第二端与所述开关切换模块50的第一端连接。
46.如图2所示，电阻的伏安特性为线性相关。即，在降低led灯具的总电流时，第一电阻r1的电压降低速度大于低色温灯串20的电压降低速度。第一电源端和第二电源端之间的电压为u，高色温灯串10的电压为uc，低色温灯串20的电压为uw，第一电阻r1的电压为ur，则u＝uc＝uw+ur。
47.在降低led灯具的总电流时，ur下降速度高于uc，而uw下降速度低于uc，则随着总电流的降低，低色温灯串20的亮度占比逐渐增大，由低色温灯串20和高色温灯串10产生的混合光线的色温也逐渐降低。
48.在一实施例中，上述低色温灯串20的led数量可以设置为低于高色温灯串10的led数量。例如，低色温灯串20的led数量可以比高色温灯串10的led数量少一个。在led的规格特性相同时，灯串的正向电压值vf与串联的led数量正相关，在低色温灯串20的led数量少于高色温灯串10的led数量时，低色温灯串20的正向电压值也低于高色温灯串10的正向电压值，在电源端施加相同的电压时，由于低色温灯串20与高色温灯串10的正向电压值不同而产生的电压差，即可由第一电阻r1进行分压补偿。
49.在低色温灯串20与高色温灯串10的正向电压值不同时，正向电压值较低的灯串先发光。如图3所示，曲线
①②③
分别为混合灯串、低色温灯串及高色温灯串的电流电压关系
图。在启动led灯具时，正向电压值较低的低色温灯串20先发光，此时光线的色温较低，在电流逐渐增大后，高色温灯串10也开始发光，此时混合光线的色温逐渐增大，从而在led灯具启动时发出的光线色温逐渐增大。
50.在一实施例中，上述色温固定辅助模块40可以包括第一二极管模组，所述第一二极管模组包括多个依次串联的二极管；所述第一二极管模组中的首级二极管的阳极与所述低色温灯串20的第二端连接，末级二极管的阴极与所述开关切换模块50的第二端连接。
51.如图2所示，第一二极管模组中的二极管与低色温灯串20的led具有相同或近似的伏安特性，在调整led灯具的总电流时，第一二极管模组的电压变化趋势与低色温灯串20的变化趋势相同，也与高色温灯串10的变化趋势相同。在调整总电流时，不会改变低色温灯串20在总亮度中的亮度占比，从而使得混合光线的色温始终保持不变。
52.可以理解的是，第一二极管模组中的二极管数量不同，所分摊到的电压也不同。第一二极管模组的电压为ud，则u＝uc＝uw+ur＝uw+ud。在第一二极管模组中的二极管数量增加时，所分摊到的电压ud也增大，相应的低色温灯串20的电压uw减小，在高色温灯串10的电压uc不变时，低色温灯串20的亮度在整个亮度中的占比减小，混合光线的色温向高色温灯串10的色温靠近。即通过调整第一二极管模组的二极管数量，可以实现固定色温模式下的色温调整。增加第一二极管模组的二极管数量，可以使得色温靠近于高色温灯串10的色温；减少第一二极管模组的二极管数量，可以使得色温靠近于低色温灯串20的色温。例如在低色温灯串20为1800k，高色温灯串10为3000k时，通过调整第一二极管模组的二极管数量，可以实现固定色温在1800k～3000k之间的调整。
53.在一实施例中，色温固定辅助模块40还可以包括多个二极管模组；所述开关切换模块50还可以包括与多个二极管模组分别对应的多个活动端；
54.每个所述二极管模组的第一端与所述低色温灯串20的第二端连接，每个所述二极管模组的第二端与对应的所述开关切换模块50的活动端连接。
55.每个所述二极管模组包括多个依次串联的二极管，每个所述二极管模组中二极管的数量均与所述第一二极管模组中二极管的数量不同，多个所述二极管模组中二极管的数量两两互不相同。
56.开关切换模块50可以通过将固定端与不同的活动端连接，使得低色温灯串20与不同的二极管模组串联。不同的二极管模组中二极管的数量不同，在与低色温灯串20串联后所分摊到的电压并不相同。而低色温灯串20在被二极管模组分摊部分电压后，与高色温灯串10所形成的混合光线中的亮度占比发生变化，从而影响到混合光线的实际色温。通过将低色温灯串20与不同的二极管模组串联，能够产生不同的固定色温值的混合光线。
57.在一实施例中，上述开关切换模块50可以为物理开关，例如拨档开关，也可以为数字开关。用户可以通过开关切换模块50实现固定色温模式和调色温模式的切换。
58.本发明还提供一种led灯具，该led灯具包括led色温调整电路，该led色温调整电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的led灯具采用了上述led色温调整电路的技术方案，因此该led灯具具有上述led色温调整电路所有的有益效果。
59.以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技
术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。