基于单组供电线实现多路LED灯切换控制的电路的制作方法

基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路
技术领域
1.本发明涉及led灯技术领域，特别是涉及一种基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路。


背景技术：

2.目前市场上的升降灯包括主led灯及副led灯两路led灯。其中，主led灯为白灯led灯，副led灯为红蓝闪烁led灯。目前市场上的升降灯控制大都采用四线制(两组供电线路)控制，其中一组供电线路单独给主led灯供电，另外一组供电线路单独给副led灯供电。
3.而，为了适应升降灯的升降功能，升降灯的供电线都是弹簧形状的，这样供电线就需要占用灯柱内较大的空间。而且，双组供电线路(四线制)控制方式线材消耗大，灯体的整体重量比较重。灯体的重量重从而增加了升降灯的安装难度。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路，只需要一组供电线即可实现多路led灯之间的切换控制。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路，包括：可调电压开关电源、可调电压控制开关、单组供电线、检测控制模块及两路以上led灯；
7.所述可调电压控制开关控制所述可调电压开关电源的输出电压，所述单组供电线将所述可调电压开关电源的输出电压传输至所述检测控制模块；
8.所述检测控制模块检测所述单组供电线的输出电压并根据所述输出电压切换控制相应的某一路led灯与所述单组供电线连通。
9.在其中一个实施例中，所述基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路包括主led灯及副led灯；所述主led灯与所述单组供电线连接；
10.所述副led灯通过所述检测控制模块与所述单组供电线连接。
11.在其中一个实施例中，所述检测控制模块包括：电压检测单元、单片机及单片机供电单元；所述单片机供电单元从所述单组供电线取电并将电压转换后为所述单片机供电；所述电压检测单元检测所述单组供电线的输出电压，并将所述输出电压传输至所述单片机；所述单片机根据所述输出电压的大小输出相应的控制信号到所述副led灯。
12.在其中一个实施例中，所述单片机供电单元包括：稳压芯片u11、三极管q8、稳压二极管zd9、电容c98及电阻r87；
13.所述三极管q8的集电极接所述单组供电线，发射极接15v电压；所述三极管q8的集电极与基极之间跨接所述电阻r87；所述三极管q8的基极还与所述稳压二极管zd9的负极连接，所述稳压二极管zd9的正极接地；所述三极管q8的发射极还串联所述电容c98后接地；所述稳压芯片u11的电源输入端接所述三极管q8的发射极，所述稳压芯片u11的输出端与所述单片机的电源输入端连接。
14.在其中一个实施例中，所述电压检测单元包括电阻r48及电阻r49；所述电阻r48及所述电阻r49串联后跨接在所述单组供电线的正输出端和负数出端之间；所述电阻r48与所述电阻r49之间的结点接所述单片机的电压检测输入端。
15.在其中一个实施例中，所述可调电压开关电源包括：led灯供电单元、可调电压开关单元及pwm控制单元；所述led灯供电单元的电压输出端与所述单组供电线连接；
16.所述可调电压开关单元从所述led灯供电单元的正输出端取电v0；所述可调电压开关单元的输入控制端与所述可调电压控制开关连接；所述可调电压开关单元的输出控制端与所述pwm控制单元的输入控制端连接；所述pwm控制单元的输出控制端接所述led灯供电单元的电流控制端。
17.在其中一个实施例中，所述可调电压开关单元包括：运算放大器u3a、电容c88、电容c100、二极管d10、电阻r54、电阻r55、电阻r56、电阻r90及开关k1；
18.所述电阻r55的一端从所述led灯供电单元的正输出端取电v0，另一端接所述运算放大器u3a的反向输入端；所述运算放大器u3a的反向输入端还串联所述电阻r54后接地；所述运算放大器u3a的反向输入端还依次串联所述电阻r56、开关k1后接地；所述运算放大器u3a的反向输入端还依次串联所述电阻r90、电容c100后接所述运算放大器u3a的输出端；所述电容c88的一端接所述运算放大器u3a的反向输入端，另一端接所述运算放大器u3a的输出端；
19.所述运算放大器u3a的正向输入端接基准电压；所述运算放大器u3a的输出端接所述二极管d10的负极，所述二极管d10的正极接所述pwm控制单元的输入控制端。
20.在其中一个实施例中，所述pwm控制单元包括：谐振pwm控制器u2、光电耦合器u4、电阻r27、电阻r28、电阻r30、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r42、电阻r47、并联电阻组、电阻r51、二极管d6、稳压二极管zd6、mos管q2、电容c12、电容c18、电容c19、电容c20、电容c22、电容c38；
21.所述光电耦合器u4的电源输入端串联所述电阻r47后接供电电源vdd；所述光电耦合器u4的正负输出端跨接所述电容c20；所述光电耦合器u4的正输出端还依次串联所述电容c22、所述电阻r42后接地；所述光电耦合器u4的负输出端接地；所述光电耦合器u4的正输出端还串联所述稳压二极管zd6后接地；所述稳压二极管zd6的负极串联所述电阻r34后接所述谐振pwm控制器u2的负反馈端fb；
22.所述谐振pwm控制器u2的过压保护端dem串联所述电阻r33后接地，所述电容c12与所述电阻r33并联；所述谐振pwm控制器u2的过压保护端dem还串联所述电阻r32后接所述led灯供电单元的电压控制端aux；
23.所述谐振pwm控制器u2的电流检测端cs串联所述电容c18后接地；所述谐振pwm控制器u2的电流检测端cs还依次串联所述电阻r30、所述并联电阻组后接地；所述谐振pwm控制器u2的电流检测端cs串联所述电阻r30后还接所述mos管q2的源极；
24.所述谐振pwm控制器u2的输出控制端gate串联所述电阻r27后接所述mos管q2的栅极；所述谐振pwm控制器u2的输出控制端gate还串联所述电阻r51后接所述二极管d6的负极；所述二极管d6的正极接所述mos管q2的栅极；所述mos管q2的栅极还串联所述电阻r28后接地；所述mos管q2的漏极与源极之间跨接所述电容c38；所述mos管q2的漏极作为所述pwm控制单元的输出控制端接所述led灯供电单元的电流控制端；
25.所述述谐振pwm控制器u2的软启动端ss串联所述电容c19后接地；所述述谐振pwm控制器u2的电源端vcc从所述led灯供电单元取电。
26.在其中一个实施例中，所述可调电压开关电源还包括恒流单元及供电电源产生单元；所述供电电源产生单元从所述led灯供电单元取电，并输出基准电压到所述恒流单元的电压输入端；所述恒流单元的电流输入端从所述led灯供电单元的供电回路获取供电电流并根据所述供电电流输出相应的电流控制信号到所述pwm控制单元的输入控制端；
27.所述供电电源产生单元还输出供电电源vdd到所述光电耦合器u4的电源输入端。
28.在其中一个实施例中，所述恒流单元包括：电阻rs1、电阻r50、电阻r60、电阻r46、电阻r57、电容c21、电容c13、二极管d11及运算放大器u3b；
29.所述电阻r50的一端接所述供电电源产生单元输出的基准电压，所述电阻r50的另一端接所述运算放大器u3b的同向输入端；所述运算放大器u3b的同向输入端还串联所述电阻r60后接地；所述运算放大器u3b的同向输入端还依次串联所述电阻r57、电容c13后接所述运算放大器u3b的输出端；
30.所述电阻rs1串联于所述led灯供电单元的回路中以检测所述led灯供电单元的供电电流；
31.所述电阻rs1串联所述电阻r46后接所述运算放大器u3b的反向输入端；所述运算放大器u3b的反向输入端还串联所述电容c21后接地；
32.所述运算放大器u3b的输出端接所述二极管d11的负极，所述二极管d11的正极接所述pwm控制单元的输入控制端。
33.本发明提供的基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路，仅通过单组供电线即可实现主、副两路led灯的切换控制；减少线材的消耗，减轻灯体的整体重量，进而降低led灯的安装难度；
34.本发明的基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路同时还确保led灯保持恒流工作；稳定性高；
35.本发明的基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路同时还确保led灯保持恒压工作；稳定性高；
36.本发明的基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路不需要额外增加辅助电源，实现成本低，且结构简洁。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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。
38.图1为本发明基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路的原理框图；
39.图2为可调电压开关电源与单线供电线的连接示意图；
40.图3为led灯供电单元及供电电源产生单元的原理图；
41.图4为pwm控制单元的电路原理图；
42.图5为恒流单元的电路原理图；
43.图6为可调电压开关单元的电路原理图；
44.图7为主led灯、检测控制模块及副led灯的电路原理图。
具体实施方式
45.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
47.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
48.如图1所示，本发明公开一种基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路，包括：可调电压开关电源10、可调电压控制开关20、单组供电线30、检测控制模块40及两路以上led灯。可调电压控制开关20控制可调电压开关电源10的输出电压，单组供电线30将可调电压开关电源10的输出电压传输至检测控制模块40。检测控制模块40检测单组供电线30的输出电压并根据输出电压切换控制相应的某一路led灯与单组供电线30连通。在本实施例中，包括主led灯50及副led灯60；主led灯50与单组供电线30连接；副led灯60通过检测控制模块40与单组供电线30连接。
49.如图7所示，在本实施例中，检测控制模块40包括：电压检测单元、单片机及单片机供电单元。单片机供电单元从单组供电线30取电并将电压转换后为单片机供电。电压检测单元检测单组供电线30的输出电压，并将输出电压传输至单片机。单片机根据输出电压的大小输出相应的控制信号到副led灯60。
50.如图7所示，在本实施例中，单片机供电单元包括：稳压芯片u11、三极管q8、稳压二极管zd9、电容c98及电阻r87。三极管q8的集电极接单组供电线30，发射极接15v电压。三极管q8的集电极与基极之间跨接电阻r87。三极管q8的基极还与稳压二极管zd9的负极连接，稳压二极管zd9的正极接地。三极管q8的发射极还串联电容c98后接地。稳压芯片u11的电源输入端接三极管q8的发射极，稳压芯片u11的输出端与单片机的电源输入端连接。
51.如图7所示，在本实施例中，电压检测单元包括电阻r48及电阻r49；电阻r48及电阻r49串联后跨接在单组供电线30的正输出端和负数出端之间；电阻r48与电阻r49之间的结点接单片机的电压检测输入端。
52.如图2所示，在本实施例中，可调电压开关电源10包括：led灯供电单元70、可调电压开关单元80及pwm控制单元90。led灯供电单元70的电压输出端与单组供电线30连接。可调电压开关单元80从led灯供电单元70的正输出端取电v0。可调电压开关单元80的输入控制端与可调电压控制开关20连接。可调电压开关单元80的输出控制端与pwm控制单元90的
输入控制端连接。pwm控制单元90的输出控制端接led灯供电单元70的电流控制端。
53.如图6所示，在本实施例中，可调电压开关单元80包括：运算放大器u3a、电容c88、电容c100、二极管d10、电阻r54、电阻r55、电阻r56、电阻r90及开关k1。
54.如图6所示，电阻r55的一端从led灯供电单元70的正输出端取电v0，另一端接运算放大器u3a的反向输入端。运算放大器u3a的反向输入端还串联电阻r54后接地。运算放大器u3a的反向输入端还依次串联电阻r56、开关k1后接地。运算放大器u3a的反向输入端还依次串联电阻r90、电容c100后接运算放大器u3a的输出端。电容c88的一端接运算放大器u3a的反向输入端，另一端接运算放大器u3a的输出端。运算放大器u3a的正向输入端接基准电压2.5v；运算放大器u3a的输出端接二极管d10的负极，二极管d10的正极接pwm控制单元90的输入控制端。
55.如图4所示，在本实施例中，pwm控制单元90包括：谐振pwm控制器u2、光电耦合器u4、电阻r27、电阻r28、电阻r30、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r42、电阻r47、并联电阻组、电阻r51、二极管d6、稳压二极管zd6、mos管q2、电容c12、电容c18、电容c19、电容c20、电容c22、电容c38；
56.如图4所示，光电耦合器u4的电源输入端串联电阻r47后接供电电源vdd；光电耦合器u4的正负输出端跨接电容c20；光电耦合器u4的正输出端还依次串联电容c22、电阻r42后接地；光电耦合器u4的负输出端接地；光电耦合器u4的正输出端还串联稳压二极管zd6后接地；稳压二极管zd6的负极串联电阻r34后接谐振pwm控制器u2的负反馈端fb；
57.如图4所示，谐振pwm控制器u2的过压保护端dem串联电阻r33后接地，电容c12与电阻r33并联；谐振pwm控制器u2的过压保护端dem还串联电阻r32后接led灯供电单元70的电压控制端aux。
58.如图4所示，谐振pwm控制器u2的电流检测端cs串联电容c18后接地；谐振pwm控制器u2的电流检测端cs还依次串联电阻r30、并联电阻组后接地；谐振pwm控制器u2的电流检测端cs串联电阻r30后还接mos管q2的源极。
59.如图4所示，谐振pwm控制器u2的输出控制端gate串联电阻r27后接mos管q2的栅极；谐振pwm控制器u2的输出控制端gate还串联电阻r51后接二极管d6的负极；二极管d6的正极接mos管q2的栅极；mos管q2的栅极还串联电阻r28后接地；mos管q2的漏极与源极之间跨接电容c38；mos管q2的漏极作为pwm控制单元90的输出控制端接led灯供电单元70的电流控制端。
60.如图4所示，谐振pwm控制器u2的软启动端ss串联电容c19后接地；谐振pwm控制器u2的电源端vcc从led灯供电单元70取电。
61.如图3及图5所示，在本实施例中，可调电压开关电源10还包括恒流单元及供电电源产生单元；供电电源产生单元从led灯供电单元70取电，并输出基准电压2.5v到恒流单元的电压输入端；恒流单元的电流输入端从led灯供电单元70的供电回路获取供电电流并根据供电电流输出相应的电流控制信号到pwm控制单元90的输入控制端。供电电源产生单元还输出供电电源vdd到光电耦合器u4的电源输入端。
62.如图5所示，在本实施例中，恒流单元包括：电阻rs1、电阻r50、电阻r60、电阻r46、电阻r57、电容c21、电容c13、二极管d11及运算放大器u3b。电阻r50的一端接供电电源产生单元输出的基准电压2.5v，电阻r50的另一端接运算放大器u3b的同向输入端。运算放大器
u3b的同向输入端还串联电阻r60后接地；运算放大器u3b的同向输入端还依次串联电阻r57、电容c13后接运算放大器u3b的输出端。电阻rs1串联于led灯供电单元70的回路中以检测led灯供电单元70的供电电流。
63.如图5所示，电阻rs1串联电阻r46后接运算放大器u3b的反向输入端；运算放大器u3b的反向输入端还串联电容c21后接地。运算放大器u3b的输出端接二极管d11的负极，二极管d11的正极接pwm控制单元90的输入控制端。
64.如图3所示，在本实施例中，供电电源产生单元包括：电阻r43、电阻r10、电容c32、电容c28、二极管d15、三端稳压管u5；二极管d15的正极从led灯供电单元70取电，二极管d15的负极依次串联电阻r43、电容c32后接地；电容c28与电容c32并联后作为供电电源产生单元的第一输出端输出供电电源vdd；第一输出端串联电阻r10后接三端稳压管u5的输出端；三端稳压管u5的接地端接地，输入端与电阻r50连接。
65.如图2所示，在本实施例中，led灯供电单元70包括依次连接的pfc校正电路100、初级电路200、变压器300、次级电路400。pwm控制单元90的输出控制端接初级电路200，以调节初级电路200的输出电流。恒流单元的电流输入端从次级电路400的供电回路获取供电电流。
66.下面对基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路的工作原理进行说明(请一并参阅图1至图7)：
67.恒流单元通过电阻rs1获取led灯供电单元70的输出电流；当led灯供电单元70的输出电流升高时，流过电阻rs1的电流增加，则加载于电阻rs1两端的电压降升高；led灯供电单元70的输出电流信号经电阻rs1、电阻r46转换为相应的电压信号后输入至运算放大器u3b的反向输入端；运算放大器u3b的同向输入端为基准电压2.5v经过分压后得到的稳定电压；
68.当运算放大器u3b的反向输入端电压高于运算放大器u3b的同向输入端电压时，其运算放大器u3b的输出端输出低电平；反之，运算放大器u3b的输出端输出高电平；也就是说，当led灯供电单元70的输出电流增大时，运算放大器u3b的反向输入端电压高于运算放大器u3b的同向输入端电压；此时运算放大器u3b的输出端输出低电平，二极管d11导通；此时光电耦合器u4的电流增加，通过光电耦合器u4反馈到谐振pwm控制器u2的反馈端fb的信号增大，从而使得谐振pwm控制器u2的pwm脉冲宽度变窄，进而通过谐振pwm控制器u2的输出控制端gate调节初级电路200的输出电流减小，以此达到恒流的目的；
69.本发明的基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路同时还确保led灯保持恒流工作；稳定性高；
70.可调电压开关单元80在开关k1闭合时，电阻r54及电阻r56并联，此时运算放大器u3a的反向输入端电压低于其正向输入端的基准电压2.5v，运算放大器u3a的输出端输出高电平，二极管d10不导通；从而使得光电耦合器u4的电流减小，通过光电耦合器u4反馈到谐振pwm控制器u2的反馈端fb的信号减小，进而使得谐振pwm控制器u2的pwm脉冲宽度变宽(电压占空比变大)，进而使得通过谐振pwm控制器u2的输出控制端gate调节初级电路200的输出电流增大，以此达到调高电压的目的；led灯供电单元70的输出电压升高，则主led灯50亮；
71.反之，当开关k1断开时，电阻r54与电阻r55分压，此时运算放大器u3a的反向输入
端电压高于其正向输入端的基准电压2.5v，运算放大器u3a的输出端输出低电平，二极管d10导通；从而使得光电耦合器u4的电流增大，通过光电耦合器u4反馈到谐振pwm控制器u2的反馈端fb的信号增大，进而使得谐振pwm控制器u2的pwm脉冲宽度变窄(电压占空比变小)，进而使得通过谐振pwm控制器u2的输出控制端gate调节初级电路200的输出电流减小，以此达到降低电压的目的；led灯供电单元70的输出电压降低，则主led灯50灭；
72.还需要说明的是，检测控制模块40实时检测led灯供电单元70的输出电压(即单组供电线30的输出电压)，并根据单组供电线30的输出电压控制副led灯60的状态；具体为：
73.单片机供电单元获取单组供电线30的输出电压dc+，将输出电压dc+进行稳压后再通过稳压芯片u11进行稳压后输出至单片机u12的电源输入端为单片机u12供电；
74.电阻r48及电阻r49检测单组供电线30的输出电压并将检测的输出电压输入到单片机；当单组供电线30的输出电压为高电压(比如为60v)时，则单片机输出低电平信号到副led灯60，此时副led灯60灭；当单组供电线30的输出电压为低电压(比如为30v)时，单片机输出0.5hz的脉冲电压到副led灯60，此时副led灯60闪烁；
75.在本实施例中，副led灯60包括蓝色副led灯60及红色副led灯60；
76.也就是说，当单组供电线30的输出电压为高电压时，主led灯50亮，副led灯60灭；当单组供电线30的输出电压为低电压时，主led灯50灭，副led灯60闪烁；由此实现仅通过单组供电线30即可实现主、副两路led灯的切换控制；减少线材的消耗，减轻灯体的整体重量，进而降低led灯的安装难度；
77.可调电压开关单元80还实时检测次级电路400的输出电压v0；当次级电路400的输出电压v0升高时，运算放大器u3a的反向输入端电压高于同向输入端的基准电压2.5v，此时运算放大器u3a的输出端输出低电平，二极管d10导通；从而使得光电耦合器u4的电流增大，通过光电耦合器u4反馈到谐振pwm控制器u2的反馈端fb的信号增大，进而使得谐振pwm控制器u2的pwm脉冲宽度变窄(电压占空比变小)，进而使得通过谐振pwm控制器u2的输出控制端gate调节初级电路200的输出电流减小(初级电路200的输出电压降低)，以此达到稳压电压的目的；
78.本发明的基于单组供电线实现多路led灯切换控制的电路同时还确保led灯保持恒压工作；稳定性高。
79.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。