双向发光的电源线脉冲信号触发光源、灯串及其控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及led彩灯领域，具体涉及双向发光的电源线脉冲信号触发光源、灯串及其控制装置。


背景技术：

2.目前市场上出现了“电源线边沿信号触发的算术运算装置及led驱动器”、中国发明专利“基于电源线边沿信号控制的彩灯装置”(中国发明专利zl201410632645.7、中国发明专利zl201410775449.5)，由于具有较高的性价比，该专利技术实现了规模产业化应用。
3.通过电源线传输控制信号，实现只需要电源线和地线，不需要额外控制信号就可以实现的多彩色控制彩灯装置。将发光二极管与电源线载波控制芯片封装在一起，形成外形与普通发光二极管一样的可控彩色发光模组，极大地简化了最终产品的生产，提高了产品性能。
4.目前电源线控制的led模组和电源线控制的彩灯装置，工作时电流都是单向的，电流只能从固定一端流向另外一端，不允许反向电流，不能通过反向电流驱动另外色系的led实现大范围光谱效果，特别是在rgb的基础上通过允许反向电流实现暖白颜色的增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供双向发光的电源线脉冲信号触发光源，通过允许正反向电流，只需要电源线和地线就可以进一步扩大光源的光谱范围；本实用新型还提供了包括上述光源的双向发光的电源线脉冲信号触发灯串和双向发光的电源线脉冲信号触发的控制装置。
6.一种双向发光的电源线脉冲信号触发光源，所述光源包括：
7.第一电源线脉冲信号触发发光模组和反向发光模组，所述第一电源线脉冲信号触发发光模组和所述反向发光模组并联连接在所述光源的电源线第一端口和电源线第二端口；
8.所述第一电源线脉冲信号触发发光模组包括led彩灯组和用于根据所述电源线加载的电源线脉冲信号驱动该led彩灯组的led驱动器；
9.所述电源线第一端口电平高于所述电源线第二端口时，所述led驱动器根据所述电源线加载的电源线脉冲信号驱动所述led彩灯组；所述电源线第一端口电平低于所述电源线第二端口时，所述反向发光模组工作。
10.所述第一电源线脉冲信号触发发光模组和所述反向发光模组可以共同封装在一起，可以通过其他载体焊接在一起，也可以通过若干长度的导线连接在一起。
11.应该理解，所述反向发光模组工作，可以是恒定状态工作模式，也可以是受控制的变化状态工作模式。
12.所述led驱动器包括：反向电流阻止模块，电源线脉冲信号触发运算模块；
13.所述电源线第一端口电平高于所述电源线第二端口时，所述第一电源线脉冲信号
触发发光模组可以根据加载在所述电源线第一端口、或所述电源线第二端口、或所述电源线第一端口和所述电源线第二端口组合的所述电源线脉冲信号，驱动所述led彩灯组。
14.所述电源线脉冲信号，可以是高脉冲有效，也可以是低脉冲有效，也可以是所述高脉冲和所述低脉冲的组合。作为优选，所述电源线脉冲信号低电平为所述电源线第二端口电平；作为另外实施方式，所述电源线脉冲信号低电平是高于所述电源线第二端口电平且低于电源线第一端口电平的第三电平。
15.所述反向电流阻止模块的输入端连接所述电源线第一端口，所述反向电流阻止模块的输出端连接所述电源线脉冲信号触发运算模块，所述电源线脉冲信号触发运算模块的地连接所述电源线第二端口，所述电源线脉冲信号触发运算模块根据运算结果驱动所述led彩灯组。
16.作为优选，所述反向电流阻止模块的输出端与所述电源线脉冲信号触发运算模块的地之间连接下拉电阻。
17.作为优选，所述led彩灯组可以共阳极连接，所述led彩灯组中led的阴极分别连接所述电源线脉冲信号触发运算模块的输出端；所述led彩灯组的共阳极可以连接所述反向电流阻止模块的输出端，或所述led彩灯组的共阳极也可以连接所述反向电流阻止模块的输入端。作为另外一种实施方式，所述led彩灯组可以共阴极连接，所述led彩灯组中led的阳极分别连接所述电源线脉冲信号触发运算模块的输出端，所述led彩灯组共阴极连接所述电源线第二端口。
18.作为优选，所述电源线脉冲信号触发运算模块由所述脉冲信号触发做运算，由运算结果驱动所述彩灯组。应该理解，所述运算可以理解为所述电源线脉冲信号触发运算模块内部状态变化；进一步，所述运算可以是算术运算、逻辑运算、算术运算和逻辑运算的组合。作为优选，所述电源线脉冲信号触发运算模块由所述脉冲信号触发做脉冲计数运算。作为另外实施方式，所述电源线脉冲信号触发运算模块由所述脉冲信号触发做编解码运算，由脉冲高低电平宽度对应编码信息；进一步，由所述脉冲高低电平宽度对应所述编码信息，应该理解为：不同长度的高电平，或者不同长度的低电平，或者不同长度高电平和不同长度低电平的组合，表示不同的逻辑编码信息。作为优选，小于100us时间长度的高脉冲对应逻辑0，大于等于100us时间长度的高脉冲对应逻辑1。作为另外实施方式，所述电源线脉冲信号触发运算模块由所述脉冲信号触发做基于电流或者电压频率的调制解调运算，根据所述调制解调运算结果驱动所述led彩灯组。进一步，应该理解，所述脉冲信号触发做运算，可以由单个所述脉冲信号触发，也可以由若干个所述脉冲信号组合触发。
19.作为优选，所述反向电流阻止模块可以是单一器件，也可以是多个器件组合形成。所述反向电流阻止模块可以是电阻，通过电阻将反向电流限制在小于500ma的范围内。
20.作为优选，所述反向电流阻止模块为单向导电模块，所述反向电流阻止模块的输入端电平高于所述反向电流阻止模块的输出端时导通，所述反向电流阻止模块的输入端电平低于所述反向电流阻止模块的输出端时截止。
21.作为优选，所述单向导电模块为二极管，所述二极管的阳极与所述电源线第一端口连接，阴极连接所述电源线脉冲信号触发运算模块；或所述单向导电模块为npn三极管形成的等效二极管，所述npn三极管的集电极和基极连接后与所述电源线第一端口连接，发射极连接所述电源线脉冲信号触发运算模块；或所述单向导电模块为pnp三极管形成的等效
二极管，所述pnp三极管的集电极和基极连接后连接所述电源线脉冲信号触发运算模块，发射极与所述电源线第一端口连接。
22.作为优选，所述反向电流阻止模块和所述电源线脉冲信号触发运算模块集成在同一颗集成电路中。作为另外的实施方式，所述反向电流阻止模块和所述电源线脉冲信号触发运算模块由不同的独立模块完成。
23.作为优选，所述反向发光模组由若干颗led组成。进一步，所述若干颗led可以是1颗，也可以是2颗以上。所述若干颗led可以是并联结构，可以是先并联后串联，也可以是先串联后并联。作为优选，所述反向发光模组可以是暖白颜色。
24.作为另外一种实施方式，所述反向发光模组为第二电源线脉冲信号触发发光模组，所述电源线第一端口电平低于所述电源线第二端口时，所述第二电源线脉冲信号触发发光模组根据所述电源线加载的电源线脉冲信号驱动所述第二电源线脉冲信号触发发光模组的led彩灯组。作为优选，所述第二电源线脉冲信号触发发光模组与所述第一电源线脉冲信号触发发光模组的结构相同。
25.作为优选，所述第二电源线脉冲信号触发发光模组的led彩灯组与所述第一电源线脉冲信号触发发光模组的led彩灯组为不同色系。作为优选，所述第二电源线脉冲信号触发发光模组的led彩灯组为暖白、金黄光、冷白色系。
26.作为优选，所述电源线脉冲信号触发运算模块包括：
27.脉冲触发运算单元，用于根据电源线输入的脉冲信号触发进行运算，并输出运算结果；
28.充电单元，用于根据电源线输入的脉冲信号为脉冲触发运算单元提供供电电平，当脉冲信号为高电平时充电，当脉冲信号为低电平时放电。
29.初始化单元，用于根据所述的供电电平对脉冲触发运算单元进行初始化。
30.本实用新型的电源线脉冲信号触发的运算装置中各个功能单元可以集成为运算芯片。
31.本实用新型中，通过初始化，可以对脉冲触发运算单元置任意数，根据需要设定，通常为置“零”(即清零)。
32.当电源线脉冲信号为高电平时，充电单元充电，当充电单元提供的电平达到高电平时，脉冲触发运算单元和初始化单元上电成功。
33.所述脉冲触发运算单元完成计数运算、算术运算、逻辑运算或移位运算，或者完成由计数运算、算术运算、逻辑运算、移位运算等运算组合而成的运算。
34.作为优选，所述脉冲触发运算单元为脉冲计数单元，用于对电源线输入的脉冲信号的脉冲进行计数，并输出计数结果。
35.所述的脉冲计数单元包括若干个触发器，以触发器的输出端输出计数结果。
36.作为优选，所述的触发器为d触发器。
37.作为优选，所述的脉冲计数单元包括若干个串联的d触发器，以d触发器的输出端输出计数结果，其中：
38.第一个d触发器的时钟信号输入端与电源线连接，相邻两个d触发器中，后一个d触发器的时钟信号输入端与前一个d触发器的反向输出端连接；
39.各个d触发器的复位端与初始化单元连接，各个d触发器反向输出端与触发端连
接。
40.本实用新型还提供了一种双向发光的电源线脉冲触发灯串，包括若干个上述所述的光源，所述光源连接在所述灯串的端口一和所述灯串的端口二；所述若干个光源以并联方式连接；或以先并联后串联的方式连接；或以先串联后并联的方式连接。所述若干个上述所述的光源，可以是1颗，也可以是2颗以上。
41.本实用新型还提供了一种双向发光的电源线脉冲触发控制装置，包括所述的双向发光的电源线脉冲触发灯串、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关和第四可控开关；
42.所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关和所述第四可控开关由控制电路控制；
43.所述第一可控开关的输入端连接直流电源，所述第一可控开关的输出端连接所述双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口一，所述第一可控开关的控制端连接所述控制电路；
44.所述第二可控开关的输出端连接所述双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口一，所述第二可控开关的输入端连接地，所述第二可控开关的控制端连所述接控制电路；
45.所述第三可控开关的输入端连接所述直流电源，所述第三可控开关的输出端连接所述双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口二，所述第三可控开关的控制端连接所述控制电路；
46.所述第四可控开关的输出端连接所述双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口二，所述第四可控开关的输入端连接地，所述第四可控开关的控制端连接所述控制电路。
47.应该理解，在可控开关各个端口与对应连接端口之间增加电阻限流、在可控开关各个端增加电容都是允许的。
48.作为优选，所述的控制装置的所述第二可控开关和第三可控开关截止时，由所述控制电路控制所述第一可控开关的导通与截止控制所述双向发光的电源线脉冲触发灯串中的第一电源线脉冲信号触发发光模组。
49.作为优选所述的控制装置的所述第二可控开关和第三可控开关截止、第一可控开关导通时，由所述控制电路控制所述第四可控开关的导通与截止控制所述双向发光的电源线脉冲触发灯串中的第一电源线脉冲信号触发发光模组；
50.所述第一可控开关和第四可控开关截止、第二可控开关和第三可控开关导通时，所述双向发光的电源线脉冲触发灯串中的反向发光模组工作。
51.作为优选，所述的控制装置中的所述第一可控开关、所述第三可控开关是pmos器件，所述第二可控开关、所述第四可控开关是nmos器件。
52.作为优选，所述的控制装置中的所述第一可控开关、所述第三可控开关是可控开关模组，所述第二可控开关、所述第四可控开关是nmos器件；
53.所述可控开关模组包括pmos p1、nmos n1、电阻r1、电阻r2，所述pmos p1源极作为所述可控开关模组的输入端，所述pmos p1的漏极作为所述可控开关模组的输出端；所述pmos p1的源极连接所述电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端连接所述pmos p1的栅极和所述电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端连接所述nmos n1的漏极，所述nmos n1的栅极作为所述可控开关模组的控制端，所述nmos n1的源极接地；
54.所述nmos器件的漏极作为所述第二可控开关、所述第四可控开关的输出端，所述nmos器件的源极作为所述第二可控开关、所述第四可控开关的输入端，所述nmos器件的栅极作为所述第二可控开关、所述第四可控开关的控制端。
55.作为优选，所述第四可控开关包括第一n型可控开关、第二n型可控开关和电流限制电阻：
56.所述第一n型可控开关包括第一n型可控开关控制端、第一n型可控开关输入端和第一n型可控开关输出端，所述第一n型可控开关控制端与所述控制电路电气连接，所述第一n型可控开关输入端作为所述第四可控开关输入端，所述第一n型可控开关输出端与地连接；
57.所述第二n型可控开关包括第二n型可控开关控制端、第二n型可控开关输入端和第二n型可控开关输出端，所述第二n型可控开关控制端与所述控制电路电气连接，所述第二n型可控开关输出端与地连接；
58.所述电流限制电阻一端连接所述第一n型可控开关输入端，所述电流限制电阻另一端连接所述第二n型可控开关输入端。
59.本实用新型通过第一电源线脉冲信号触发发光模组和反向发光模组驱动不同色系的led彩灯组，组合获得宽广的光谱效果。进一步，本实用新型通过第一电源线脉冲信号触发发光模组和第二电源线脉冲信号触发发光模组驱动不同色系的led彩灯组，组合获得宽广的光谱效果。本实用新型还提供了包含上述光源的双向发光的电源线脉冲信号触发灯串和双向发光的电源线脉冲信号触发的控制装置。与现有技术相比，本实用新型通过双向供电，通过正向电流并由电源线脉冲信号触发运算获得一个光谱范围，再通过反向增加另外一个光谱范围，只需要2根电源线就大幅度增加了光源、灯串及其控制装置的光谱范围。
附图说明
60.图1为实施例1提供的双向发光的电源线脉冲信号触发光源；
61.图2为实施例1中的电源线脉冲信号触发运算模块；
62.图3为另一种双向发光的电源线脉冲信号触发光源；
63.图4为一种双向发光的电源线脉冲触发灯串(全并联)；
64.图5为另一种双向发光的电源线脉冲触发灯串(先并联后串联)；
65.图6为另一种双向发光的电源线脉冲触发灯串(先串联后并联)；
66.图7为一种双向发光的电源线脉冲触发控制装置；
67.图8为另一种双向发光的电源线脉冲触发控制装置。
具体实施方式
68.下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细描述。
69.实施例1
70.如图1所示，本实施例提供的一种双向发光的电源线脉冲信号触发光源1，包括：
71.第一电源线脉冲信号触发发光模组11和反向发光模组12，第一电源线脉冲信号触发发光模组11和反向发光模组12并联连接在光源的电源线第一端口13和电源线第二端口14；
72.第一电源线脉冲信号触发发光模组11包括led彩灯组111和用于根据电源线加载的电源线脉冲信号驱动该led彩灯组111的led驱动器112；
73.电源线第一端口13电平高于电源线第二端口14时，led驱动器112根据电源线加载的电源线脉冲信号驱动led彩灯组111；电源线第一端口13电平低于电源线第二端口14时，反向发光模组12工作。
74.led驱动器112包括：反向电流阻止模块1121，电源线脉冲信号触发运算模块1122；
75.反向电流阻止模块1121的输入端连接电源线第一端口13，反向电流阻止模块1121的输出端连接电源线脉冲信号触发运算模块1122，电源线脉冲信号触发运算模块1122根据运算结果驱动led彩灯组111。
76.本实施例led彩灯组111以共阳极连接，led彩灯组111包括红色发光二极管1111、绿色发光二极管1112和蓝色发光二极管1113，红色发光二极管1111、绿色发光二极管1112和蓝色发光二极管1113的阴极分别连接电源线脉冲信号触发运算模块1122的输出端，红色发光二极管1111、绿色发光二极管1112和蓝色发光二极管1113共阳极连接反向电流阻止模块输出端。
77.本实施例中反向电流阻止模块1121为二极管，二极管阳极与电源线第一端口13连接，二极管阴极连接电源线脉冲信号触发运算模块1122。
78.在本实施例中，如图2所示，电源线脉冲信号触发运算模块2(1122)包括：脉冲触发运算单元21，用于根据电源线输入的脉冲信号触发进行运算，并输出运算结果；充电单元22，用于根据电源线输入的脉冲信号为脉冲触发运算单元提供供电电平，当脉冲信号为高电平时充电，当脉冲信号为低电平时放电；初始化单元23，用于根据所述的供电电平对脉冲触发运算单元进行初始化。
79.本实施例的电源线脉冲信号触发运算模块2(1122)由脉冲信号触发做脉冲计数运算，由运算结果驱动所述彩灯组111。
80.本实施例中，反向电流阻止模块1121和电源线脉冲信号触发运算模块1122集成在同一颗集成电路中。
81.本实施例中，反向发光模组12是一颗暖白颜色的发光二极管，阳极连接电源线第二端口14，阴极连接电源线第一端口13。
82.如图3所示，另外一种实施方式的一种双向发光的电源线脉冲信号触发光源3，包括第一电源线脉冲信号触发发光模组31和反向发光模组32，第一电源线脉冲信号触发发光模组31和反向发光模组32并联连接在光源的电源线第一端口33和电源线第二端口34。本实施例中反向发光模组32为第二电源线脉冲信号触发发光模组。电源线第一端口33电平低于电源线第二端口34时，第二电源线脉冲信号触发发光模组根据电源线加载的电源线脉冲信号驱动第二电源线脉冲信号触发发光模组的led彩灯组。
83.如图4所示，本实用新型提供的一种双向发光的电源线脉冲触发灯串4，包括4个全并联的双向光源，分别是双向光源41、双向光源42、双向光源43、双向光源44。其中，双向光源可以为上述的双向发光的电源线脉冲信号触发光源1或双向发光的电源线脉冲信号触发光源3。
84.如图5所示，本实用新型提供的另一种双向发光的电源线脉冲触发灯串5，包括4个双向光源，分别是双向光源51、双向光源52、双向光源53、双向光源54，其中并联的双向光源
51、双向光源52，与并联的双向光源53、双向光源54串联。其中，双向光源可以为上述的双向发光的电源线脉冲信号触发光源1或双向发光的电源线脉冲信号触发光源3。
85.如图6所示，本实用新型提供的另一种双向发光的电源线脉冲触发灯串6，包括4个双向光源，分别是双向光源61、双向光源62、双向光源63、双向光源64，其中串联的双向光源61、双向光源62，与串联的双向光源63、双向光源64并联。其中，双向光源可以为上述的双向发光的电源线脉冲信号触发光源1或双向发光的电源线脉冲信号触发光源3。
86.如图7所示，本实用新型还提供了一种双向发光的电源线脉冲触发控制装置7，包括双向发光的电源线脉冲触发灯串71，第一可控开关72、第二可控开关73、第三可控开关74和第四可控开关75；
87.第一可控开关72、第二可控开关73、第三可控开关74和第四可控开关75由控制电路控制；在本实施例中控制电路没有画出。
88.第一可控开关72的输入端连接直流电源76，第一可控开关72的输出端连接双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口一77，第一可控开关72的控制端连接控制电路；
89.第二可控开关73的输出端连接双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口一77，第二可控开关73的输入端连接地78，第二可控开关73的控制端连接控制电路；
90.第三可控开关74的输入端连接直流电源77，第三可控开关74的输出端连接双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口二79，第三可控开关74的控制端连接控制电路；
91.第四可控开关75的输出端连接双向发光的电源线脉冲触发灯串的端口二79，第四可控开关75的输入端连接地78，第四可控开关75的控制端连接控制电路。
92.本实施例中，第二可控开关73和第三可控开关74截止、第一可控开关72导通时，由控制电路控制第四可控开关75的导通与截止控制双向发光的电源线脉冲触发灯串71中的第一电源线脉冲信号触发发光模组；第一可控开关72和第四可控开关75截止、第二可控开关73和第三可控开关74导通时，双向发光的电源线脉冲触发灯串71的反向发光模组工作。
93.在本实施例中，双向发光的电源线脉冲触发灯串71可以为上述的双向发光的电源线脉冲触发灯串5、双向发光的电源线脉冲触发灯串6或双向发光的电源线脉冲触发灯串7.
94.本实施例中，第一可控开关72、第三可控开关74是如图8所示的可控开关模组8，第二可控开关73、第四可控开关是75是nmos器件。nmos器件的漏极作为第二可控开关73/第四可控开关75的输出端，nmos器件的源极作为第二可控开关73/第四可控开关75的输入端，nmos器件的栅极作为第二可控开关73/第四可控开关75的控制端。
95.如图8所示，可控开关模组8包括pmos p1 81、nmos n1 82、电阻r1 83、电阻r2 84，pmos p1 81源极作为可控开关模组的输入端85，pmos p1 81的漏极作为可控开关模组的输出端86；pmos p1 81的源极连接电阻r1 83的一端，电阻r1 83的另一端连接pmos p1 81的栅极和电阻r2 84的一端，电阻r2 84的另一端连接nmos n1 82的漏极，nmos n1 82的栅极作为可控开关模组的控制端87，nmos n1 82的源极接地；本实施例中，电阻r1 83为1k欧姆，电阻r2 84为1k欧姆。
96.本实用新型通过第一电源线脉冲信号触发发光模组和第二电源线脉冲信号触发发光模组驱动不同色系的led彩灯组，组合获得宽广的光谱效果。与现有技术相比，本实用新型的光源通过双向供电，通过正向电流并由电源线脉冲信号触发运算获得一个光谱范围，再通过反向增加另外一个光谱范围，只需要2根电源线就大幅度增加了光源的光谱范围。