专利名称：一种led照明驱动控制电路及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制电路及其控制方法，特别是涉及一种LED照明驱动控制电路及其控制方法。
背景技术：
现有的LED照明驱动控制电路通常都设置在LED负载里，如图1所示，包括AC/DC变换电路和驱动电路，LED负载的开启和关闭是靠外部的开关控制的。AC/DC变换电路和驱动电路发出的热量与LED器件本身发出的热量叠加在一起，尤其是LED球泡灯和LED日光灯，虽然外形和传统的白炽灯和日光灯相似有利于被有传统意识的公众所接受，但有限的空间里挤满了各种零件，热量不能很有效地及时散发会导致故障增加，加速了 LED的光衰，减少了寿命，这也成为LED普及的一大障碍。
可调光的LED驱动控制电路一般有两种，一种是可控硅交流斩波式调光，另一种是PWM式调光。
可控硅交流斩波式调光是由调光器与LED负载串联后与交流电源连接而成，如图2所示，LED负载里安装有可与该调光器配套的AC/DC变换电路及驱动电路，通过旋转调光器旋钮改变输出交流电的斩波角，由LED负载的AC/DC变换电路及驱动电路提取所改变的斩波角信息来控制LED负载电流实现调光。可控硅交流斩波型调光方式的优点是可直接使用现有技术的墙壁式调光器直接控制LED负载的开启关闭以及调光，免去了重新布线的麻烦及由此带来的成本提高，但实际使用中会出现AC/DC变换驱动电路与调光器参数匹配不好或电网干扰引起LED的闪烁，效率和功率因数低等问题，而且存在与上述同样的散热问题。
PWM式调光通常由控制电路的PWM信号输出端与场效应管的栅极连接，场效应管的漏极与LED负载的负极连接，源极以及控制电路的地与公共地连接，LED负载正极以与AC/DC驱动电源的直流恒流输出端正极连接，控制电路的电源输入端与AC/DC驱动电源的Vdd连接，如图3所示。由控制电路产生占空比可调的PWM信号给场效应管栅极，场效应管漏极和源极两端产生相应变化的通断响应来驱动LED负载调光。这种调光方式解决了可控硅交流斩波式调光的缺陷，调光精度高，稳定可靠，从图3可以看出，这种电路的连接特性和多线路的接线方式决定了它不能在现有已经铺设好的二线制照明线路上直接使用，需重新布线，由此造成了使用上的不便以及使用成本的增加。发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种LED照明驱动控制电路及其控制方法，解决现有LED照明驱动控制电路不能直接在现有已经铺设好的照明线路上使用的问题，解决LED负载的散热问题，既可以控制LED负载开启或关闭，又可以对负载进行PWM调光控制，使LED负载可靠稳定工作，推动LED照明在现有条件下的普及。
根据上述目的发明的一种LED照明驱动控制电路，包括具有恒流驱动电路的LED负载，其特征在于:
包括开关兼取电单元(以下简称开关取电单元)和控制单元。
所述开关取电单元的一端与所述LED负载的一端连接，开关取电单元的另一端与直流电源的一端连接，直流电源的另一端与LED负载的另一端连接，开关取电单元的电源输出端与所述控制单元的电源输入端连接，控制单元的信号输出端与开关取电单元的信号输入端连接。
于一具体实施例中，开关取电单元包括至少一个场效应管，以及二极管、电解电容和稳压电路。
所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与LED负载的负极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的负极连接，场效应管的栅极与控制单元的信号输出端连接或通过电阻与控制单元的信号输出端连接，LED负载的正极与直流电源的正极连接。
所述二极管的阳极与场效应管的漏极连接，二极管的阴极与所述电解电容的正极以及所述稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与控制单元的电源输入端连接，场效应管的源极、电解电容的负极、稳压电路的地端以及控制单元的地端与公共地连接。
上述实施例中的另一种方式，所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与LED负载的负极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的负极连接，由所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与直流电源的正极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与LED负载的正极连接替代。
于另一具体实施例中，开关取电单元包括至少一个场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、三极管，以及二极管、电解电容和稳压电路。
所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与所述LED负载的正极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的正极连接，LED负载的负极与直流电源的负极连接，场效应管的栅极与所述第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与场效应管的源极连接，所述第二电阻的一端与场效应管的栅极连接，第二电阻的另一端与所述三极管的集电极连接，三极管的基极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与控制单元的信号输出端连接，所述二极管的阴极与场效应管的漏极连接，所述电解电容的正极与场效应管的源极以及所述稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与控制单元的电源输入端连接，三极管的发射极、二极管的阳极、电解电容的负极、稳压电路的地端以及控制单元的地端与公共地连接。
上述实施例中的另一种方式，所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与所述LED负载的正极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的正极连接，LED负载的负极与直流电源的负极连接，由所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与直流电源的负极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与LED负载的负极连接，LED负载的正极与直流电源的正极连接替代。
以上所有实施例中，在LED负载两端并联一电阻。
所述电阻的阻值由R≤(U-Vc-Vd)/Is简化计算得出，U为直流电源的输入电压，Vc为稳压电路输入端可确保正常工作的最低电压，Vd为二极管的管压降，Is为控制单元和稳压电路消耗的最大电流和在工作时损耗的电流之和。
以上所有实施例中，所述控制单元包括微控制器或集成电路。
还包括信息输入模块，其输入模式为按键式或触摸式或感应式，信息输入模块的信号输出端与微控制器或集成电路的信号输入端连接。
还可包括无线或红外遥控接收电路，其信号输出端与微控制器或集成电路的信号输入端连接，其电源端与稳压电路的电源输出端连接。
一种LED照明驱动控制电路的控制方法，包括:
控制单元中的微控制器MCU或集成电路按一定的周期检测输入的操作信息并根据接收到的开灯信息或关灯信息产生相应的控制信号传输给开关取电单元中的场效应管，场效应管接收信号并响应开关动作，驱动LED负载点亮或熄灭，场效应管与二极管以及电解电容在开灯期间兼起取电和储能的作用，产生的电力供给控制单元正常工作；
控制方法:
步骤SOl，控制单元中的微控制器MCU或集成电路(以下简称MCU)按一定周期检测输入信息；
步骤S02，MCU判断是否接收到输入的开灯信息，如未收到开灯信息，继续检测，如接收到开灯信息，转步骤S03 ；
步骤S03，MCU发送PWM信号，该PWM信号的占空比接近而不到100 %为95 %、96 %、97%、98%或99%，优选值为97%或98%，发送给场效应管；
步骤S04，场效应管接收该PWM信号并响应开关动作，驱动LED负载；
步骤S05，LED负载点亮；
步骤S06，MCU继续检测输入信息；
步骤S07，判断是否接收到输入的关灯信息，如未收到则转步骤03，如收到则转步骤 S08 ；
步骤S08，MCU停止发送PWM信号；
步骤S09，场效应管未收到PWM信号，响应关断；
步骤S10，LED负载熄灭；
取电方法:
关灯期间或初始上电，开关取电单元中的场效应管处于关断状态，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容和稳压电路以及控制单元供电，使控制单元正常工作；
开灯期间，场效应管接收到的PWM信号处在低电平时场效应管关断，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容储能以及向稳压电路和控制单元供电。场效应管接收到的PWM信号处在高电平时场效应管导通，二极管阻止电流逆向通过场效应管流入公共地，由电解电容储存的能量继续向稳压电路和控制单元维持供电。
一种LED驱动控制电路的控制方法,还包括:
控制单元中的微控制器MCU或集成电路按一定的周期检测输入的操作信息并根据接收到的调光信息或调光信息变化产生相应的控制信号传输给开关取电单元中的场效应管，场效应管接收信号并响应开关动作，驱动LED负载调光，场效应管与二极管以及电解电容在开灯期间兼起取电和储能的作用，产生的电力供给控制单元正常工作；
控制方法:
步骤S10，控制单元中的微控制器MCU或集成电路(以下简称MCU)按一定周期检测输入信息；
步骤S12，MCU判断是否接收到输入的调光信息，如未收到调光信息，继续检测，如接收到调光信息，转步骤S13 ；
步骤S13，MCU发送相应占空比PWM信号给场效应管；
步骤S14，场效应管接收该PWM信号并响应开关动作，驱动LED负载；
步骤S15，LED负载按要求的亮度点亮；
步骤S16，MCU继续检测输入信息；
步骤S17，判断是否接收到输入的调光信息变化信息，如未收到则转步骤13，如收到则转步骤S18 ；
步骤S18，MCU发送新的PWM信号；
步骤S19，场效应管接收新的PWM信号，响应新的开关动作；
步骤S20，LED负载按调整后的亮度发光；
调光期间取电方法:
场效应管接收到的PWM信号处在低电平时场效应管关断，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容储能以及向稳压电路和控制单元供电。场效应管接收到的PWM信号处在高电平时场效应管导通，二极管阻止电流逆向通过场效应管流入公共地，由电解电容储存的能量继续向稳压电路和控制单元维持供电。
由于本发明的驱动控制电路与LED负载串联在直流电源上，解决了现有LED照明驱动控制电路不能直接在现有已经铺设好的二线制照明线路上使用的问题，解决了 LED负载的散热问题，既可以控制LED负载开启或关闭，又可以对负载进行PWM调光控制，使用更方便，使LED负载可靠稳定工作，推动了 LED照明在现有条件下的普及。
图1是现有技术LED球泡灯、日光灯和射灯原理框图。
图2是现有技术可控硅斩波式LED调光原理框图。
图3是现有技术PWM式LED调光原理框图。
图4是本发明LED负载正极接电直流电源正极实施例的原理框图。
图5是本发明LED负载负极接电直流电源负极实施例的原理框图。
图6是本发明场效应管为N沟道第一实施例的原理图。
图7是本发明场效应管为N沟道第二实施例的原理图。
图8是本发明场效应管为P沟道第一实施例的原理图。
图9是本发明场效应管为P沟道第二实施例的原理图。
图10是本发明LED负载原理图。
图11是本发明场效应管为N沟道多负载实施例的原理图。
图12是本发明场效应管为P沟道多负载实施例的原理图。
图13是本发明关闭LED负载时PWM信号、场效应管D-S端电压、取电电流以及取电电压的波形图。
图14是本发明开启LED负载时PWM信号、场效应管D-S端电压、取电电流以及取电电压的波形图。
图15是本发明对LED负载调光时PWM信号、场效应管D-S端电压、取电电流以及取电电压的波形图。
图16本发明的开灯和关灯流程图。
图17本发明的调光流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的描述。
本发明LED负载正极接电直流电源正极的实施例如图4所示，包括具有恒流驱动电路的LED负载30、开关取电单元20和控制单元10。
开关取电单元20的一端与所述LED负载30的负极连接，开关取电单元20的另一端与直流电源的负极连接，直流电源的正极与LED负载的正极连接，开关取电单元20的电源输出端与所述控制单元10的电源输入端连接，对控制单元10供电，控制单元10的信号输出端与开关取电单元20的信号输入端连接。
本发明LED负载负极接电直流电源负极的实施例如图5所不,与上一实施例不同的是开关取电单元20的一端与所述LED负载30的正极连接，开关取电单元20的另一端与直流电源的正极连接，直流电源的负极与LED负载的负极连接。
本发明场效应管为N沟道第一实施例如图6所示，开关取电单元20包括N沟道场效应管Q21、二极管D21、电解电容C21和稳压电路IC21。
N沟道场效应管Q21的漏极D作为开关取电单元20的一端与LED负载30的负极连接，N沟道场效应管Q21的源极S作为开关取电单元20的另一端与直流电源的负极连接，N沟道场效应管Q21的栅极G与控制单元10的信号输出端P连接或通过电阻与控制单元10的信号输P出端连接，LED负载30的正极与直流电源的正极连接。
二极管D21的阳极与场效应管Q21的漏极D连接，二极管D21的阴极与电解电容C21的正极以及稳压电路IC21的输入端Vin连接，稳压电路IC21的输出端Vout与控制单元10的电源输入端Vdd连接，场效应管Q21的源极S、电解电容C21的负极、稳压电路IC21的地端GND以及控制单元10的地端与公共地连接。
本发明场效应管为N沟道第二实施例如图7所示，与图6第一实施例不同的是N沟道场效应管Q21的漏极D作为开关取电单元20的一端与直流电源的正极连接，N沟道场效应管Q21的源极S作为开关取电单元20的另一端与LED负载30的正极连接，LED负载30的负极与直流电源的负极连接。
本发明场效应管为P沟道第一实施例如图8所示，开关取电单元20包括P沟道场效应管Q21、第一电阻R21、第二电阻R22、第三电阻R23、三极管Q22，以及二极管D21、电解电容C21和稳压电路IC21。
P沟道场效应管Q21的漏极D作为开关取电单元20的一端与所述LED负载30的正极连接，P沟道场效应管Q21的源极S作为开关取电单元20的另一端与直流电源的正极连接，LED负载30的负极与直流电源的负极连接，P沟道场效应管Q21的栅极G与第一电阻R21的一端连接，第一电阻R21的另一端与P沟道场效应管Q21的源极S连接，第二电阻R22的一端与P沟道场效应管Q21的栅极G连接，第二电阻R22的另一端与三极管Q22的集电极连接，三极管Q22的基极与第三电阻R23的一端连接，第三电阻R23的另一端与控制单元10的信号输出端P连接，二极管D21的阴极与P沟道场效应管Q21的漏极D连接，电解电容C21的正极与P沟道场效应管Q21的源极以及稳压电路IC21的输入端Vin连接，稳压电路IC21的输出端Vout与控制单元10的电源输入端Vdd连接，三极管Q22的发射极、二极管D21的阳极、电解电容C21的负极、稳压电路IC21的地端GND以及控制单元10的地端与公共地连接。本实施例中的三极管Q22也可用N沟道场效应管替代。
本发明场效应管为P沟道第二实施例如图9所示，与图8第一实施例不同的是P沟道场效应管Q21的漏极D作为开关取电单元20的一端与直流电源的负极连接，P沟道场效应管Q21的源极S作为开关取电单元20的另一端与LED负载30的负极连接，LED负载30的正极与直流电源的正极连接。
本发明LED负载30的原理图如图10所示，在LED负载两端并联一电阻R31。其目的一是在LED负载30关闭时给开关取电单元20和控制单元10提供电力，二是给LED负载10 一个旁路分流，使大部分流经电阻R31，流经LED负载的电流极其微小，防止LED出现微闪现象。
电阻R31D的阻值R ( (U-Vc-Vd)/Is, U为直流电源的输入电压，Vc为稳压电路IC21输入端可确保正常工作的最低电压，Vd为二极管D21管压降，Is为控制单元10和稳压电路IC21消耗的最大电流和在工作时损耗的电流之和，电解电容C21及C22之类的电容损耗可忽略不计。例如，若 Is 为 700 μ A，U = 20V，Vc = 5V，Vd = 0.7V，则 R 彡(U-Vc-Vd) /Is = (20-5-0.7)/0.0007 = 20428.6Q, R ^ 20k。阻值 20k 的电阻与 LED 负载并联所消耗的能量仅为0.002W，若按LED负载为6W计算，在LED负载点亮期间仅占0.3/1000的损耗，这与在现有的线路中可采用本发明以及迅速替代白炽灯和节能灯所节约的电力，可忽略不计。况且在多回路的使用场合，可以仅在主回路LED负载上并联电阻，其余回路的LED负载可不并，这就更可忽略这一及其微小的损耗。
控制单元10包括微控制器或集成电路，还包括信息输入模块，其输入模式为按键输入模式或触摸输入模式或感应输入模式，，也可以是三种模式任意组合。信息输入模块的信号输出端与微控制器或集成电路的信号输入端连接。感应式可采用红外线反射式感应或阻隔式感应，这种操作模 式适合厨房、卫生间或公共场所。也可采用人体热释电感应，适合楼道使用。在楼道类似需要紧急疏散的照明场合，需要将消防集控线引入到控制单元或开关取电单元，这样在危险情况需要紧急疏散时由消防集控线路通过控制单元或开关取电单元将LED负载灯具强制打开应急照明。
控制单元10还可包括无线或红外遥控接收电路，其信号输出端与微控制器或集成电路的信号输入端连接，其电源输入端与稳压电路IC21的电源输出端连接。
本发明场效应管为N沟道多负载实施例如图11所示，控制单元10的信号输出端PU P2和P3分别连接控制LED负载31回路的N沟道场效应管Q21、控制LED负载32回路的N沟道场效应管Q22和控制LED负载33回路的N沟道场效应管Q23的栅极，LED负载32和33回路节省了如LED负载31回路里的取电用的二极管，可稳定可靠工作。
上述实施例还可拆分为三路独立的控制电路，分别由三个控制单元对各自的场效应管进行控制，地端公共连接，这对于控制单元采用的微控制器或集成电路仅有一个PWM信号输出接口的电路是行之有效的。
本发明场效应管为P沟道多负载实施例如图12所示，控制单元10的信号输出端P1、P2和P3通过电阻R23、R26和R29分别连接控制LED负载31回路的三极管Q22、控制LED负载32回路的三极管Q24和控制LED负载33回路的三极管Q26的基极，LED负载32和33回路节省了如LED负载31回路里的取电用的二极管，可稳定可靠工作。
上述实施例也可拆分为三路独立的控制电路，分别由三个控制单元对各自的场效应管进行控制，这对于控制单元采用的微控制器或集成电路仅有一个PWM信号输出接口的架构也是行之有效的。
控制单元10还可设置通讯接口，可接收来自外部的操作及控制信息。
本发明还提供了一种LED照明驱动控制电路的控制方法:
控制单元中的微控制器MCU或集成电路按一定的周期检测输入的操作信息并根据接收到的开灯信息或关灯信息产生相应的控制信号传输给开关取电单元中的场效应管，场效应管接收信号并响应开关动作，驱动LED负载点亮或熄灭，场效应管与二极管以及电解电容在开灯期间兼起取电和储能的作用，产生的电力供给控制单元正常工作。
图16给出了本发明的开灯和关灯流程图，包括以下步骤:
步骤SOl，控制单元中的微控制器MCU或集成电路(以下简称MCU)按一定周期检测输入信息；
步骤S02，MCU判断是否接收到输入的开灯信息，如未收到开灯信息，继续检测，如接收到开灯信息，转步骤S03 ；
步骤S03，MCU发送PWM信号，该PWM信号的占空比接近而不到100 %为95 %、96 %、97%、98%或99%，优选值为97%或98%，发送给场效应管；
步骤S04，场效应管接收该PWM信号并响应开关动作，驱动LED负载；
步骤S05，LED负载点亮；
步骤S06，MCU继续检测输入信息；
步骤S07，判断是否接收到输入的关灯信息，如未收到则转步骤03，如收到则转步骤 S08 ；
步骤S08，MCU停止发送PWM信号；
步骤S09，场效应管未收到PWM信号，响应关断；
步骤S10，LED负载熄灭。
开灯和关灯期间取电方法如下:
关灯期间或初始上电，开关取电单元中的场效应管处于关断状态，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容和稳压电路以及控制单元供电，使控制单元正常工作，各采集点的波形如图13所示。
开灯期间，场效应管接收到的PWM信号处在低电平时场效应管关断，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容储能以及向稳压电路和控制单元供电。场效应管接收到的PWM信号处在高电平时场效应管导通，二极管阻止电流逆向通过场效应管流入公共地，由电解电容储存的能量继续向稳压电路和控制单元维持供电。各采集点的波形如图14所示，以PWM信号占空比为97%来说明本发明的控制和取电方法及原理。
本发明提供的LED驱动控制电路的控制方法还包括以下步骤:
控制单元中的微控制器MCU或集成电路按一定的周期检测输入的操作信息并根据接收到的调光信息或调光信息变化产生相应的控制信号传输给开关取电单元中的场效应管，场效应管接收信号并响应开关动作，驱动LED负载调光，场效应管与二极管以及电解电容在开灯期间兼起取电和储能的作用，产生的电力供给控制单元正常工作。
图17给出了本发明的调光流程图，包括以下步骤:
步骤S10，控制单元中的微控制器MCU或集成电路(以下简称MCU)按一定周期检测输入信息；
步骤S12，MCU判断是否接收到输入的调光信息，如未收到调光信息，继续检测，如接收到调光信息，转步骤S13 ；
步骤S13，MCU发送相应占空比PWM信号给场效应管；
步骤S14，场效应管接收该PWM信号并响应开关动作，驱动LED负载；
步骤S15，LED负载按要求的亮度点亮；
步骤S16，MCU继续检测输入信息；
步骤S17，判断是否接收到输入的调光信息变化信息，如未收到则转步骤13，如收到则转步骤S18 ；
步骤S18，MCU发送新的PWM信号；
步骤S19，场效应管接收新的PWM信号，响应新的开关动作；
步骤S20，LED负载按调整后的亮度发光。
执行调光操作期间，取电原理与开灯期间相同，只是PWM信号的占空比不同，各采集点的波形如图15所示，仅以调光占空比为10%来说明本发明的控制和取电方法及原理。
应该指出，上述步骤结合图16和图17给出的流程图仅描述了本发明控制方法的主要技术特征及其步骤和流程，步骤SOl至SlO和步骤Sll至S20之间应该按用户实有可能的操作信息相互关联和穿插。如实际操作会出现进行到步骤S02接收到开灯信息后MCU检测到输入的调光信息，这样必须响应这一信息而转到步骤S13。如进行到步骤S20后MCU检测到关灯信息并作出 判断，则立即响应这一信息而转到S08。这些按实际操作与使用的具体程序及各个步骤之间的相互关联和转化属于现有技术，是本领域的普通程序员可顺利完成的，在此不做详细描述。
本发明所述的直流电源输入端连接一个AC/DC电源适配器，将AC交流转换为DC直流，其输出电压为彡36V的安全电压。此外直流电源输入端还可以连接AC/DC电路，将AC220V或IlOV交流直接转换为相同电压的直流，这就要求LED负载为高压直流负载，这种方法转换效率更高，但对LED负载的要求更高，安全性不如前者，因此，一般优选前者。由于可采用AC/DC适配器输出直流控制多条回路的LED负载，输出功率要比单个LED负载里内置的AC/DC变换器大很多，众所周知，AC/DC适配器功率越大，效率越容易做的高，因此，本发明还可提高LED照明的效率。
对于本发明在室内的应用，AC/DC变换器可安装在配电盘里或在旁边采用壁挂式安装，将原照明线路的火线L和零线N在配电盘里与断路器下端的接线端拆下，将AC/DC变换器的AC220V输入端直接与断路器下端连接，直流输出端与拆下的照明线路的火线L和零线N连接，将原来每个房间的单火线墙壁开关拆下，直接替换成带有本发明电路的驱动控制开关，再将灯具更换为本发明的LED负载灯具，即可实现室内LED照明系统的替换原系统。
与LED负载并联的电阻既可以并联在LED负载灯具里内置，也可以并联在线路与LED负载灯具的接线端上外置。对于外置电阻，可做成带有引线或端子的小模块，这样更加便于安装。
本发明中所描述的LED负载里的恒流驱动电路为现有技术，图10也仅给出了其中的一种恒流电路，本发明对于其它拓扑模式的恒流电路同样适用。PWM频率要选择察觉不到闪烁并对健康无害的频率，通常在IOOHz 1000Hz内选择，这也属于现有技术范畴，在此不做具体界定。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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。
权利要求
1.一种LED照明驱动控制电路，包括具有恒流驱动电路的LED负载，其特征在于: 包括开关取电单元和控制单元； 所述开关取电单元的一端与所述LED负载的一端连接，开关取电单元的另一端与直流电源的一端连接，直流电源的另一端与LED负载的另一端连接，开关取电单元的电源输出端与所述控制单元的电源输入端连接，控制单元的信号输出端与开关取电单元的信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于: 开关取电单元包括至少一个场效应管，以及二极管、电解电容和稳压电路； 所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与LED负载的负极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的负极连接，场效应管的栅极与控制单元的信号输出端连接或通过电阻与控制单元的信号输出端连接，LED负载的正极与直流电源的正极连接； 所述二极管的阳极与场效应管的漏极连接，二极管的阴极与所述电解电容的正极以及所述稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与控制单元的电源输入端连接，场效应管的源极、电解电容的负极、稳压电路的地端以及控制单元的地端与公共地连接。
3.如权利要求2所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于: 所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与LED负载的负极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一 端与直流电源的负极连接，由所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与直流电源的正极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与LED负载的正极连接替代。
4.如权利要求1所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于: 开关取电单元包括至少一个场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、三极管，以及二极管、电解电容和稳压电路； 所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与所述LED负载的正极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的正极连接，LED负载的负极与直流电源的负极连接，场效应管的栅极与所述第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与场效应管的源极连接，所述第二电阻的一端与场效应管的栅极连接，第二电阻的另一端与所述三极管的集电极连接，三极管的基极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与控制单元的信号输出端连接，所述二极管的阴极与场效应管的漏极连接，所述电解电容的正极与场效应管的源极以及所述稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与控制单元的电源输入端连接，三极管的发射极、二极管的阳极、电解电容的负极、稳压电路的地端以及控制单元的地端与公共地连接。
5.如权利要求4所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于: 所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与所述LED负载的正极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与直流电源的正极连接，LED负载的负极与直流电源的负极连接，由所述场效应管的漏极作为开关取电单元的一端与直流电源的负极连接，场效应管的源极作为开关取电单元的另一端与LED负载的负极连接，LED负载的正极与直流电源的正极连接替代。
6.如以上所有权利要求所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于:在所述LED负载两端并联一电阻。
7.如权利要求6所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于: 所述电阻的阻值由R ( (U-Vc-Vd)/Is简化计算得出，U为直流电源的输入电压，Vc为稳压电路输入端可确保正常工作的最低电压，Vd为二极管的管压降，Is为控制单元和稳压电路消耗的最大电流和在工作时损耗的电流之和。
8.如权利要求1至5的任何一项所述的LED照明驱动控制电路，其特征在于: 所述控制单元包括微控制器或集成电路； 还包括信息输入模块，其输入模式为按键输入模式或触摸输入模式或感应输入模式，信息输入模块的信号输出端与微控制器或集成电路的信号输入端连接； 还可包括无线或红外遥控接收电路，其信号输出端与微控制器或集成电路的信号输入端连接，其电源端与稳压电路的电源输出端连接。
9.一种LED照明驱动控制电路的控制方法，其特征在于包括: 控制单元中的微控制器MCU或集成电路按一定的周期检测输入的操作信息并根据接收到的开灯信息或关灯信息产生相应的控制信号传输给开关取电单元中的场效应管，场效应管接收信号并响应开关动作，驱动LED负载点亮或熄灭，场效应管与二极管以及电解电容在开灯期间兼起取电和储能的作用，产生的电力供给控制单元正常工作； 控制方法: 步骤S01，控制单元中的微控制器MCU或集成电路(以下简称MCU)按一定周期检测输入信息； 步骤S02，MCU判断是否接收到输入的开灯信息，如未收到开灯信息，继续检测，如接收到开灯信息，转步骤S03 ； 步骤S03，MCU发送PWM信号，该PWM信号的占空比接近而不到100 %为95 %、96 %、97%、98%或99%，优选值为97%或98%，发送给场效应管； 步骤S04，场效应管接收该PWM信号并响应开关动作，驱动LED负载； 步骤S05，LED负载点亮； 步骤S06，MCU继续检测输入信息； 步骤S07，判断是否接收到输入的关灯信息，如未收到则转步骤03，如收到则转步骤S08 ； 步骤S08，MCU停止发送PWM信号； 步骤S09，场效应管未收到PWM信号，响应关断； 步骤S10，LED负载熄灭； 取电方法: 关灯期间或初始上电，开关取电单元中的场效应管处于关断状态，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容和稳压电路以及控制单元供电，使控制单元正常工作； 开灯期间，场效应管接收到的PWM信号处在低电平时场效应管关断，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容储能以及向稳压电路和控制单元供电。场效应管接收到的PWM信号处在高电平时场效应管导通，二极管阻止电流逆向通过场效应管流入公共地，由电解电容储存的能量继续向稳压电路和控制单元维持供电。
10.如权利要求9所述的LED驱动控制电路的控制方法，其特征在于还包括: 控制单元中的微控制器MCU或集成电路按一定的周期检测输入的操作信息并根据接收到的调光信息或调光信息变化产生相应的控制信号传输给开关取电单元中的场效应管，场效应管接收信号并响应开关动作，驱动LED负载调光，场效应管与二极管以及电解电容在开灯期间兼起取电和储能的作用，产生的电力供给控制单元正常工作； 控制方法: 步骤S10，控制单元中的微控制器MCU或集成电路(以下简称MCU)按一定周期检测输入信息； 步骤S12，MCU判断是否接收到输入的调光信息，如未收到调光信息，继续检测，如接收到调光信息，转步骤S13 ； 步骤S13，MCU发送相应占空比PWM信号给场效应管； 步骤S14，场效应管接收该PWM信号并响应开关动作，驱动LED负载； 步骤S15，LED负载按要求的亮度点亮； 步骤S16，MCU继续检测输入信息； 步骤S17，判断是否接收到输入的调光信息变化信息，如未收到则转步骤13，如收到则转步骤S18 ； 步骤S18，MCU发送新的PWM信号； 步骤S19，场效应管接收新的PWM信号，响应新的开关动作； 步骤S20，LED负载按调整后的亮度发光； 调光期间取电方法: 场效应管接收到的PWM信号处在低电平时场效应管关断，直流电源的电流经LED负载和负载两端的电阻以及二极管给电解电容储能以及向稳压电路和控制单元供电。场效应管接收到的PWM信号处在高电平时场效应管导通，二极管阻止电流逆向通过场效应管流入公共地，由电解电容储存的 能量继续向稳压电路和控制单元维持供电。
全文摘要
本发明涉及一种LED照明驱动控制电路及其控制方法。包括具有恒流驱动电路的LED负载，开关取电单元和控制单元，开关取电单元的一端与所述LED负载的一端连接，开关取电单元的另一端与直流电源的一端连接，直流电源的另一端与LED负载的另一端连接，开关取电单元的电源输出端与所述控制单元的电源输入端连接，控制单元的信号输出端与开关取电单元的信号输入端连接。本发明解决了现有LED照明驱动控制电路不能直接在现有已经铺设好的二线制照明线路上使用的问题，解决了LED负载的散热问题，既可以控制LED负载开启或关闭，又可以对负载进行PWM调光控制，使用更方便，使LED负载可靠稳定工作，推动了LED照明在现有条件下的普及。
文档编号H05B37/02GK103108431SQ201110357660
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者金德奎 申请人:金德奎