一種通過調光器實現調色調光的led發光裝置製造方法
2023-05-28 08:34:36 1
一種通過調光器實現調色調光的led發光裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，涉及LED照明領域；包括交流輸入端、調光器、驅動電路、光耦合電路以及MCU，所述交流輸入端與調光器連接，所述調光器分別於光耦合電路以及驅動電路連接，所述光耦合電路以及驅動電路均與MCU連接；還包括第一LED燈組與第二LED燈組，所述MCU通過第一開關電路與第一LED燈組連接，MCU通過第二開關電路與第二LED燈組連接，所述驅動電路分別為MCU、第一LED燈組以及第二LED燈組提供驅動電源；本實用新型所提供的通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，不僅節約了成本，線路簡單，無需外接電路即可實現，安裝簡單。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及LED照明領域，尤其涉及一種通過調光器實現調色調光的LED發 光裝置。 一種通過調光器實現調色調光的LED發光裝置
【背景技術】
[0002] 隨著人們生活水平的逐步提高，大家對視覺體驗的嚮往與追求越來越高，傳統的 白熾燈耗電量比較大，逐漸被電子節能燈替代，節能燈使用時間在6000小時左右，且節能 燈裡面含有汞，在節能燈打碎后里面的汞會散發在空氣中，會嚴重汙染環境，帶來非常嚴重 的後果；遂逐漸被LED所代替，LED燈的使用壽命在50000小時左右；而目前市場上的LED 照明系統，控制多個LED燈時時，大多為單一式開關，即全開或全關，這種設計簡單易操作， 但是普遍存在照明亮度無法調節，光線稍暗時也需全開燈等問題，不利於節能環保和精確 控制；且現有技術中，一個LED照明產品中只能調一種色溫的光，如果需發出三種色溫的 光，需使用三種色溫的LED燈珠，這三種色溫的LED需要三套原材料，這樣比較浪費資源、成 本、人力、物料、生產工時。 實用新型內容
[0003] 本實用新型為克服現有技術中照明亮度無法調節以及三種色溫的LED需要三套 原材料的不足而提供一種通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，該裝置具有能根據不 同需求來調節不同亮度以及完成三種色溫的LED照明的特點。
[0004] 本實用新型的技術方案如下：
[0005] -種通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：包括交流輸入端、調 光器、驅動電路、光耦合電路以及MCU，所述交流輸入端與調光器連接，所述調光器分別於光 耦合電路以及驅動電路連接，所述光耦合電路以及驅動電路均與MCU連接；還包括第一 LED 燈組與第二LED燈組，所述MCU通過第一開關電路與第一 LED燈組連接，MCU通過第二開關 電路與第二LED燈組連接，所述驅動電路分別為MCU、第一 LED燈組以及第二LED燈組提供 驅動電源。
[0006] 上述驅動電路包括交流轉直流電路和穩壓電路，所述穩壓電路輸入端與所述交流 轉直流電路輸出端連接。
[0007] 上述第一開關電路為第一場效應管，第二開關電路為第二場效應管；
[0008] 上述第一 LED燈組和第二LED燈組的正極分別與所述驅動電路輸出端的正極相 連，所述第一 LED燈組和第二LED燈組的負極分別與第一場效應管的漏極和第二場效應管 的漏極相連，所述第一場效應管的源極和第二場效應管的源極分別與所述驅動電路輸出端 的負極相連，所述第一場效應管的柵極連接至所述MCU的第一脈寬調製信號輸出端，所述 第二場效應管的柵極連接至MCU的第二脈寬調製信號輸出端。
[0009] 上述第一 LED燈組和第二LED燈組分別包括數量相同且相互串聯的LED燈，且所 述第一 LED燈組中LED燈的色溫與第二LED燈組中LED燈的色溫不同。
[0010] 上述穩壓電路為低壓差線性穩壓集成電路。
[0011] 上述穩壓電路與所述MCU的電源輸入端相連，並為所述MCU提供工作電壓。
[0012] 本實用新型的有益效果：本實用新型所提供的通過調光器實現調色調光的LED發 光裝置，實現了一個LED發光裝置完成三種色溫的LED照明，且通過用戶家裡原有安裝的調 光器來實現對LED亮度以及色溫的調節，不僅節約了成本，線路簡單，無需外接電路即可實 現，安裝簡單，而且滿足不同地區用戶及不同環境照明需求，利於最終用戶使用及廠商生產 和LED照明產品的廣泛推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型實現調色調光的LED發光裝置的原理框圖。
[0014] 圖2為本實用新型提供的實現調色調光的LED發光裝置的電路結構圖。
【具體實施方式】
[0015] 為了更好的說明本實用新型，現結合實施例與附圖作進一步說明。
[0016] 如圖1至2所示，一種通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，包括交流輸入端 10、調光器20、驅動電路40、光耦合電路30以及MCU50,所述交流輸入端10與調光器20連 接，所述調光器20分別於光耦合電路30以及驅動電路40連接，所述光耦合電路30以及驅 動電路40均與MCU50連接；還包括第一 LED燈組61與第二LED燈組71，所述MCU50通過 第一開關電路62與第一 LED燈組61連接，MCU50通過第二開關電路72與第二LED燈組71 連接，所述驅動電路40分別為MCU50、第一 LED燈組61以及第二LED燈組71提供驅動電 源；
[0017] 驅動電路40包括交流轉直流電路41和穩壓電路42,所述穩壓電路42輸入端與所 述交流轉直流電路41輸出端連接；
[0018] 第一開關電路62為第一場效應管，第二開關電路72為第二場效應管；
[0019] 第一 LED燈組61和第二LED燈組71的正極分別與所述驅動電路輸出端的正極相 連，所述第一 LED燈組和第二LED燈組的負極分別與第一場效應管62的漏極和第二場效應 管72的漏極相連，所述第一場效應管62的源極和第二場效應管72的源極分別與所述驅動 電路40輸出端的負極相連，所述第一場效應管62的柵極連接至所述MCU50的第一脈寬調 制信號輸出端，所述第二場效應管72的柵極連接至MCU50的第二脈寬調製信號輸出端。
[0020] 如圖2所述，該LED發光裝置的所述交流電輸入端10為三相電源，包括火線、零線 和地線；光電耦合電路30 -輸入管腳連接交流輸入端10的零線，另一輸入端經調光器20 接交流輸入端10的火線，光電耦合電路30的其中一輸出管腳連接MCU50的信號輸入端，也 即是MCU50MCU的AD1埠，該AD1埠是MCU50的一模數轉換埠，由於光電耦合電路30 輸出的信號為方波信號，因此，為了便於後續通過MCU50對開關電路進行通斷控制，光電耦 合電路30的該輸出端需接MCU50的該AD1埠，以將模擬信號轉換為數位訊號；光電耦合 電路30的另一輸出端連接驅動電路30的輸出端負極。
[0021] 光耦合電路30向MCU50 AD1埠輸出的的方波信號的產生過程如下：光耦合電路 30與交流輸入端相連，當交流電正半周流過光耦合電路30輸入端中發光二極體的正極時， 該發光二極體開始發光，使裡面的三極體導通，AD1埠的信號從原來的高電位變為低電 位，當交流電為負半周流過時，發光二極體停止工作，發光二極體不發光使三極體不導通， 進而使AD1埠的信號從原來的低電位變為高電位，這樣不斷有交流電流過光耦合電路的 輸入管腳，使輸出端管腳輸出方波信號。
[0022] 本實施例中，驅動電路40包括一交流轉直流電路41和穩壓電路42,其中，交流轉 直流電路41的輸入端與所述交流輸入端10連接，而交流轉直流電路41的輸出端連接穩壓 電路42的輸入端，穩壓電路42的輸出端連接MCU50的電壓輸入端，為MCU50提供工作電壓 Vcc，該穩壓電路42為低壓差線性穩壓集成電路，交流轉直流電路41將交流輸入端10提供 的交流電轉換為直流電，並產生恆壓恆流信號，電壓和電流的大小可以通過交流轉直流電 路41進行調節，交流轉直流電路41的輸出端還與第一 LED燈組61和第二LED燈組71相 連，為第一 LED燈組51和第二LED燈組71提供工作電源。
[0023] 在本實施例中，第一 LED燈組61和第二LED燈組71都包括有數個串聯的LED燈， 且第一 LED燈組61中LED燈的數量和第二LED燈組71中LED串的數量相同，第一 LED燈 組61中LED燈的色溫與第二LED燈組71中LED燈的色溫不相同。在本實用新型中，LED燈 的色溫有三種選擇，包括冷白光、暖光和暖白光，因此，在本實施例中色溫的搭配就有三種 選擇，本實施例選用一組白光LED燈和一組暖白光LED燈，即選取LED11-LED1N為冷白光， LED21-LED2N為暖白光，第一 LED燈組61中LED11和第二LED燈組71中LED21的正極分別 與驅動電路40輸出端的正極相連，驅動電路40的輸出端正極也即是交流轉直流電路41輸 出端的正極。
[0024] 在本實施例中，第一開關電路62和第二開關電路72均為場效應管，分別為第一場 效應管和第二場效應管，第一場效應管的D極和第二場效應管的D極分別與所述第一 LED 燈組61和第二LED燈組71的負極相連，在此，第一場效應管的D極和第二場效應管的D極 分別與LED1N和LED2N的負極相連，所述第一場效應管的S極和第二場效應管的S極分別與 所述驅動電路輸出端的負極相連，所述第一場效應管的G極與所述MCU40的第一脈寬調製 信號輸出端連接，第二場效應管的G極與所述MCU40的第二脈寬調製信號輸出端相連；所述 MCU40的第一脈寬調製信號輸出端和第二脈寬調製信號輸出端分別向第一場效應管和第二 場效應管提供脈寬調製信號，以控制第一場效應管和第二場效應管的通斷；MCU40的第一 脈寬調製信號輸出端和第二脈寬調製信號輸出端不間斷產生脈寬調製信號，驅動第一場效 應管或者第二場效應管導通，驅動第一 LED燈組61發出冷白光、或者第二LED燈組71發出 暖光、或者第一 LED燈組61和第二LED燈組71同時發光。
[0025] 通過上述LED發光裝置，可以實現調色調光調亮度的變換，具體的實現過程包括 以下步驟：
[0026] S100 :所述驅動電路40接通外接交流電，開始工作，向所述MCU50、第一 LED燈組 61和第二LED燈組71輸出恆壓恆流信號；
[0027] S200 :所述光耦合電路30向所述MCU50的控制信號輸入端輸出方波信號，並經所 述MCU50向所述第一開關電路62輸出脈寬調製信號，驅動所述第一開關電路62導通，並控 制所述第一 LED燈組61發冷白光；在此情況下調整調光器20的按鈕大小使光電耦合器30 輸出的方波信號脈寬發生變化，從而實現LED發光的亮暗；
[0028] S300 :當LED發冷白光時，通過調光器20開關中斷交流電，使所述MCU50的控制信 號輸入端的方波信號處於低電平，並向所述第二開關電路72輸出脈寬調製信號，驅動所述 第二開關電路72導通，控制所述第二LED燈組71發暖光；在此情況下調整調光器20的按 鈕大小使光電稱合器30輸出的方波信號脈寬發生變化，從而實現LED發光的亮暗；
[0029] S400 :當LED發暖光時，再次通過調光器20開關中斷交流電，使所述MCU50的控制 信號輸入端的方波信號處於低電平，同時向所述第一開關電路62和第二開關電路72輸出 各自一半的脈寬調製信號，驅動所述第一開關電路62和第二開關電路72導通，控制所述第 一 LED燈組61和第二LED燈組62同時發光，以產生暖白光；調整調光器20的按鈕大小使 光電稱合器30輸出的方波信號脈寬發生變化，從而實現LED發光的亮暗；
[0030] S500 :當LED發暖白光時，再次通過調光器20開關中斷交流電，使所述MCU50的控 制信號輸入端的方波信號處於低電平並向所述第一開關電路62輸出脈寬調製信號，驅動 所述第一開關電路62導通，控制所述第一 LED燈組61發冷白光；回到步驟S100, 一個循環 結束。
[0031] 下面結合具體的實施例對上述步驟進行詳細的說明和描述。
[0032] 在該LED發光裝置第一次通電後，驅動電路40開始工作，分別為MCU50提供工作 電壓，而光耦合電路30也向MCU50的信號輸入埠（AD1埠）輸出方波信號，此時MCU50 判斷AD1埠的方波信號處於高電位，則第一脈寬調製信號輸出端輸出脈寬調製信號，驅 動第一場效應管62導通，而第二場效應管72截止，第一 LED燈組61點亮，發出冷白光，在 此情況下調整調光器20的按鈕大小使光電稱合器30輸出的方波信號脈寬發生變化，從而 實現LED發光的亮或暗。
[0033] 如果需將LED發光裝置由發冷白光切換到發暖光，則通過調光器20開關斷開交流 電，並在1秒鐘時間內恢復交流電，此時AD1埠的方波信號處於低電位，MCU50的第二脈寬 調製信號輸出端產生脈寬調製信號，驅動第二場效應管72導通，而第一場效應管62截止， 此時，第二LED燈組71被點亮，發出暖光，在此情況下調整調光器20的按鈕大小使光電耦 合器30輸出的方波信號脈寬發生變化，從而實現LED發光的亮暗。
[0034] 如果需將LED發光裝置由發暖白光切換到同時發暖白光和白光，則通過調光器20 開關斷開交流電，並在很短時間如1秒鐘時間內恢復交流電，此時AD1埠的方波信號處於 低電位，MCU50的第一脈寬調製信號輸出端和第二脈寬調製信號輸出端同時產生脈衝調製 信號，而每個脈衝調製信號的強度為只有一個發出脈衝調製信號時的一半，此時，第一場效 應管62和第二場效應管72同時被驅動導通，進而控制第一 LED燈組61和第二LED燈組71 同時發光，也即是第一 LED燈組61發出冷白光、第二LED燈組71發出暖光，但他們的強度為 只發出冷白光或者只發出暖光時的一半，因此，他們同時發光可產生暖白光。由於此時LED 燈的實際功率會比每組LED燈組單獨發光時的功率要小，因此兩組LED燈組的溫度也會下 降，進而使LED燈組的使用壽命增加，調整調光器的按鈕大小使光電耦合器輸出的方波信 號脈寬發生變化，從而實現LED發光的亮暗。
[0035] 而如果此時需將LED發光裝置由同時發暖光和冷白光切換到發冷白光，則通過調 光器20開關斷開交流電，並在1秒鐘時間內恢復交流電，此時AD1埠的方波信號處於低 電位，第一脈寬調製信號輸出端輸出脈寬調製信號，驅動第一場效應管62導通，而第二場 效應管72截止，第一 LED燈組61點亮，發出冷白光，調整調光器的按鈕大小使光電耦合器 輸出的方波信號脈寬發生變化，從而實現LED發光的亮或暗，回到第一種模式，一個循環結 束。
[0036] 這樣，通過不斷地控制調光器20開關中斷交流電和調整調光器20按鈕的大小， 實現了 LED發光裝置發出不同色溫的光同時也可以實現調光，且每控制交流開關斷開交流 電一次，LED發光裝置就發出一種色溫的光，使LED發光裝置發出的光在不同色溫間切換， 實現了三種色溫LED照明，且在變換不同色溫過程中，LED的功率都保持不變，節約耗能也 降低了成本，但在調整調光器的大小過程中，耗能的大小隨調光器調的大小決定，同時實現 LED照明燈的亮暗。
[0037] 本實用新型的LED發光裝置可以廣泛應用於照明領域，包含球泡燈、筒燈、吸頂 燈、日光燈管、面板燈、天花燈、PAR燈、玉米燈、油燈、工礦燈等等，外型隨著燈具的要求可以 隨意變動。
【權利要求】
1. 一種通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：包括交流輸入端、調光 器、驅動電路、光耦合電路以及MCU，所述交流輸入端與調光器連接，所述調光器分別於光耦 合電路以及驅動電路連接，所述光耦合電路以及驅動電路均與MCU連接；還包括第一 LED燈 組與第二LED燈組，所述MCU通過第一開關電路與第一 LED燈組連接，MCU通過第二開關電 路與第二LED燈組連接，所述驅動電路分別為Μ⑶、第一 LED燈組以及第二LED燈組提供驅 動電源。
2. 如權利要求1所述的通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：所述 驅動電路包括交流轉直流電路和穩壓電路，所述穩壓電路輸入端與所述交流轉直流電路輸 出端連接。
3. 如權利要求1所述的通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：所述 第一開關電路為第一場效應管，所述第二開關電路為第二場效應管； 所述第一 LED燈組和第二LED燈組的正極分別與所述驅動電路輸出端的正極相連，所 述第一 LED燈組和第二LED燈組的負極分別與第一場效應管的漏極和第二場效應管的漏極 相連，所述第一場效應管的源極和第二場效應管的源極分別與所述驅動電路輸出端的負極 相連，所述第一場效應管的柵極連接至所述MCU的第一脈寬調製信號輸出端，所述第二場 效應管的柵極連接至MCU的第二脈寬調製信號輸出端。
4. 如權利要求1所述的通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：所述 第一 LED燈組和第二LED燈組分別包括數量相同且相互串聯的LED燈，且所述第一 LED燈 組中LED燈的色溫與第二LED燈組中LED燈的色溫不同。
5. 如權利要求2所述的通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：其所 述穩壓電路為低壓差線性穩壓集成電路。
6. 如權利要求2所述的通過調光器實現調色調光的LED發光裝置，其特徵在於：所述 穩壓電路與所述MCU的電源輸入端相連，並為所述MCU提供工作電壓。
【文檔編號】H05B37/02GK203884029SQ201420133460
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】塗小兵 申請人:塗小兵