Led開關調色溫控制器及led驅動電路的製作方法

2023-07-15 20:53:06

Led開關調色溫控制器及led驅動電路的製作方法
【專利摘要】本發明涉及LED開關調色溫控制器及LED驅動電路，用於控制由直流恆流電源供電的兩組LED燈組的亮/滅。LED開關調色溫控制器包括：主電源輸入端、輔助電源輸入端、信號輸入端、第一驅動信號輸出端和第二驅動信號輸出端；以及連接於主電源輸入端和輔助電源輸入端、用於提供工作電源的內部供電電路，用於根據來自信號輸入端的採樣檢測信號循環改變並存儲LED燈組驅動狀態的內部狀態存儲器，用於根據當前LED燈組驅動狀態產生驅動信號的驅動信號產生電路，及用於濾除信號輸入端的負壓信號的負壓鉗位電路。實施本發明可使LED開關調色溫控制電路結構得以簡化，有利於降低LED驅動電路的成本、減小體積。
【專利說明】LED開關調色溫控制器及LED驅動電路

【技術領域】
[0001] 本發明涉及LED照明領域，更具體地說，涉及一種LED開關調色溫控制器及LED驅 動電路。

【背景技術】
[0002] 隨著LED照明應用範圍的不斷擴大，LED照明也從最單一的照明功能逐漸向智能 化、人性化和節能方向發展。為了滿足人們在不同情景下對燈光的要求，具備開關調色溫功 能的LED照明燈具應運而生。
[0003] 目前現有的調色溫方案不管使用MCU還是一種現有的控制晶片實現的調色溫方 案，都是非常複雜的，都需要一個獨立的檢測電路對輸入開關動作進行檢測。由於是對輸入 端的開關進行檢測，該電路需要能夠承受高壓，而且輸入是一個交流的電壓，還需要對該電 壓進行整流，所以該檢測電路不但需要耐高壓的元器件而且需要複雜的整流和濾波電路。 複雜的電路不但造成驅動電源的成本增加，而且會造成驅動電源的體積增大，這對LED的 推廣是不利的。
[0004] LED照明色溫調節方案目前主要通過遙控或者輸入開關進行調節，這兩種技術中， 通過輸入開關調節的成本是最低的，而且無需對現有的線路進行改造，所以開關調色溫方 案越來越得到人們的接受。
[0005] 輸入開關調色溫是通過輸入開關的開關動作來控制輸出的兩路不同色溫的LED 燈珠的開關，例如，輸出有兩串不同色溫的LED(-般為黃色和白色的LED)，輸入開關每開 關一次（即短路一開路一次），導通的LED燈串就會改變一次，LED燈串的導通順序會隨著 輸入開關的開和關循環變化。由於需要對輸入開關的動作進行檢測，所以需要設計一個專 門的檢測電路對輸入端進行檢測。現有技術的輸入檢測電路如圖1所示，由二極體101，濾 波電容102和106,限流電阻103和穩壓二極體104組成。由於節點100處輸入電壓為交流 電波形200 (如圖2所示），其電壓是交流的高壓，檢測電路對這樣的電壓進行檢測時，既要 能夠承受得住幾百伏的高壓，又要把交流的輸出電壓轉化成直流電壓之後對其進行檢測。 目前的方案是先用二極體101把交流輸入電壓轉化成直流電壓，並在其後並接一個較大的 高壓電容102進行濾波，之後還需把該直流電壓通過一個由電阻103,穩壓二極體104和濾 波電容106組成的高壓轉低壓電路轉換成低壓信號201 (如圖2所示）。節點105處，該低 壓信號201輸入到控制晶片107的輸入，控制晶片107通過該信號判斷輸入開關的動作，從 而控制LED燈串114的開關。由於現有的控制晶片一般不能直接驅動M0S或者晶閘管，所 以需要使用分立元件設計出來一個驅動電路。該驅動電路一般由電阻108、109、111、112和 PNP型三極體110組成。
[0006] 現有的輸入開關調色溫的方案外圍元器件眾多，造成LED驅動電源板很難做到小 型化，並且會導致成本增加。


【發明內容】

[0007] 本發明要解決的技術問題在於，針對現有輸入開關調色溫LED驅動電路存在成本 高、體積大的缺陷，提供一種LED開關調色溫控制器及LED驅動電路。
[0008] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：構造一種LED開關調色溫控制器， 用於控制由直流恆流電源供電的兩組LED燈組的亮/滅，所述LED開關調色溫控制器包括：
[0009] 主電源輸入端，用於連接外部直流恆流電源；
[0010] 輔助電源輸入端，用於連接外部輔助電源；
[0011] 內部供電電路，連接於所述主電源輸入端和所述輔助電源輸入端、用於為所述LED 開關調色溫控制器提供工作電源；
[0012] 信號輸入端，用於通過外部採樣電路連接直流恆流電源輸出側的採樣節點、接收 關於所述直流恆流電源的開關動作的採樣檢測信號；
[0013] 內部狀態存儲器，用於根據所述採樣檢測信號循環改變並存儲LED燈組驅動狀 態；
[0014] 驅動信號產生電路，用於根據當前LED燈組驅動狀態產生第一驅動信號和第二驅 動信號；
[0015] 第一驅動信號輸出端，連接於所述驅動信號產生電路，用於輸出所述第一驅動信 號，以控制第一 LED燈組的亮/滅；
[0016] 第二驅動信號輸出端，連接於所述驅動信號產生電路，用於輸出所述第二驅動信 號，以控制第二LED燈組的亮/滅；且
[0017] 所述信號輸入端和所述內部狀態存儲器之間，設置有負壓鉗位電路，用於濾除所 述信號輸入端的負壓信號。
[0018] 在本發明所述的LED開關調色溫控制器中，所述負壓鉗位電路和所述內部狀態存 儲器之間設置有噪聲抑制電路，用於濾除所述信號輸入端輸入的採樣檢測信號的噪聲。
[0019] 在本發明所述的LED開關調色溫控制器中，所述負壓鉗位電路包括：第一 N型M0S 管、第二N型M0S管和偏置電流源；其中，第一 N型M0S管的柵極和第二N型的柵極相連，並 與第二N型M0S管的漏極相連，第一 N型M0S管的漏極與輔助電源輸入端連接；偏置電源一 端與輔助電源輸入端連接，另一端與第二N型M0S管的漏極相連，以對第一 N型M0S管和第 二N型進行偏置；第一 N型M0S管的源極連接至信號輸入端，第二N型M0S管的源極接地。
[0020] 在本發明所述的LED開關調色溫控制器中，所述噪聲抑制電路和所述內部狀態存 儲器之間設置有延時電路，用於濾除所述信號輸入端出現的短暫信號變化，以避免引發對 所述開關動作的誤判斷。
[0021] 在本發明所述的LED開關調色溫控制器中，所述延時電路包括由多個D觸發器組 成的計數器。
[0022] 在本發明所述的LED開關調色溫控制器中，所述LED開關調色溫控制器是集成電 路LED開關調色溫控制晶片。
[0023] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：構造一種LED驅動電路，用於控制 不同色溫的兩組LED燈組的亮/滅狀態，所述LED驅動電路包括：直流恆流電源、如上所述 的LED開關調色溫控制器、以及第一驅動開關管和第二驅動開關管；其中
[0024] LED開關調色溫控制器的信號輸入端通過採樣電路連接到直流恆流電源輸出側的 採樣節點；
[0025] LED開關調色溫控制器的電源輸入端通過供電限流電阻連接到直流恆流電源的輸 出端；
[0026] LED開關調色溫控制器的第一驅動信號輸出端連接所述第一驅動開關管的控制 端，且第一 LED燈組正極連接於直流恆流電源的輸出端，第一 LED燈組的負極通過第一驅動 開關管接地；
[0027] LED開關調色溫控制器的第二驅動信號輸出端連接所述第二驅動開關管的控制 端，且第二LED燈組正極連接於直流恆流電源的輸出端，第二LED燈組的負極通過第二驅動 開關管接地。
[0028] 在本發明所述的LED驅動電路中，包括用作外部輔助電源的儲能電路，用於在所 述直流恆流電源的開關切斷之後的預定時間間隔內為所述LED開關調色溫控制器供電，以 保持LED開關調色溫控制器的內部狀態存儲器中的當前LED燈組驅動狀態。
[0029] 在本發明所述的LED驅動電路中，
[0030] 所述直流恆流電源為反激恆流電源，所述採樣節點為反激恆流電源中變壓器次級 線圈的同名端；
[0031] 所述儲能電路為儲能電容，所述儲能電容一端接地，另一端接所述LED開關調色 溫控制器的輔助電源輸入端；
[0032] 所述採樣電路為採樣限流電阻。
[0033] 在本發明所述的LED驅動電路中，
[0034] 所述直流恆流電源為降壓式恆流電源，所述採樣節點為降壓式恆流電源中開關管 的漏極；
[0035] 所述儲能電路為儲能電容，所述儲能電容一端接地，另一端接所述LED開關調色 溫控制器的輔助電源輸入端；
[0036] 所述採樣電路為採樣電阻。
[0037] 實施本發明具有以下有益效果：由於採用直流恆流電源為LED燈組供電，且將直 流恆流電源開關狀態的採樣節點設置在直流恆流電源的輸出側，因而採樣檢測電路無需耐 高壓的元器件及複雜的整流和濾波電路，使得LED開關調色溫控制電路結構得以簡化，有 利於降低LED驅動電路的成本、減小體積。在實際應用中，對於球泡燈和射燈等照明燈具來 說，體積和成本是至關重要的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
[0039] 圖1是現有技術的通過開關調色溫的LED驅動電路的示意圖；
[0040] 圖2是圖1所示的LED驅動電路中節點100和節點105處的電壓波形圖；
[0041] 圖3是本發明具有開關調色溫功能的LED驅動電路第一實施例的電路原理圖；
[0042] 圖4是圖3所不LED驅動電路中的LED開關調色溫控制晶片的電路框圖；
[0043] 圖5是圖4所示LED開關調色溫控制晶片中的負壓鉗位電路的電路原理圖；
[0044] 圖6A是圖4所不LED開關調色溫控制晶片中的第一延時電路的電路原理圖；
[0045] 圖6B是圖4所示LED開關調色溫控制晶片中的第二延時電路的電路原理圖；
[0046] 圖7是圖3所示LED驅動電路的時序波形圖；
[0047] 圖8是本發明具有開關調色溫功能的LED驅動電路第二實施例的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0048] 本發明提出一種全新的LED色溫調節方案，其中的LED開關調色溫控制電路（包 括LED開關調色溫控制器或控制晶片及外圍電路）可以應用於由直流恆流電源供電的LED 驅動電路，例如可應用於由反激恆流電源供電的LED驅動電路，也可應用於由降壓模式的 恆流電源供電的LED驅動電路。
[0049] 本發明的LED驅動電路用於控制不同色溫的兩組LED燈組的亮/滅狀態。LED驅 動電路包括：直流恆流電源、LED開關調色溫控制器、以及第一驅動開關管和第二驅動開關 管；其中LED開關調色溫控制器的信號輸入端通過採樣電路連接到直流恆流電源輸出側的 採樣節點；LED開關調色溫控制器的電源輸入端通過供電限流電阻連接到直流恆流電源的 輸出端；LED開關調色溫控制器的第一驅動信號輸出端連接第一驅動開關管的控制端，且 第一 LED燈組正極連接於直流恆流電源的輸出端，第一 LED燈組的負極通過第一驅動開關 管接地；LED開關調色溫控制器的第二驅動信號輸出端連接第二驅動開關管的控制端，且 第二LED燈組正極連接於直流恆流電源的輸出端，第二LED燈組的負極通過第二驅動開關 管接地。作為優選，本發明的LED驅動電路還包括用作外部輔助電源的儲能電路，用於在直 流恆流電源的開關切斷之後的預定時間間隔內為LED開關調色溫控制器供電，以保持LED 開關調色溫控制器的內部狀態存儲器中的當前LED燈組驅動狀態。
[0050] 以下結合圖3至圖7,對本發明的第一實施例進行說明。
[0051] 如圖3所示，本發明具有開關調色溫功能的LED驅動電路包括反激恆流電源30和 LED開關調色溫控制電路。LED開關調色溫控制電路直接連接到反激恆流電源的輸出端（即 輸出整流二極體308的負極）。
[0052] 該反激恆流電源由控制晶片317、開關管318、變壓器303、輸出整流二極體308以 及電流採樣電阻319組成，其中，變壓器303初級線圈的異名端通過整流橋302、輸入開關 301與交流電源300連接，變壓器303初級線圈的同名端連接開關管318的漏極。
[0053] LED開關調色溫控制電路主要包括LED開關調色溫控制晶片309、採樣限流電阻 305、供電限流電阻310、供電儲能電容307、以及分別控制LED燈組312和315亮/滅的第一 驅動開關管313和第二驅動開關管316。採樣限流電阻305 -端與變壓器303次級線圈的 同名端（即採樣節點）304連接，另一端與LED開關調色溫控制晶片309的信號輸入端（即 引腳elk)連接。供電限流電阻310的一端與反激恆流電源的輸出端（即輸出整流二極體 308的負極）連接，另一端與LED開關調色溫控制晶片309的主電源輸入端（即引腳vcc) 連接。第一驅動開關管313和第二驅動開關管316的控制端分別與控制晶片309的第一驅 動信號輸出端（即引腳L1)和第二驅動信號輸出端（即引腳L2)連接，集電極分別與LED 燈組312和315連接，發射極都與輸出的地線相連。供電儲能電容307 -端接地，另一端接 LED開關調色溫控制晶片的輔助電源輸入端（即引腳vdd)。
[0054] 本實施例中，通過對變壓器303的同名端（採樣節點）304的信號進行採樣來判斷 輸入開關301的短路或開路。操作過程中，控制晶片309通過與其引腳elk和採樣節點304 相連接的採樣限流電阻305對採樣節點304的波形進行採樣，從而判斷輸入開關301是短 路狀態或開路狀態，並根據輸入開關301的短路/開路狀態變化來不斷改變控制晶片309 內部狀態存儲器的狀態，最後內部狀態存儲器中不同的狀態對應驅動開關管313和316不 同的開關狀態。驅動開關管313和316的開關隨著輸入開關301的短路或開路不斷循環變 化，例如，在一個變化周期中，開關管313開啟，而開關管316關閉；然後是開關管313關閉， 而開關管316開啟；最後是兩個開關管都是開啟狀態。作為優選，內部狀態存儲器可由計數 器來實現。作為選擇，內部狀態存儲器還可以由RS觸發器、帶電可擦可編程只讀存儲器或 Flash存儲器等來實現。
[0055] 如圖4所示，根據一實施例，圖3所示的LED驅動電路中的LED開關調色溫控制芯 片309設置有主電源輸入端vcc、輔助電源輸入端vdd、信號輸入端elk、第一驅動信號輸出 端L1、第二驅動信號輸出端L2、接地端gnd ;以及內部供電電路401、負壓鉗位電路400、噪 聲抑制電路402、延時電路403,內部狀態存儲器404和驅動信號產生電路405。
[0056] 其中，在操作過程中，內部供電電路401用於連接主電源輸入端vcc和輔助電源輸 入端vdd，以便為LED開關調色溫控制晶片提供工作電源；信號輸入端elk用於通過外部採 樣電路（例如採樣限流電阻305)連接直流恆流電源的採樣節點，以接收關於直流恆流電源 的輸入開關動作的採樣檢測信號；內部狀態存儲器404用於根據採樣檢測信號循環改變並 存儲LED燈組驅動狀態；負壓鉗位電路400設置在信號輸入端elk和內部狀態存儲器404 之間，用於濾除信號輸入端elk的負壓信號。驅動信號產生電路405用於根據內部狀態存 儲器存儲的當前LED燈組驅動狀態產生第一驅動信號和第二驅動信號；第一驅動信號輸出 端L1連接於驅動信號產生電路，用於輸出第一驅動信號，以控制第一 LED燈組的亮/滅；第 二驅動信號輸出端L2連接於驅動信號產生電路，用於輸出第二驅動信號，以控制第二LED 燈組的亮/滅；且噪聲抑制電路設置在負壓鉗位電路400和內部狀態存儲器404之間，用於 濾除信號輸入端elk輸入的採樣檢測信號的噪聲。延時電路403設置在噪聲抑制電路和內 部狀態存儲器404之間，用於濾除信號輸入端elk出現的短暫信號變化，以避免短暫信號變 化所引發的對開關動作的誤判斷。
[0057] 需要提及的是，圖3所示的LED驅動電路中的LED開關調色溫控制晶片309可以 是集成電路晶片，也可由離散元件構成的LED開關調色溫控制器來替代。
[0058] 在本發明LED驅動電路的第一實施例中，由於變壓器303次級線圈的同名端（採 樣節點）304的波形702存在很高的負壓，如果不對負壓進行鉗位，則會對控制晶片309內 部元件造成損壞。為了對負壓進行鉗位，控制晶片內部專門設置負壓鉗位電路400。如圖5 所示，負壓鉗位電路包括：第一 N型M0S管501、第二N型M0S管502和偏置電流源503 ;其 中，第一 N型M0S管501的柵極和第二N型502的柵極相連，並與第二N型M0S管502的漏 極相連，第一 N型M0S管501的漏極與輔助電源輸入端vdd連接；偏置電源一端與輔助電源 輸入端vdd連接，另一端與第二N型M0S管502的漏極相連，以對第一 N型M0S管501和第 二N型502進行偏置；第一 N型M0S管501的源極連接至信號輸入端elk，第二N型M0S管 502的源極接地。
[0059] 由於偏置電流源503電流很小，所以M0S管501和502都被偏置到弱導通狀態。當 引腳elk處出現負壓時，M0S管501的柵源電壓增大，使其進入導通的狀態，經過M0S管501 和引腳elk流出的電流Ic增大，該電流經過採樣限流電阻305後產生一個壓差Vc，用於補 償採樣節點304出現的負壓，保證了在控制晶片309引腳elk的電壓不會出現負壓。內部 信號elkb是引腳elk接收到的採樣檢測信號經過負壓鉗位電路之後的信號，負壓的部分已 經被濾除，該信號輸入到控制晶片內部的噪聲抑制電路。
[0060] 圖7是圖3所示LED驅動電路的時序波形圖，其中，
[0061] 波形700 :代表的是輸入開關301的開和關狀態；
[0062] 波形701 :代表的是整流橋302的輸入信號；
[0063] 波形702 :變壓器303的次級線圈同名端（即採樣節點）304處的信號；
[0064] 波形703 :代表的是延遲電路403的輸出信號，亦即控制晶片內部的標識信號；
[0065] 波形704 :代表的是內部狀態存儲器404內部根據信號703的下降沿產生的用於 觸發內部狀態存儲器的狀態的轉變的觸發信號；
[0066] 波形705和706 :代表的是內部狀態信號。
[0067] 從圖7可以看出，當輸入開關301短路（開關閉合）時，在變壓器303的採樣節點 304會出現一個類似方波的波形702,該波形最大值是正的，而最小值是負的，其正最大值 為輸出電壓加上整流二極體308的正偏電壓，最小值的絕對值為輸入電壓乘以變壓器303 的匝比。當輸入開關301開路（開關切斷）時，控制晶片309停止工作，節點304處的波形 消失，控制晶片309就可以通過採樣並檢測該波形的存在與否，從而判斷輸入開關301是處 於短路狀態還是開路狀態。當在採樣節點304處的波形持續時間超過Tdl，則控制晶片309 就認為輸入開關301已經短路，控制晶片內部的標識信號703從狀態0變成1，當在採樣節 點304的波形消失，並處持續Td2的時間，則控制晶片309就認為輸入開關301已經開路， 控制晶片內部的標識信號703從狀態1變成0,出現一個下降沿。控制晶片309就是根據 控制晶片內部的標識信號703來不斷循環改變自己內部的狀態，當檢測到控制晶片內部的 標識信號703的下降沿，就改變一次內部狀態存儲器的狀態。控制晶片309之所以通過延 時電路403加入延遲時間Tdl和Td2,是因為在實際應用中，經常會出現反激恆流電源在輸 入開關301開路之後，因為整流之後的高壓電容（位於整流橋302的輸出和地線之間，圖3 中未示出）仍然存在電量，該電量足夠使反激恆流控制晶片317重新啟動一次，在採樣節點 304出現波形，由於輸入開關是斷開的，高壓電容的電很快就被放完，所以工作時間很短，控 制晶片309必須對這一狀況進行濾除，否則會造成狀態混亂。為了濾除這種關機後重啟狀 況，控制晶片309通過延時電路403加入了一個延遲時間Tdl，即變壓器次級線圈的採樣節 點304處的波形必須連續出現至少Tdl的時間才能被視為輸入開關301已經短路，否則視 為誤動作。Td2是為了避免在交流電的谷底時，高壓電容上的電壓可能不夠支持電源工作， 出現短暫的開關停止，波形702消失，造成控制晶片309的誤判斷。通過延時電路403可以 避免控制晶片309把elk暫時的停止認為是輸入開關的關斷，因為特別是在帶功率因數校 正功能的電路中，在輸入信號的谷底時，由於工作電壓不夠會出現elk短暫的停止。
[0068] 本發明LED開關調色溫控制晶片中，延時電路包括第一延時電路和第二延時電 路，用於濾除信號輸入端（elk)出現的短暫信號變化，以避免引發對開關動作的誤判斷。以 下結合圖6A和6B所示實施例，說明延時電路的【具體實施方式】。需要說明的是，本發明中的 延時電路不局限於此實施例，如本領域技術人員所知悉，還可採用其他方式來實現該延時 電路，例如：採用RC延遲的方法來實現。
[0069] 圖6A是圖4所示LED開關調色溫控制晶片中的第一延時電路的電路原理圖，第 一延時電路用於當信號輸入端（elk)出現方波信號（例如輸入開關301短路）開始，延時 Tdl時間間隔後，輸出用於確認方波信號出現的信號，即此時標識信號703方波從低電平變 成高電平即上升沿。
[0070] 圖6B是圖4所示LED開關調色溫控制晶片中的第二延時電路的電路原理圖；第 二延時電路用於當信號輸入端（elk)方波信號（例如輸入開關301開路）消失開始，延時 Td2時間間隔後，輸出用於確認方波信號消失的信號，即此時標識信號703方波從高電平變 成低電平即下降沿。
[0071] 如圖6A所示，第一延時電路（即Tdl延遲電路）主要由復位信號產生電路和計數 器組成。其中復位信號產生電路由M0SFET 600、電阻601、電容603和與非門602組成，計 數器由D觸發器組成。Μ個D觸發器604?605組成循環計數器，2個D觸發器606和607 組成移位計數器，其中，Μ的取值決定了 Tdl的時長。循環計數器的輸出作為移位計數器的 時鐘信號輸入到移位計數器的時鐘信號腳位elk。電阻601的一端與內部電源vdd相連，另 外一端與M0SFET600的漏極相連，M0SFET 600的源極連接到地線，M0SFET 600的漏極作為 輸出端與與非門602的輸入端相連，與非門602的輸出作為計數器的復位信號R1輸入到D 觸發器的復位端R，電容603連接於M0SFET 600的漏極與地線之間。循環計數器由Μ個D 觸發器組成，D觸發器的復位端都與復位信號產生電路的輸出信號R1相連，前一個D觸發 器的D端與Q-相連並與後一個D觸發器的elk引腳相連，第一個D觸發器604的elk與內 部信號elkb信號相連，最後一個觸發器605的Q-作為輸出端與移位計數器的時鐘引腳elk 相連。移位計數器中的D觸發器606和607的復位引腳R與R1相連，D觸發器606和607 的時鐘引腳elk與循環計數器中的D觸發器605的Q-相連，D觸發器606的D引腳與內部 電源vdd相連，其Q引腳與D觸發器607的D引腳相連，D觸發器607的Q引腳為整個Tdl 延遲電路的輸出端。
[0072] 第一延時電路的工作原理是：當elkb信號沒有出現時，也即elkb為低電平， M0SFET 600處於關斷狀態，電容603通過電阻601進行充電，當電容兩端的電壓高於與非門 602翻轉的閾值電壓時，復位信號產生電路的輸出端R1為低電平，該低電平對計數器中的D 觸發器進行復位，所以計數器的輸出端，也即D觸發器607的Q端為低電平。
[0073] 當elkb出現方波信號時，M0SFET 600每個周期都對電容603進行放電，也即與非 門602的輸入端電壓無法達到與非門的翻轉的閾值電壓，所以與非門的輸出信號R1為高點 平，由於信號R1是整個計數器的復位信號，該信號為高電平時復位無效，同時elkb作為計 數器的時鐘信號，所以前部分的循環計數器開始工作，當循環計數器達到一個周期時，D觸 發器605的輸出出現一個時鐘信號，該時鐘信號作為後部分的移位計數器的時鐘，當時鐘 信號出現一次時，D觸發器606的Q端從低電平變成高電平，當時鐘信號出現第二次時，D觸 發器607的Q端也從低電平變成高電平。從elkb出現方波信號開始算起到D觸發器607 的Q端從低電平變成高電平，該時間間隔即是Tdl。
[0074] 如圖6B所示，第二延時電路（即Td2延遲電路）由復位信號噪聲濾波電路和循環 計數器組成。復位信號噪聲濾波電路由M0SFET 608、電阻609和電容610組成，電阻609的 一端與內部電源vdd相連，電阻609的另外一端與M0SFET 608的漏極相連，其節點作為該 電路的輸出端R2，M0SFET 608的源極與地線相連，電容610連接於M0SFET 608的漏極和源 極之間。循環計數器由N個D觸發器612、613……614組成，其中，N的取值決定了 Td2的 時長，D觸發器612、613......614的復位端引腳R與復位信號噪聲濾波電路的輸出端R2相 連，D觸發器612到614之間總共有N個，每個D觸發器引腳D與其引腳Q-相連，除了 D觸 發器612之外，後一個D觸發器的引腳elk與前一個觸發器的引腳Q-相連，D觸發器612的 引腳elk與一個內部的時鐘信號611相連，D觸發器614的引腳Q-為Td2延遲電路的輸出 端。
[0075] 第二延時電路的工作原理是：當信號elkb的方波存在時，該信號經過復位信號噪 聲濾波電路後的信號R2也為一個方波，該方波不斷對計數器的D觸發器進行復位，所以輸 出端，也即D觸發器614的引腳Q-為高電平。
[0076] 當信號elkb的方波消失時，也即elkb為低電位時，M0SFET 608處於關斷的狀態， 電容610通過電阻609進行充電，輸出端R2為高電平，該高電平使得D觸發器的復位失效， 循環計數器在內部時鐘信號611的驅動下，進行計數。當循環計數器達到一個周期時，Td2 延遲電路的輸出端，即D觸發器614的引腳Q-的電平從高電平變成低電平，從elkb的方波 信號消失到D觸發器614的引腳Q-的電平從高變成低的時間為延遲時間Td2。
[0077] 另外，在輸入開關301開路期間，控制晶片309停止工作，控制晶片309無法通過 供電限流電阻310進行供電，但在輸入開關301開路後的一段時間（一般為3秒）內，控 制晶片內部的狀態存儲器的狀態必須要得到保持，也即在這段時間內必須有另外一個輔助 供電來源。在本發明的LED驅動電路中，引入了儲能電路，用作外部輔助電源，以便在直流 恆流電源的開關切斷之後的預定時間間隔內為LED開關調色溫控制器供電，以保持LED開 關調色溫控制器的內部狀態存儲器中的當前LED燈組驅動狀態。例如，採用供電儲能電容 307,該電容就是為了在輸入開關301開路之後的幾秒鐘內給控制晶片供電，保持內部狀態 存儲器的狀態。該電容在輸入開關301短路期間被充滿電，當輸入開關301開路期間，電容 307進行放電，同時為了保持更長的時間，在輸入開關301開路期間，控制晶片的工作電流 會立刻降低到luA左右，保持時間可以通過改變儲能電容307的大小來調整。
[0078] 本發明的LED開關調色溫控制器，不但可以直接用於隔離的反激恆流電源中，還 可以直接用於非隔離的降壓結構中，如圖8所示。降壓式恆流電源80包括控制晶片800、開 關管801、電流採樣電阻802和整流二極體803,降壓式恆流電源80通過二極體、輸入開關 連接交流電源。
[0079] 如圖8所示，在本發明的第二實施例中，LED驅動電路中，LED開關調色溫控制芯 片806的引腳elk通過採樣電阻805與降壓式恆流電源80中開關管801的漏極（即採樣 節點）連接，同時與電感器804的一端連接，電感器804另一端接地。控制晶片806的引腳 L1和L2分別與驅動開關管808和809的控制端連接，用於分別控制LED燈組810和811的 開啟和關斷（即亮和滅）。供電限流電阻807的一端與輸出的正極（即整流二極體803的 負極）連接，另外一端與控制晶片806的引腳vcc連接，用於對控制晶片806進行供電。儲 能電容812 -端與控制晶片806的引腳vdd連接，另一端與輸出的地線連接。
[0080] 根據本發明一實施例，LED驅動電路包括LED開關調色溫控制晶片、採樣限流電 阻、供電限流電阻、儲能電容和兩個控制不同色溫LED的開關管。採樣限流電阻一端與反激 恆流電源的變壓器次級繞組相連，另一端與LED開關調色溫控制晶片的引腳elk相連，供電 限流電阻的一端與反激恆流電源的輸出正極相連，另一端與LED開關調色溫控制晶片的引 腳vcc相連，儲能電容與LED開關調色溫控制晶片的引腳vdd相連，控制LED的開關管控制 端分別與LED開關調色溫控制晶片的輸出端相連。
[0081] 在該LED驅動電路中通過採樣限流電阻對變壓器次級繞組輸出端進行檢測，當該 節點出現波形，並持續時間超過一個設定的時間，就認為輸入開關短路；當該節點的波形消 失，並持續時間超過一個設定的時間，就認為輸入開關開路。LED開關調色溫控制晶片通過 該採樣限流電阻對變壓器輸出端進行檢測從而判斷輸入開關的動作，進而控制內部狀態。
[0082] 在該LED驅動電路中通過供電限流電阻對LED開關調色溫控制晶片供電，該電阻 提供的電流一部分用於LED開關調色溫控制晶片的正常工作，另外一部分用於對儲能電容 進行充電。
[0083] 在該LED驅動電路中，儲能電容用於當輸入開關開路時對LED開關調色溫控制芯 片供電，以保持LED開關調色溫控制晶片內部的狀態。由於在輸入開關開路時，LED開關調 色溫控制晶片的工作電流降到了 luA左右，所以可以通過改變儲能電容的大小來調整狀態 保持的時間。
[0084] 在該LED驅動電路中，驅動開關管，除了成本考慮而使用三極體之外，當輸出電流 較大時，也可以使用M0SFET代替。
[0085] 本發明LED開關調色溫控制晶片不但可以用於隔離的恆流電源中，也可以用於降 壓模式的恆流控制電路中。根據本發明另一實施例，LED開關調色溫控制晶片的引腳elk 通過採樣電阻與降壓式恆流電源中電感器的一端連接。LED開關調色溫控制晶片輸出端與 開關管控制端連接。供電限流電阻的一端與降壓式恆流電源輸出的正極連接，另外一端與 LED開關調色溫控制晶片的引腳vcc連接。儲能電容一端與LED開關調色溫控制晶片的引 腳vdd連接,另一端與輸出的地線連接。
[0086] 以上實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容並據此實施，並不能限制本發明的保護範圍。凡跟本發明權利要 求範圍所做的均等變化與修飾，均應屬於本發明權利要求的涵蓋範圍。
【權利要求】
1. 一種LED開關調色溫控制器，用於控制由直流恆流電源供電的兩組LED燈組的亮/ 滅，其特徵在於，所述LED開關調色溫控制器包括： 主電源輸入端（vcc)，用於連接外部直流恆流電源； 輔助電源輸入端（vdd)，用於連接外部輔助電源； 內部供電電路（401)，連接於所述主電源輸入端（vcc)和所述輔助電源輸入端（vdd)、 用於為所述LED開關調色溫控制器提供工作電源； 信號輸入端（elk)，用於通過外部採樣電路連接直流恆流電源輸出側的採樣節點 (304)、接收關於所述直流恆流電源的開關動作的採樣檢測信號； 內部狀態存儲器（404)，用於根據所述採樣檢測信號循環改變並存儲LED燈組驅動狀 態； 驅動信號產生電路（405)，用於根據當前LED燈組驅動狀態產生第一驅動信號和第二 驅動信號； 第一驅動信號輸出端（L1)，連接於所述驅動信號產生電路，用於輸出所述第一驅動信 號，以控制第一 LED燈組的亮/滅； 第二驅動信號輸出端（L2)，連接於所述驅動信號產生電路，用於輸出所述第二驅動信 號，以控制第二LED燈組的亮/滅；且 所述信號輸入端（elk)和所述內部狀態存儲器之間，設置有負壓鉗位電路（400)，用於 濾除所述信號輸入端（elk)的負壓信號。
2. 根據權利要求1所述的LED開關調色溫控制器，其特徵在於，所述負壓鉗位電路和所 述內部狀態存儲器之間設置有噪聲抑制電路（402)，用於濾除所述信號輸入端（elk)輸入 的採樣檢測信號的噪聲。
3. 根據權利要求1所述的LED開關調色溫控制器，其特徵在於，所述負壓鉗位電路包 括：第一 N型MOS管（501)、第二N型MOS管（502)和偏置電流源（503);其中，第一 N型MOS 管（501)的柵極和第二N型（502)的柵極相連，並與第二N型MOS管（502)的漏極相連，第 一 N型MOS管（501)的漏極與輔助電源輸入端（vdd)連接；偏置電源一端與輔助電源輸入 端（vdd)連接，另一端與第二N型MOS管（502)的漏極相連，以對第一 N型MOS管（501)和 第二N型（502)進行偏置；第一 N型MOS管（501)的源極連接至信號輸入端（elk)，第二N 型MOS管（502)的源極接地。
4. 根據權利要求2所述的LED開關調色溫控制器，其特徵在於，所述噪聲抑制電路 (402)和所述內部狀態存儲器（404)之間設置有延時電路（403)，用於濾除所述信號輸入端 (elk)出現的短暫信號變化，以避免引發對所述開關動作的誤判斷。
5. 根據權利要求4所述的LED開關調色溫控制器，其特徵在於，所述延時電路（403)包 括由多個D觸發器組成的計數器。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的LED開關調色溫控制器，其特徵在於，所述LED 開關調色溫控制器是集成電路LED開關調色溫控制晶片。
7. -種LED驅動電路，用於控制不同色溫的兩組LED燈組的亮/滅狀態，其特徵在於， 所述LED驅動電路包括：直流恆流電源、如權利要求1至6中任一項所述的LED開關調色溫 控制器、以及第一驅動開關管和第二驅動開關管；其中 LED開關調色溫控制器的信號輸入端（elk)通過採樣電路連接到直流恆流電源輸出側 的採樣節點（304); LED開關調色溫控制器的電源輸入端（vcc)通過供電限流電阻（310、807)連接到直流 恆流電源的輸出端； LED開關調色溫控制器的第一驅動信號輸出端（L1)連接所述第一驅動開關管的控制 端，且第一 LED燈組正極連接於直流恆流電源的輸出端，第一 LED燈組的負極通過第一驅動 開關管接地； LED開關調色溫控制器的第二驅動信號輸出端（L2)連接所述第二驅動開關管的控制 端，且第二LED燈組正極連接於直流恆流電源的輸出端，第二LED燈組的負極通過第二驅動 開關管接地。
8. 根據權利要求7所述的LED驅動電路，其特徵在於，包括用作外部輔助電源的儲能電 路，用於在所述直流恆流電源的開關切斷之後的預定時間間隔內為所述LED開關調色溫控 制器供電，以保持LED開關調色溫控制器的內部狀態存儲器中的當前LED燈組驅動狀態。
9. 根據權利要求8所述的LED驅動電路，其特徵在於， 所述直流恆流電源為反激恆流電源，所述採樣節點為反激恆流電源中變壓器（303)次 級線圈的同名端； 所述儲能電路為儲能電容（307)，所述儲能電容（307) -端接地，另一端接所述LED開 關調色溫控制器的輔助電源輸入端（vdd); 所述採樣電路為採樣限流電阻（305)。
10. 根據權利要求8所述的LED驅動電路，其特徵在於， 所述直流恆流電源為降壓式恆流電源，所述採樣節點為降壓式恆流電源中開關管 (801)的漏極； 所述儲能電路為儲能電容（812)，所述儲能電容（812) -端接地，另一端接所述LED開 關調色溫控制器的輔助電源輸入端（vdd); 所述採樣電路為採樣電阻（805)。
【文檔編號】H05B37/02GK104219840SQ201410428982
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】鄭曰, 廖偉明, 胡小波 申請人:深圳市芯飛凌半導體有限公司