專利名稱：一種led照明驅(qū)動控制電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電路及其控制方法，特別是涉及一種LED照明驅(qū)動控制電路及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的LED照明驅(qū)動控制電路通常都設(shè)置在LED負(fù)載里，如圖1所示，包括AC/DC變換電路和驅(qū)動電路，LED負(fù)載的開啟和關(guān)閉是靠外部的開關(guān)控制的。AC/DC變換電路和驅(qū)動電路發(fā)出的熱量與LED器件本身發(fā)出的熱量疊加在一起，尤其是LED球泡燈和LED日光燈，雖然外形和傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈相似有利于被有傳統(tǒng)意識的公眾所接受，但有限的空間里擠滿了各種零件，熱量不能很有效地及時散發(fā)會導(dǎo)致故障增加，加速了 LED的光衰，減少了壽命，這也成為LED普及的一大障礙。
可調(diào)光的LED驅(qū)動控制電路一般有兩種，一種是可控硅交流斬波式調(diào)光，另一種是PWM式調(diào)光。
可控硅交流斬波式調(diào)光是由調(diào)光器與LED負(fù)載串聯(lián)后與交流電源連接而成，如圖2所示，LED負(fù)載里安裝有可與該調(diào)光器配套的AC/DC變換電路及驅(qū)動電路，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)光器旋鈕改變輸出交流電的斬波角，由LED負(fù)載的AC/DC變換電路及驅(qū)動電路提取所改變的斬波角信息來控制LED負(fù)載電流實現(xiàn)調(diào)光。可控硅交流斬波型調(diào)光方式的優(yōu)點(diǎn)是可直接使用現(xiàn)有技術(shù)的墻壁式調(diào)光器直接控制LED負(fù)載的開啟關(guān)閉以及調(diào)光，免去了重新布線的麻煩及由此帶來的成本提高，但實際使用中會出現(xiàn)AC/DC變換驅(qū)動電路與調(diào)光器參數(shù)匹配不好或電網(wǎng)干擾引起LED的閃爍，效率和功率因數(shù)低等問題，而且存在與上述同樣的散熱問題。
PWM式調(diào)光通常由控制電路的PWM信號輸出端與場效應(yīng)管的柵極連接，場效應(yīng)管的漏極與LED負(fù)載的負(fù)極連接，源極以及控制電路的地與公共地連接，LED負(fù)載正極以與AC/DC驅(qū)動電源的直流恒流輸出端正極連接，控制電路的電源輸入端與AC/DC驅(qū)動電源的Vdd連接，如圖3所示。由控制電路產(chǎn)生占空比可調(diào)的PWM信號給場效應(yīng)管柵極，場效應(yīng)管漏極和源極兩端產(chǎn)生相應(yīng)變化的通斷響應(yīng)來驅(qū)動LED負(fù)載調(diào)光。這種調(diào)光方式解決了可控硅交流斬波式調(diào)光的缺陷，調(diào)光精度高，穩(wěn)定可靠，從圖3可以看出，這種電路的連接特性和多線路的接線方式?jīng)Q定了它不能在現(xiàn)有已經(jīng)鋪設(shè)好的二線制照明線路上直接使用，需重新布線，由此造成了使用上的不便以及使用成本的增加。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種LED照明驅(qū)動控制電路及其控制方法，解決現(xiàn)有LED照明驅(qū)動控制電路不能直接在現(xiàn)有已經(jīng)鋪設(shè)好的照明線路上使用的問題，解決LED負(fù)載的散熱問題，既可以控制LED負(fù)載開啟或關(guān)閉，又可以對負(fù)載進(jìn)行PWM調(diào)光控制，使LED負(fù)載可靠穩(wěn)定工作，推動LED照明在現(xiàn)有條件下的普及。
根據(jù)上述目的發(fā)明的一種LED照明驅(qū)動控制電路，包括具有恒流驅(qū)動電路的LED負(fù)載，其特征在于:
包括開關(guān)兼取電單元(以下簡稱開關(guān)取電單元)和控制單元。
所述開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的一端連接，開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的一端連接，直流電源的另一端與LED負(fù)載的另一端連接，開關(guān)取電單元的電源輸出端與所述控制單元的電源輸入端連接，控制單元的信號輸出端與開關(guān)取電單元的信號輸入端連接。
于一具體實施例中，開關(guān)取電單元包括至少一個場效應(yīng)管，以及二極管、電解電容和穩(wěn)壓電路。
所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與LED負(fù)載的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的柵極與控制單元的信號輸出端連接或通過電阻與控制單元的信號輸出端連接，LED負(fù)載的正極與直流電源的正極連接。
所述二極管的陽極與場效應(yīng)管的漏極連接，二極管的陰極與所述電解電容的正極以及所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接，穩(wěn)壓電路的輸出端與控制單元的電源輸入端連接，場效應(yīng)管的源極、電解電容的負(fù)極、穩(wěn)壓電路的地端以及控制單元的地端與公共地連接。
上述實施例中的另一種方式，所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與LED負(fù)載的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的負(fù)極連接，由所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與直流電源的正極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與LED負(fù)載的正極連接替代。
于另一具體實施例中，開關(guān)取電單元包括至少一個場效應(yīng)管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、三極管，以及二極管、電解電容和穩(wěn)壓電路。
所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的正極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的正極連接，LED負(fù)載的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的柵極與所述第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與場效應(yīng)管的源極連接，所述第二電阻的一端與場效應(yīng)管的柵極連接，第二電阻的另一端與所述三極管的集電極連接，三極管的基極與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與控制單元的信號輸出端連接，所述二極管的陰極與場效應(yīng)管的漏極連接，所述電解電容的正極與場效應(yīng)管的源極以及所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接，穩(wěn)壓電路的輸出端與控制單元的電源輸入端連接，三極管的發(fā)射極、二極管的陽極、電解電容的負(fù)極、穩(wěn)壓電路的地端以及控制單元的地端與公共地連接。
上述實施例中的另一種方式，所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的正極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的正極連接，LED負(fù)載的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，由所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與直流電源的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與LED負(fù)載的負(fù)極連接，LED負(fù)載的正極與直流電源的正極連接替代。
以上所有實施例中，在LED負(fù)載兩端并聯(lián)一電阻。
所述電阻的阻值由R≤(U-Vc-Vd)/Is簡化計算得出，U為直流電源的輸入電壓，Vc為穩(wěn)壓電路輸入端可確保正常工作的最低電壓，Vd為二極管的管壓降，Is為控制單元和穩(wěn)壓電路消耗的最大電流和在工作時損耗的電流之和。
以上所有實施例中，所述控制單元包括微控制器或集成電路。
還包括信息輸入模塊，其輸入模式為按鍵式或觸摸式或感應(yīng)式，信息輸入模塊的信號輸出端與微控制器或集成電路的信號輸入端連接。
還可包括無線或紅外遙控接收電路，其信號輸出端與微控制器或集成電路的信號輸入端連接，其電源端與穩(wěn)壓電路的電源輸出端連接。
一種LED照明驅(qū)動控制電路的控制方法，包括:
控制單元中的微控制器MCU或集成電路按一定的周期檢測輸入的操作信息并根據(jù)接收到的開燈信息或關(guān)燈信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳輸給開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接收信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載點(diǎn)亮或熄滅，場效應(yīng)管與二極管以及電解電容在開燈期間兼起取電和儲能的作用，產(chǎn)生的電力供給控制單元正常工作；
控制方法:
步驟SOl，控制單元中的微控制器MCU或集成電路(以下簡稱MCU)按一定周期檢測輸入信息；
步驟S02，MCU判斷是否接收到輸入的開燈信息，如未收到開燈信息，繼續(xù)檢測，如接收到開燈信息，轉(zhuǎn)步驟S03 ；
步驟S03，MCU發(fā)送PWM信號，該P(yáng)WM信號的占空比接近而不到100 %為95 %、96 %、97%、98%或99%，優(yōu)選值為97%或98%，發(fā)送給場效應(yīng)管；
步驟S04，場效應(yīng)管接收該P(yáng)WM信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載；
步驟S05，LED負(fù)載點(diǎn)亮；
步驟S06，MCU繼續(xù)檢測輸入信息；
步驟S07，判斷是否接收到輸入的關(guān)燈信息，如未收到則轉(zhuǎn)步驟03，如收到則轉(zhuǎn)步驟 S08 ；
步驟S08，MCU停止發(fā)送PWM信號；
步驟S09，場效應(yīng)管未收到PWM信號，響應(yīng)關(guān)斷；
步驟S10，LED負(fù)載熄滅；
取電方法:
關(guān)燈期間或初始上電，開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管處于關(guān)斷狀態(tài)，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容和穩(wěn)壓電路以及控制單元供電，使控制單元正常工作；
開燈期間，場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在低電平時場效應(yīng)管關(guān)斷，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容儲能以及向穩(wěn)壓電路和控制單元供電。場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在高電平時場效應(yīng)管導(dǎo)通，二極管阻止電流逆向通過場效應(yīng)管流入公共地，由電解電容儲存的能量繼續(xù)向穩(wěn)壓電路和控制單元維持供電。
一種LED驅(qū)動控制電路的控制方法,還包括:
控制單元中的微控制器MCU或集成電路按一定的周期檢測輸入的操作信息并根據(jù)接收到的調(diào)光信息或調(diào)光信息變化產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳輸給開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接收信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載調(diào)光，場效應(yīng)管與二極管以及電解電容在開燈期間兼起取電和儲能的作用，產(chǎn)生的電力供給控制單元正常工作；
控制方法:
步驟S10，控制單元中的微控制器MCU或集成電路(以下簡稱MCU)按一定周期檢測輸入信息；
步驟S12，MCU判斷是否接收到輸入的調(diào)光信息，如未收到調(diào)光信息，繼續(xù)檢測，如接收到調(diào)光信息，轉(zhuǎn)步驟S13 ；
步驟S13，MCU發(fā)送相應(yīng)占空比PWM信號給場效應(yīng)管；
步驟S14，場效應(yīng)管接收該P(yáng)WM信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載；
步驟S15，LED負(fù)載按要求的亮度點(diǎn)亮；
步驟S16，MCU繼續(xù)檢測輸入信息；
步驟S17，判斷是否接收到輸入的調(diào)光信息變化信息，如未收到則轉(zhuǎn)步驟13，如收到則轉(zhuǎn)步驟S18 ；
步驟S18，MCU發(fā)送新的PWM信號；
步驟S19，場效應(yīng)管接收新的PWM信號，響應(yīng)新的開關(guān)動作；
步驟S20，LED負(fù)載按調(diào)整后的亮度發(fā)光；
調(diào)光期間取電方法:
場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在低電平時場效應(yīng)管關(guān)斷，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容儲能以及向穩(wěn)壓電路和控制單元供電。場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在高電平時場效應(yīng)管導(dǎo)通，二極管阻止電流逆向通過場效應(yīng)管流入公共地，由電解電容儲存的能量繼續(xù)向穩(wěn)壓電路和控制單元維持供電。
由于本發(fā)明的驅(qū)動控制電路與LED負(fù)載串聯(lián)在直流電源上，解決了現(xiàn)有LED照明驅(qū)動控制電路不能直接在現(xiàn)有已經(jīng)鋪設(shè)好的二線制照明線路上使用的問題，解決了 LED負(fù)載的散熱問題，既可以控制LED負(fù)載開啟或關(guān)閉，又可以對負(fù)載進(jìn)行PWM調(diào)光控制，使用更方便，使LED負(fù)載可靠穩(wěn)定工作，推動了 LED照明在現(xiàn)有條件下的普及。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)LED球泡燈、日光燈和射燈原理框圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)可控硅斬波式LED調(diào)光原理框圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)PWM式LED調(diào)光原理框圖。
圖4是本發(fā)明LED負(fù)載正極接電直流電源正極實施例的原理框圖。
圖5是本發(fā)明LED負(fù)載負(fù)極接電直流電源負(fù)極實施例的原理框圖。
圖6是本發(fā)明場效應(yīng)管為N溝道第一實施例的原理圖。
圖7是本發(fā)明場效應(yīng)管為N溝道第二實施例的原理圖。
圖8是本發(fā)明場效應(yīng)管為P溝道第一實施例的原理圖。
圖9是本發(fā)明場效應(yīng)管為P溝道第二實施例的原理圖。
圖10是本發(fā)明LED負(fù)載原理圖。
圖11是本發(fā)明場效應(yīng)管為N溝道多負(fù)載實施例的原理圖。
圖12是本發(fā)明場效應(yīng)管為P溝道多負(fù)載實施例的原理圖。
圖13是本發(fā)明關(guān)閉LED負(fù)載時PWM信號、場效應(yīng)管D-S端電壓、取電電流以及取電電壓的波形圖。
圖14是本發(fā)明開啟LED負(fù)載時PWM信號、場效應(yīng)管D-S端電壓、取電電流以及取電電壓的波形圖。
圖15是本發(fā)明對LED負(fù)載調(diào)光時PWM信號、場效應(yīng)管D-S端電壓、取電電流以及取電電壓的波形圖。
圖16本發(fā)明的開燈和關(guān)燈流程圖。
圖17本發(fā)明的調(diào)光流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明LED負(fù)載正極接電直流電源正極的實施例如圖4所示，包括具有恒流驅(qū)動電路的LED負(fù)載30、開關(guān)取電單元20和控制單元10。
開關(guān)取電單元20的一端與所述LED負(fù)載30的負(fù)極連接，開關(guān)取電單元20的另一端與直流電源的負(fù)極連接，直流電源的正極與LED負(fù)載的正極連接，開關(guān)取電單元20的電源輸出端與所述控制單元10的電源輸入端連接，對控制單元10供電，控制單元10的信號輸出端與開關(guān)取電單元20的信號輸入端連接。
本發(fā)明LED負(fù)載負(fù)極接電直流電源負(fù)極的實施例如圖5所不,與上一實施例不同的是開關(guān)取電單元20的一端與所述LED負(fù)載30的正極連接，開關(guān)取電單元20的另一端與直流電源的正極連接，直流電源的負(fù)極與LED負(fù)載的負(fù)極連接。
本發(fā)明場效應(yīng)管為N溝道第一實施例如圖6所示，開關(guān)取電單元20包括N溝道場效應(yīng)管Q21、二極管D21、電解電容C21和穩(wěn)壓電路IC21。
N溝道場效應(yīng)管Q21的漏極D作為開關(guān)取電單元20的一端與LED負(fù)載30的負(fù)極連接，N溝道場效應(yīng)管Q21的源極S作為開關(guān)取電單元20的另一端與直流電源的負(fù)極連接，N溝道場效應(yīng)管Q21的柵極G與控制單元10的信號輸出端P連接或通過電阻與控制單元10的信號輸P出端連接，LED負(fù)載30的正極與直流電源的正極連接。
二極管D21的陽極與場效應(yīng)管Q21的漏極D連接，二極管D21的陰極與電解電容C21的正極以及穩(wěn)壓電路IC21的輸入端Vin連接，穩(wěn)壓電路IC21的輸出端Vout與控制單元10的電源輸入端Vdd連接，場效應(yīng)管Q21的源極S、電解電容C21的負(fù)極、穩(wěn)壓電路IC21的地端GND以及控制單元10的地端與公共地連接。
本發(fā)明場效應(yīng)管為N溝道第二實施例如圖7所示，與圖6第一實施例不同的是N溝道場效應(yīng)管Q21的漏極D作為開關(guān)取電單元20的一端與直流電源的正極連接，N溝道場效應(yīng)管Q21的源極S作為開關(guān)取電單元20的另一端與LED負(fù)載30的正極連接，LED負(fù)載30的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接。
本發(fā)明場效應(yīng)管為P溝道第一實施例如圖8所示，開關(guān)取電單元20包括P溝道場效應(yīng)管Q21、第一電阻R21、第二電阻R22、第三電阻R23、三極管Q22，以及二極管D21、電解電容C21和穩(wěn)壓電路IC21。
P溝道場效應(yīng)管Q21的漏極D作為開關(guān)取電單元20的一端與所述LED負(fù)載30的正極連接，P溝道場效應(yīng)管Q21的源極S作為開關(guān)取電單元20的另一端與直流電源的正極連接，LED負(fù)載30的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，P溝道場效應(yīng)管Q21的柵極G與第一電阻R21的一端連接，第一電阻R21的另一端與P溝道場效應(yīng)管Q21的源極S連接，第二電阻R22的一端與P溝道場效應(yīng)管Q21的柵極G連接，第二電阻R22的另一端與三極管Q22的集電極連接，三極管Q22的基極與第三電阻R23的一端連接，第三電阻R23的另一端與控制單元10的信號輸出端P連接，二極管D21的陰極與P溝道場效應(yīng)管Q21的漏極D連接，電解電容C21的正極與P溝道場效應(yīng)管Q21的源極以及穩(wěn)壓電路IC21的輸入端Vin連接，穩(wěn)壓電路IC21的輸出端Vout與控制單元10的電源輸入端Vdd連接，三極管Q22的發(fā)射極、二極管D21的陽極、電解電容C21的負(fù)極、穩(wěn)壓電路IC21的地端GND以及控制單元10的地端與公共地連接。本實施例中的三極管Q22也可用N溝道場效應(yīng)管替代。
本發(fā)明場效應(yīng)管為P溝道第二實施例如圖9所示，與圖8第一實施例不同的是P溝道場效應(yīng)管Q21的漏極D作為開關(guān)取電單元20的一端與直流電源的負(fù)極連接，P溝道場效應(yīng)管Q21的源極S作為開關(guān)取電單元20的另一端與LED負(fù)載30的負(fù)極連接，LED負(fù)載30的正極與直流電源的正極連接。
本發(fā)明LED負(fù)載30的原理圖如圖10所示，在LED負(fù)載兩端并聯(lián)一電阻R31。其目的一是在LED負(fù)載30關(guān)閉時給開關(guān)取電單元20和控制單元10提供電力，二是給LED負(fù)載10 一個旁路分流，使大部分流經(jīng)電阻R31，流經(jīng)LED負(fù)載的電流極其微小，防止LED出現(xiàn)微閃現(xiàn)象。
電阻R31D的阻值R ( (U-Vc-Vd)/Is, U為直流電源的輸入電壓，Vc為穩(wěn)壓電路IC21輸入端可確保正常工作的最低電壓，Vd為二極管D21管壓降，Is為控制單元10和穩(wěn)壓電路IC21消耗的最大電流和在工作時損耗的電流之和，電解電容C21及C22之類的電容損耗可忽略不計。例如，若 Is 為 700 μ A，U = 20V，Vc = 5V，Vd = 0.7V，則 R 彡(U-Vc-Vd) /Is = (20-5-0.7)/0.0007 = 20428.6Q, R ^ 20k。阻值 20k 的電阻與 LED 負(fù)載并聯(lián)所消耗的能量僅為0.002W，若按LED負(fù)載為6W計算，在LED負(fù)載點(diǎn)亮期間僅占0.3/1000的損耗，這與在現(xiàn)有的線路中可采用本發(fā)明以及迅速替代白熾燈和節(jié)能燈所節(jié)約的電力，可忽略不計。況且在多回路的使用場合，可以僅在主回路LED負(fù)載上并聯(lián)電阻，其余回路的LED負(fù)載可不并，這就更可忽略這一及其微小的損耗。
控制單元10包括微控制器或集成電路，還包括信息輸入模塊，其輸入模式為按鍵輸入模式或觸摸輸入模式或感應(yīng)輸入模式，，也可以是三種模式任意組合。信息輸入模塊的信號輸出端與微控制器或集成電路的信號輸入端連接。感應(yīng)式可采用紅外線反射式感應(yīng)或阻隔式感應(yīng)，這種操作模 式適合廚房、衛(wèi)生間或公共場所。也可采用人體熱釋電感應(yīng)，適合樓道使用。在樓道類似需要緊急疏散的照明場合，需要將消防集控線引入到控制單元或開關(guān)取電單元，這樣在危險情況需要緊急疏散時由消防集控線路通過控制單元或開關(guān)取電單元將LED負(fù)載燈具強(qiáng)制打開應(yīng)急照明。
控制單元10還可包括無線或紅外遙控接收電路，其信號輸出端與微控制器或集成電路的信號輸入端連接，其電源輸入端與穩(wěn)壓電路IC21的電源輸出端連接。
本發(fā)明場效應(yīng)管為N溝道多負(fù)載實施例如圖11所示，控制單元10的信號輸出端PU P2和P3分別連接控制LED負(fù)載31回路的N溝道場效應(yīng)管Q21、控制LED負(fù)載32回路的N溝道場效應(yīng)管Q22和控制LED負(fù)載33回路的N溝道場效應(yīng)管Q23的柵極，LED負(fù)載32和33回路節(jié)省了如LED負(fù)載31回路里的取電用的二極管，可穩(wěn)定可靠工作。
上述實施例還可拆分為三路獨(dú)立的控制電路，分別由三個控制單元對各自的場效應(yīng)管進(jìn)行控制，地端公共連接，這對于控制單元采用的微控制器或集成電路僅有一個PWM信號輸出接口的電路是行之有效的。
本發(fā)明場效應(yīng)管為P溝道多負(fù)載實施例如圖12所示，控制單元10的信號輸出端P1、P2和P3通過電阻R23、R26和R29分別連接控制LED負(fù)載31回路的三極管Q22、控制LED負(fù)載32回路的三極管Q24和控制LED負(fù)載33回路的三極管Q26的基極，LED負(fù)載32和33回路節(jié)省了如LED負(fù)載31回路里的取電用的二極管，可穩(wěn)定可靠工作。
上述實施例也可拆分為三路獨(dú)立的控制電路，分別由三個控制單元對各自的場效應(yīng)管進(jìn)行控制，這對于控制單元采用的微控制器或集成電路僅有一個PWM信號輸出接口的架構(gòu)也是行之有效的。
控制單元10還可設(shè)置通訊接口，可接收來自外部的操作及控制信息。
本發(fā)明還提供了一種LED照明驅(qū)動控制電路的控制方法:
控制單元中的微控制器MCU或集成電路按一定的周期檢測輸入的操作信息并根據(jù)接收到的開燈信息或關(guān)燈信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳輸給開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接收信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載點(diǎn)亮或熄滅，場效應(yīng)管與二極管以及電解電容在開燈期間兼起取電和儲能的作用，產(chǎn)生的電力供給控制單元正常工作。
圖16給出了本發(fā)明的開燈和關(guān)燈流程圖，包括以下步驟:
步驟SOl，控制單元中的微控制器MCU或集成電路(以下簡稱MCU)按一定周期檢測輸入信息；
步驟S02，MCU判斷是否接收到輸入的開燈信息，如未收到開燈信息，繼續(xù)檢測，如接收到開燈信息，轉(zhuǎn)步驟S03 ；
步驟S03，MCU發(fā)送PWM信號，該P(yáng)WM信號的占空比接近而不到100 %為95 %、96 %、97%、98%或99%，優(yōu)選值為97%或98%，發(fā)送給場效應(yīng)管；
步驟S04，場效應(yīng)管接收該P(yáng)WM信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載；
步驟S05，LED負(fù)載點(diǎn)亮；
步驟S06，MCU繼續(xù)檢測輸入信息；
步驟S07，判斷是否接收到輸入的關(guān)燈信息，如未收到則轉(zhuǎn)步驟03，如收到則轉(zhuǎn)步驟 S08 ；
步驟S08，MCU停止發(fā)送PWM信號；
步驟S09，場效應(yīng)管未收到PWM信號，響應(yīng)關(guān)斷；
步驟S10，LED負(fù)載熄滅。
開燈和關(guān)燈期間取電方法如下:
關(guān)燈期間或初始上電，開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管處于關(guān)斷狀態(tài)，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容和穩(wěn)壓電路以及控制單元供電，使控制單元正常工作，各采集點(diǎn)的波形如圖13所示。
開燈期間，場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在低電平時場效應(yīng)管關(guān)斷，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容儲能以及向穩(wěn)壓電路和控制單元供電。場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在高電平時場效應(yīng)管導(dǎo)通，二極管阻止電流逆向通過場效應(yīng)管流入公共地，由電解電容儲存的能量繼續(xù)向穩(wěn)壓電路和控制單元維持供電。各采集點(diǎn)的波形如圖14所示，以PWM信號占空比為97%來說明本發(fā)明的控制和取電方法及原理。
本發(fā)明提供的LED驅(qū)動控制電路的控制方法還包括以下步驟:
控制單元中的微控制器MCU或集成電路按一定的周期檢測輸入的操作信息并根據(jù)接收到的調(diào)光信息或調(diào)光信息變化產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳輸給開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接收信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載調(diào)光，場效應(yīng)管與二極管以及電解電容在開燈期間兼起取電和儲能的作用，產(chǎn)生的電力供給控制單元正常工作。
圖17給出了本發(fā)明的調(diào)光流程圖，包括以下步驟:
步驟S10，控制單元中的微控制器MCU或集成電路(以下簡稱MCU)按一定周期檢測輸入信息；
步驟S12，MCU判斷是否接收到輸入的調(diào)光信息，如未收到調(diào)光信息，繼續(xù)檢測，如接收到調(diào)光信息，轉(zhuǎn)步驟S13 ；
步驟S13，MCU發(fā)送相應(yīng)占空比PWM信號給場效應(yīng)管；
步驟S14，場效應(yīng)管接收該P(yáng)WM信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載；
步驟S15，LED負(fù)載按要求的亮度點(diǎn)亮；
步驟S16，MCU繼續(xù)檢測輸入信息；
步驟S17，判斷是否接收到輸入的調(diào)光信息變化信息，如未收到則轉(zhuǎn)步驟13，如收到則轉(zhuǎn)步驟S18 ；
步驟S18，MCU發(fā)送新的PWM信號；
步驟S19，場效應(yīng)管接收新的PWM信號，響應(yīng)新的開關(guān)動作；
步驟S20，LED負(fù)載按調(diào)整后的亮度發(fā)光。
執(zhí)行調(diào)光操作期間，取電原理與開燈期間相同，只是PWM信號的占空比不同，各采集點(diǎn)的波形如圖15所示，僅以調(diào)光占空比為10%來說明本發(fā)明的控制和取電方法及原理。
應(yīng)該指出，上述步驟結(jié)合圖16和圖17給出的流程圖僅描述了本發(fā)明控制方法的主要技術(shù)特征及其步驟和流程，步驟SOl至SlO和步驟Sll至S20之間應(yīng)該按用戶實有可能的操作信息相互關(guān)聯(lián)和穿插。如實際操作會出現(xiàn)進(jìn)行到步驟S02接收到開燈信息后MCU檢測到輸入的調(diào)光信息，這樣必須響應(yīng)這一信息而轉(zhuǎn)到步驟S13。如進(jìn)行到步驟S20后MCU檢測到關(guān)燈信息并作出 判斷，則立即響應(yīng)這一信息而轉(zhuǎn)到S08。這些按實際操作與使用的具體程序及各個步驟之間的相互關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)化屬于現(xiàn)有技術(shù)，是本領(lǐng)域的普通程序員可順利完成的，在此不做詳細(xì)描述。
本發(fā)明所述的直流電源輸入端連接一個AC/DC電源適配器，將AC交流轉(zhuǎn)換為DC直流，其輸出電壓為彡36V的安全電壓。此外直流電源輸入端還可以連接AC/DC電路，將AC220V或IlOV交流直接轉(zhuǎn)換為相同電壓的直流，這就要求LED負(fù)載為高壓直流負(fù)載，這種方法轉(zhuǎn)換效率更高，但對LED負(fù)載的要求更高，安全性不如前者，因此，一般優(yōu)選前者。由于可采用AC/DC適配器輸出直流控制多條回路的LED負(fù)載，輸出功率要比單個LED負(fù)載里內(nèi)置的AC/DC變換器大很多，眾所周知，AC/DC適配器功率越大，效率越容易做的高，因此，本發(fā)明還可提高LED照明的效率。
對于本發(fā)明在室內(nèi)的應(yīng)用，AC/DC變換器可安裝在配電盤里或在旁邊采用壁掛式安裝，將原照明線路的火線L和零線N在配電盤里與斷路器下端的接線端拆下，將AC/DC變換器的AC220V輸入端直接與斷路器下端連接，直流輸出端與拆下的照明線路的火線L和零線N連接，將原來每個房間的單火線墻壁開關(guān)拆下，直接替換成帶有本發(fā)明電路的驅(qū)動控制開關(guān)，再將燈具更換為本發(fā)明的LED負(fù)載燈具，即可實現(xiàn)室內(nèi)LED照明系統(tǒng)的替換原系統(tǒng)。
與LED負(fù)載并聯(lián)的電阻既可以并聯(lián)在LED負(fù)載燈具里內(nèi)置，也可以并聯(lián)在線路與LED負(fù)載燈具的接線端上外置。對于外置電阻，可做成帶有引線或端子的小模塊，這樣更加便于安裝。
本發(fā)明中所描述的LED負(fù)載里的恒流驅(qū)動電路為現(xiàn)有技術(shù)，圖10也僅給出了其中的一種恒流電路，本發(fā)明對于其它拓?fù)淠Ｊ降暮懔麟娐吠瑯舆m用。PWM頻率要選擇察覺不到閃爍并對健康無害的頻率，通常在IOOHz 1000Hz內(nèi)選擇，這也屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇，在此不做具體界定。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED照明驅(qū)動控制電路，包括具有恒流驅(qū)動電路的LED負(fù)載，其特征在于: 包括開關(guān)取電單元和控制單元； 所述開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的一端連接，開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的一端連接，直流電源的另一端與LED負(fù)載的另一端連接，開關(guān)取電單元的電源輸出端與所述控制單元的電源輸入端連接，控制單元的信號輸出端與開關(guān)取電單元的信號輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于: 開關(guān)取電單元包括至少一個場效應(yīng)管，以及二極管、電解電容和穩(wěn)壓電路； 所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與LED負(fù)載的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的柵極與控制單元的信號輸出端連接或通過電阻與控制單元的信號輸出端連接，LED負(fù)載的正極與直流電源的正極連接； 所述二極管的陽極與場效應(yīng)管的漏極連接，二極管的陰極與所述電解電容的正極以及所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接，穩(wěn)壓電路的輸出端與控制單元的電源輸入端連接，場效應(yīng)管的源極、電解電容的負(fù)極、穩(wěn)壓電路的地端以及控制單元的地端與公共地連接。
3.如權(quán)利要求2所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于: 所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與LED負(fù)載的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一 端與直流電源的負(fù)極連接，由所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與直流電源的正極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與LED負(fù)載的正極連接替代。
4.如權(quán)利要求1所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于: 開關(guān)取電單元包括至少一個場效應(yīng)管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、三極管，以及二極管、電解電容和穩(wěn)壓電路； 所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的正極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的正極連接，LED負(fù)載的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的柵極與所述第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與場效應(yīng)管的源極連接，所述第二電阻的一端與場效應(yīng)管的柵極連接，第二電阻的另一端與所述三極管的集電極連接，三極管的基極與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與控制單元的信號輸出端連接，所述二極管的陰極與場效應(yīng)管的漏極連接，所述電解電容的正極與場效應(yīng)管的源極以及所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接，穩(wěn)壓電路的輸出端與控制單元的電源輸入端連接，三極管的發(fā)射極、二極管的陽極、電解電容的負(fù)極、穩(wěn)壓電路的地端以及控制單元的地端與公共地連接。
5.如權(quán)利要求4所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于: 所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的正極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的正極連接，LED負(fù)載的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，由所述場效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)取電單元的一端與直流電源的負(fù)極連接，場效應(yīng)管的源極作為開關(guān)取電單元的另一端與LED負(fù)載的負(fù)極連接，LED負(fù)載的正極與直流電源的正極連接替代。
6.如以上所有權(quán)利要求所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于:在所述LED負(fù)載兩端并聯(lián)一電阻。
7.如權(quán)利要求6所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于: 所述電阻的阻值由R ( (U-Vc-Vd)/Is簡化計算得出，U為直流電源的輸入電壓，Vc為穩(wěn)壓電路輸入端可確保正常工作的最低電壓，Vd為二極管的管壓降，Is為控制單元和穩(wěn)壓電路消耗的最大電流和在工作時損耗的電流之和。
8.如權(quán)利要求1至5的任何一項所述的LED照明驅(qū)動控制電路，其特征在于: 所述控制單元包括微控制器或集成電路； 還包括信息輸入模塊，其輸入模式為按鍵輸入模式或觸摸輸入模式或感應(yīng)輸入模式，信息輸入模塊的信號輸出端與微控制器或集成電路的信號輸入端連接； 還可包括無線或紅外遙控接收電路，其信號輸出端與微控制器或集成電路的信號輸入端連接，其電源端與穩(wěn)壓電路的電源輸出端連接。
9.一種LED照明驅(qū)動控制電路的控制方法，其特征在于包括: 控制單元中的微控制器MCU或集成電路按一定的周期檢測輸入的操作信息并根據(jù)接收到的開燈信息或關(guān)燈信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳輸給開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接收信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載點(diǎn)亮或熄滅，場效應(yīng)管與二極管以及電解電容在開燈期間兼起取電和儲能的作用，產(chǎn)生的電力供給控制單元正常工作； 控制方法: 步驟S01，控制單元中的微控制器MCU或集成電路(以下簡稱MCU)按一定周期檢測輸入信息； 步驟S02，MCU判斷是否接收到輸入的開燈信息，如未收到開燈信息，繼續(xù)檢測，如接收到開燈信息，轉(zhuǎn)步驟S03 ； 步驟S03，MCU發(fā)送PWM信號，該P(yáng)WM信號的占空比接近而不到100 %為95 %、96 %、97%、98%或99%，優(yōu)選值為97%或98%，發(fā)送給場效應(yīng)管； 步驟S04，場效應(yīng)管接收該P(yáng)WM信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載； 步驟S05，LED負(fù)載點(diǎn)亮； 步驟S06，MCU繼續(xù)檢測輸入信息； 步驟S07，判斷是否接收到輸入的關(guān)燈信息，如未收到則轉(zhuǎn)步驟03，如收到則轉(zhuǎn)步驟S08 ； 步驟S08，MCU停止發(fā)送PWM信號； 步驟S09，場效應(yīng)管未收到PWM信號，響應(yīng)關(guān)斷； 步驟S10，LED負(fù)載熄滅； 取電方法: 關(guān)燈期間或初始上電，開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管處于關(guān)斷狀態(tài)，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容和穩(wěn)壓電路以及控制單元供電，使控制單元正常工作； 開燈期間，場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在低電平時場效應(yīng)管關(guān)斷，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容儲能以及向穩(wěn)壓電路和控制單元供電。場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在高電平時場效應(yīng)管導(dǎo)通，二極管阻止電流逆向通過場效應(yīng)管流入公共地，由電解電容儲存的能量繼續(xù)向穩(wěn)壓電路和控制單元維持供電。
10.如權(quán)利要求9所述的LED驅(qū)動控制電路的控制方法，其特征在于還包括: 控制單元中的微控制器MCU或集成電路按一定的周期檢測輸入的操作信息并根據(jù)接收到的調(diào)光信息或調(diào)光信息變化產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳輸給開關(guān)取電單元中的場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接收信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載調(diào)光，場效應(yīng)管與二極管以及電解電容在開燈期間兼起取電和儲能的作用，產(chǎn)生的電力供給控制單元正常工作； 控制方法: 步驟S10，控制單元中的微控制器MCU或集成電路(以下簡稱MCU)按一定周期檢測輸入信息； 步驟S12，MCU判斷是否接收到輸入的調(diào)光信息，如未收到調(diào)光信息，繼續(xù)檢測，如接收到調(diào)光信息，轉(zhuǎn)步驟S13 ； 步驟S13，MCU發(fā)送相應(yīng)占空比PWM信號給場效應(yīng)管； 步驟S14，場效應(yīng)管接收該P(yáng)WM信號并響應(yīng)開關(guān)動作，驅(qū)動LED負(fù)載； 步驟S15，LED負(fù)載按要求的亮度點(diǎn)亮； 步驟S16，MCU繼續(xù)檢測輸入信息； 步驟S17，判斷是否接收到輸入的調(diào)光信息變化信息，如未收到則轉(zhuǎn)步驟13，如收到則轉(zhuǎn)步驟S18 ； 步驟S18，MCU發(fā)送新的PWM信號； 步驟S19，場效應(yīng)管接收新的PWM信號，響應(yīng)新的開關(guān)動作； 步驟S20，LED負(fù)載按調(diào)整后的亮度發(fā)光； 調(diào)光期間取電方法: 場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在低電平時場效應(yīng)管關(guān)斷，直流電源的電流經(jīng)LED負(fù)載和負(fù)載兩端的電阻以及二極管給電解電容儲能以及向穩(wěn)壓電路和控制單元供電。場效應(yīng)管接收到的PWM信號處在高電平時場效應(yīng)管導(dǎo)通，二極管阻止電流逆向通過場效應(yīng)管流入公共地，由電解電容儲存的 能量繼續(xù)向穩(wěn)壓電路和控制單元維持供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED照明驅(qū)動控制電路及其控制方法。包括具有恒流驅(qū)動電路的LED負(fù)載，開關(guān)取電單元和控制單元，開關(guān)取電單元的一端與所述LED負(fù)載的一端連接，開關(guān)取電單元的另一端與直流電源的一端連接，直流電源的另一端與LED負(fù)載的另一端連接，開關(guān)取電單元的電源輸出端與所述控制單元的電源輸入端連接，控制單元的信號輸出端與開關(guān)取電單元的信號輸入端連接。本發(fā)明解決了現(xiàn)有LED照明驅(qū)動控制電路不能直接在現(xiàn)有已經(jīng)鋪設(shè)好的二線制照明線路上使用的問題，解決了LED負(fù)載的散熱問題，既可以控制LED負(fù)載開啟或關(guān)閉，又可以對負(fù)載進(jìn)行PWM調(diào)光控制，使用更方便，使LED負(fù)載可靠穩(wěn)定工作，推動了LED照明在現(xiàn)有條件下的普及。
文檔編號H05B37/02GK103108431SQ201110357660
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者金德奎 申請人:金德奎