LED控制电路及LED灯的制作方法

led控制电路及led灯
技术领域
1.本实用新型涉及led控制技术领域，尤其是一种led控制电路及led灯。


背景技术：

2.现有技术中，以发光二极管(light emitting diode，led)作为照明灯具，一般以恒流方式驱动发光二极管，发光二极管的亮度以脉宽调制(pulse width modulation，pwm)方式控制。采用发光二极管进行照明具有发光效率高、节能效果明显、寿命长以及无污染等显著优点。
3.目前，在一些led驱动电源中，led灯的供电与led灯的控制信号不在一个参考地平面，如果要在它们之间建立通讯通路，就需要电压隔离，通常，使用诸如光耦、电感或电容之类的耦合器件来建立通信路径以达到电压隔离的目的，不共地信号通过诸如光耦、电感或电容之类的耦合器件传输，这些方法复杂且昂贵。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种led控制电路及led灯，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
5.第一方面，提供一种led控制电路，用于驱动led负载，包括供电端、驱动控制电路、转换控制电路和开关电路；
6.供电端连接驱动控制电路以及用于连接led负载的阳极，向驱动控制电路和led负载提供直流功率；
7.开关电路的第一端用于连接led负载的阴极，开关电路的第二端连接驱动控制电路，开关电路导通时，供电端输出的直流电流依次经过led负载、转换控制电路和驱动控制电路；
8.转换控制电路的输入端用于连接第一控制信号，转换控制电路的输出端连接开关电路的触发端，转换控制电路与驱动控制电路分别连接相同的电位参考点，转换控制电路用于在接入第一控制信号时控制开关电路的导通或关断，从而控制led负载的亮灭。
9.进一步，驱动控制电路用于连接第二控制信号，第二控制信号与驱动控制电路连接相同的电位参考点，驱动控制电路用于根据接入的第二控制信号控制led负载的电流，以调节led负载的亮度。
10.进一步，驱动控制电路包括恒流驱动模块、储能子电路、续流二极管、电流采样子电路和滤波子电路；
11.恒流驱动模块的驱动输入端分别连接储能子电路的一端和续流二极管的阳极，恒流驱动模块的驱动输出端接地，储能子电路的另一端分别连接开关电路的第二端和滤波子电路的一端，续流二极管的阴极连接供电端，滤波子电路的另一端连接供电端，恒流驱动模块的电流采样端通过电流采样子电路接地，恒流驱动模块的取电端连接供电端。
12.进一步，转换控制电路包括第一转换控制模块和第二转换控制模块，第一转换控
制模块的第一端以及第二转换控制模块的触发端和第一端分别连接直流电压，第一转换控制模块的第二端接地，第一转换控制模块的触发端用于连接第一控制信号；
13.开关电路包括第一开关模块，第一开关模块的第一端用于连接led负载的阴极，第一开关模块的第二端连接驱动控制电路，第一开关模块的触发端连接第二转换控制模块的第二端。
14.进一步，开关电路还包括第二开关模块，第二开关模块的第一端用于连接led负载的阴极，第二开关模块的第二端连接驱动控制电路，第二开关模块的触发端连接直流电压，第一开关模块连接的led负载与第二开关模块连接的led负载并联。
15.进一步，第一转换控制模块接入第一控制信号时，第一开关模块导通，第二开关模块关断；或者是
16.第一转换控制模块接入第一控制信号时，第一开关模块关断，第二开关模块导通。
17.进一步，第一转换控制模块接入第一控制信号时，第一开关模块和第二开关模块同时导通；或者是
18.第一转换控制模块接入第一控制信号时，第一开关模块和第二开关模块同时关断。
19.进一步，第一转换控制模块包括第一开关、第一分压子电路、第二分压子电路和第一偏置子电路；第一分压子电路的一端用于连接第一控制信号，第一分压子电路的另一端分别连接第一开关的触发端和第一偏置子电路的一端，第一开关的第一端通过第二分压子电路连接直流电压，第一开关的第二端和第一偏置子电路的另一端接地；
20.第二转换控制模块包括第三开关和第四分压子电路；第四分压子电路的一端连接直流电压，第四分压子电路的另一端连接第三开关的触发端，第三开关的第一端连接直流电压；
21.第一开关模块包括第二开关、第三分压子电路和第二偏置子电路；第三分压子电路的一端连接第三开关的第二端，第三分压子电路的另一端分别连接第二开关的触发端和第二偏置子电路的一端，第二开关的第一端连接用于连接led负载的阴极，第二开关的第二端和第二偏置子电路的另一端分别连接驱动控制电路；
22.第一开关选用npn型三极管或n型mos管，第三开关选用pnp型三极管或p型mos管；或者是第一开关选用pnp型三极管或p型mos管，第三开关选用npn型三极管或n型mos管。
23.进一步，第二开关模块包括第四开关、第五分压子电路、稳压子电路和第二二极管；第五分压子电路的一端连接直流电压，第五分压子电路的另一端分别连接第四开关的触发端和稳压子电路的一端，第四开关的第一端用于连接led负载的阴极，第四开关的第二端和稳压子电路的另一端连接驱动控制电路，第二二极管的阴极连接第二开关的第一端，第二二极管的阳极连接第四开关的触发端。
24.进一步，第二开关模块包括第四开关、第五分压子电路和稳压子电路；第五分压子电路的一端连接直流电压，第五分压子电路的另一端分别连接第四开关的触发端和稳压子电路的一端，第四开关的第一端用于连接led负载的阴极，第四开关的第二端和稳压子电路的另一端连接驱动控制电路。
25.第二方面，提供一种led灯，包括第一方面的led控制电路。
26.本实用新型的有益效果：通过转换控制电路接收控制信号来控制led负载的导通
情况，转换控制电路与led负载直流通路上的驱动控制电路连接相同的电位参考点，使led负载的供电与led负载的控制信号不在一个参考地平面也能实现控制效果，实地控制信号对不共地led负载的控制，供电和控制状态稳定，无需使用光耦、电感或电容之类的耦合器件。
附图说明
27.图1是一实施例提供的led控制电路的电路结构图。
28.图2是一实施例提供的驱动控制电路的电路结构图。
29.图3是第一个实施例提供的转换控制电路和开关电路的电路结构图。
30.图4是第二个实施例提供的转换控制电路和开关电路的电路结构图。
31.图5是第三个实施例提供的转换控制电路和开关电路的电路结构图。
具体实施方式
32.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的描述。
33.在本实用新型的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。另外，全文中出现的和/或，表示三个并列方案，例如，a和/或b表示a满足的方案、b满足的方案或者a和b同时满足的方案。
34.在本实用新型的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
35.如背景技术所述，led驱动电源中对led负载的供电与led负载的控制信号不在一个参考地平面，如果要在它们之间建立通讯通路，就需要电压隔离，通常，使用诸如光耦、电感或电容之类的耦合器件来建立通信路径以达到电压隔离的目的，从而确保对led负载的供电与led负载的控制信号处于一个参考地平面，供电和控制状态稳定，然而使用光耦、电感或电容之类的耦合器件会使电源结构复杂且体积大幅增加，材料成本昂贵。
36.基于此，本实用新型的第一方面提出一种led控制电路，用于驱动led负载，能够在不使用光耦、电感或电容等耦合器件的基础上，使led负载的供电与led负载的控制信号不在一个参考地平面也能实现控制效果，确保供电和控制状态稳定可靠。
37.参阅图1，图1是第一个实施例的led控制电路的结构示意图。如图1所示，该led控制电路包括供电端vin、驱动控制电路100、转换控制电路200和开关电路300，用于驱动led负载。
38.在led控制电路中，供电端vin连接驱动控制电路100以及用于连接led负载的阳极，向驱动控制电路100和led负载提供直流功率；开关电路300的第一端用于连接led负载的阴极，开关电路300的第二端连接驱动控制电路100，开关电路300导通时，供电端vin、led负载、转换控制电路200和驱动控制电路100形成直流通路；转换控制电路200的输入端用于连接第一控制信号pwm1，转换控制电路200的输出端连接开关电路300的触发端，转换控制
电路200与驱动控制电路100分别连接相同的电位参考点，转换控制电路200用于在接入第一控制信号pwm1时控制开关电路300的导通或关断，从而控制led负载的亮灭。
39.本实施例中，供电端vin输出直流功率，向驱动控制电路100和led负载提供直流功率，驱动控制电路100上电启动，当转换控制电路200接入第一控制信号pwm1时，转换控制电路200控制开关电路300导通，以使供电端vin、led负载、转换控制电路200和驱动控制电路100形成直流通路，led负载发光。由于驱动控制电路100与转换控制电路200分别连接相同的电位参考点，更为具体的是驱动控制电路100与转换控制电路200分别连接相同的参考地，第一控制信号pwm1作为开关控制信号输入至转换控制电路200，在转换控制电路200接入第一控制信号pwm1并控制开关电路300导通时，供电端vin与驱动控制电路100形成电压差，led负载发光，从而实现实地控制信号对不共地led负载的控制。
40.其中一个实施例中，如图2所示，驱动控制电路100用于连接第二控制信号pwm2，第二控制信号pwm2与驱动控制电路100连接相同的电位参考点，驱动控制电路100用于根据接入的第二控制信号pwm2控制led负载的电流，以调节led负载的亮度。
41.本实施例中，第二控制信号pwm2作为调光控制信号输入至驱动控制电路100，通过控制驱动控制电路100与供电端vin之间的电压差，调节led负载的亮度。例如，第二控制信号pwm2降低驱动控制电路100与供电端vin之间的电压差，led负载的亮度降低，第二控制信号pwm2升高驱动控制电路100与供电端vin之间的电压差，led负载的亮度提升。
42.作为一种可选的实施方式，如图2所示，驱动控制电路100包括恒流驱动模块110、储能子电路120、续流二极管d1、电流采样子电路130和滤波子电路140。具体地，恒流驱动模块110的驱动输入端分别连接储能子电路120的一端和续流二极管d1的阳极，恒流驱动模块110的驱动输出端接地，储能子电路120的另一端分别连接开关电路300的第二端和滤波子电路140的一端，续流二极管d1的阴极连接供电端vin，滤波子电路140的另一端连接供电端vin，恒流驱动模块110的电流采样端通过电流采样子电路130接地。
43.恒流驱动模块110根据第二控制信号pwm2调节led负载的阳极和阴极之间的压差，以控制led负载的亮度。恒流驱动模块110通过电流采样子电路130对驱动输出端的电压进行采集，通过采集得到的电压值以及电流采样子电路130的内阻对电流采样信号进行计算，进而对led负载的电流进行控制，实现恒流控制。
44.更为具体地，恒流驱动模块110选用恒流驱动芯片u1，电流采样子电路130包括第一采样电阻rs1和第二采样电阻rs2，第一采样电阻rs1和第二采样电阻rs2并联，储能子电路120包括第一电感l1，滤波子电路140包括第一电解电容ce1，第一电解电容ce1的阳极连接供电端vin，第一电解电容ce1的阴极通过第一电感l1连接恒流驱动模块110的驱动输入端。
45.其中一个实施例中，如图3所示，转换控制电路200包括第一转换控制模块210和第二转换控制模块220，开关电路300包括第一开关模块310。具体地，第一转换控制模块210的第一端以及第二转换控制模块220的触发端和第一端分别连接直流电压led ，第一转换控制模块210的第二端接地，第一转换控制模块210的触发端用于连接第一控制信号pwm1，第一开关模块310的第一端用于连接led负载的阴极，第一开关模块310的第二端连接驱动控制电路100，第一开关模块310的触发端连接第二转换控制模块220的第二端。
46.转换控制电路200实现实地控制信号对不共地led负载的控制。其中，第一转换控
制模块210和第二转换控制模块220控制直流电压led 的流向，当第一控制信号pwm1触发第一转换控制模块210导通时，直流电压led 通过第一转换控制模块210流向参考地，拉低第二转换控制模块220的触发端的电压，使得第二转换控制模块220导通，直流电压led 流向第一开关模块310的触发端，触发第一开关模块310导通，led负载两端形成的压差导通led负载，led负载发光。
47.进一步，第一转换控制模块210包括第一开关q1、第一分压子电路211、第二分压子电路212和第一偏置子电路213；第一分压子电路211的一端用于连接第一控制信号pwm1，第一分压子电路211的另一端分别连接第一开关q1的触发端和第一偏置子电路213的一端，第一开关q1的第一端通过第二分压子电路212连接直流电压led ，第一开关q1的第二端和第一偏置子电路213的另一端接地。第二转换控制模块220包括第三开关q3和第四分压子电路221；第四分压子电路221的一端连接直流电压led ，第四分压子电路221的另一端连接第三开关q3的触发端，第三开关q3的第一端连接直流电压led 。第一开关模块310包括第二开关q2、第三分压子电路311和第二偏置子电路312；第三分压子电路311的一端连接第三开关q3的第二端，第三分压子电路311的另一端分别连接第二开关q2的触发端和第二偏置子电路312的一端，第二开关q2的第一端连接用于连接led负载的阴极，第二开关q2的第二端和第二偏置子电路312的另一端分别连接驱动控制电路100。其中，第一开关q1选用npn型三极管或n型mos管，第三开关q3选用pnp型三极管或p型mos管；或者是第一开关q1选用pnp型三极管或p型mos管，第三开关q3选用npn型三极管或n型mos管。
48.其中一个实施例中，如图4所示，在图3实施例的基础上，开关电路300还包括第二开关模块320，通过第一开关模块310和第二开关模块320分别对至少两组led负载进行控制。具体地，第二开关模块320的第一端用于连接led负载的阴极，第二开关模块320的第二端连接驱动控制电路100，第二开关模块320的触发端连接连接直流电压led ，第一开关模块310连接的led负载与第二开关模块320连接的led负载并联。
49.本实施例中，第一转换控制模块210接入第一控制信号pwm1时，第一转换控制模块210和第二转换控制模块220同时导通，以使第一开关模块310关断，第二开关模块320导通；或者是第一转换控制模块210接入第一控制信号pwm1时，第一转换控制模块210和第二转换控制模块220同时断开，以使第一开关模块310导通，第二开关模块320关断。当第一控制信号pwm1触发第一转换控制模块210导通时，第二转换控制模块220也同时导通，直流电压led 通过第一转换控制模块210流向参考地以及通过第二转换控制模块220流向第一开关模块310的触发端，使第一开关模块310导通，拉低第二开关模块320的触发端电平，使第二开关模块320关断，第一开关模块310连接的led负载发光，第二开关模块320连接的led负载不发光；当第一控制信号pwm1触发第一转换控制模块210关断时，第二转换控制模块220同时关断，直流电压led 流向第一开关模块310的触发端，使第一开关模块310关断而第二开关模块320导通，第一开关模块310连接的led负载不发光，第二开关模块320连接的led负载发光。
50.进一步，第二开关模块320包括第四开关q4、第五分压子电路321、稳压子电路322和第二二极管d2。具体地，第五分压子电路321的一端连接直流电压，第五分压子电路321的另一端分别连接第四开关q4的触发端和稳压子电路322的阴极，第四开关q4的第一端用于连接led负载的阴极，第四开关q4的第二端和稳压子电路322的阳极连接驱动控制电路，第
二二极管d2的阴极连接第二开关q2的第一端，第二二极管d2的阳极连接第四开关q4的触发端。当第二开关q2导通时，通过第二二极管d2拉低第四开关q4的触发端电平，以使第四开关q4关断。本实施例中，稳压子电路322采用稳压二极管zd1，稳压二极管zd1的阴极连接第四开关q4的触发端，稳压二极管zd1的阳极连接第四开关q4的第二端。在一些其他实施例中，稳压二极管zd1还可以选用电阻。
51.其中一个实施例中，如图5所示，开关电路300包括第一开关模块310和第二开关模块320，通过第一开关模块310和第二开关模块320分别对至少两组led负载进行控制，与图4实施例的区别是，第一转换控制模块210接入第一控制信号pwm1时，第一开关模块310和第二开关模块320同时导通，或者是第一转换控制模块210接入第一控制信号pwm1时，第一开关模块310和第二开关模块320同时关断。
52.具体地，第二开关模块320包括第四开关q4、第五分压子电路321和稳压子电路322。第五分压子电路321的一端连接直流电压led ，第五分压子电路321的另一端分别连接第四开关q4的触发端和稳压子电路322的一端，第四开关q4的第一端用于连接led负载的阴极，第四开关q4的第二端和稳压子电路322的另一端连接驱动控制电路100。本实施例中，当第一控制信号pwm1触发第一转换控制模块210导通时，第二转换控制模块220也同时导通，直流电压led 通过第一转换控制模块210流向参考地以及通过第二转换控制模块220分别流向第一开关模块310的触发端和第二开关模块320的触发端，第一开关模块310和第二开关模块320同时导通，第一开关模块310和第二开关模块320连接的led负载同时发光；反之，第一开关模块310和第二开关模块320同时关断，第一开关模块310和第二开关模块320连接的led负载同时熄灭。
53.在一些其他的实施例中，还可以是第一转换控制模块210接入第一控制信号pwm1时，第一转换控制模块210导通，第二转换控制模块220关断，以使第一开关模块310和第二开关模块320同时关断；或者是第一转换控制模块210接入第一控制信号pwm1时，第一转换控制模块210关断，第二转换控制模块220导通，以使第一开关模块310和第二开关模块320同时导通。当第一控制信号pwm1触发第一转换控制模块210导通以及第二转换控制模块220关断时，直流电压led 通过第一转换控制模块210流向参考地，使第一开关模块310以及第二开关模块320同时关断，第一开关模块310和第二开关模块320连接的led负载不发光；当第一控制信号pwm1触发第一转换控制模块210关断以及第二转换控制模块220导通时，直流电压led 流向第一开关模块310的触发端以及通过第二转换控制模块220流向第二开关模块320的触发端，使第一开关模块310导通以及第二开关模块320同时导通，第一开关模块310和第二开关模块320连接的led负载发光。
54.上述实施例提到的第一分压子电路211、第二分压子电路212、第三分压子电路311、第四分压子电路221和第五分压子电路321由一个或多个电阻串联而成。
55.本实用新型实施例的led控制电路通过转换控制电路200接收控制信号来控制led负载的导通情况，转换控制电路200与led负载直流通路上的驱动控制电路100连接相同的电位参考点，实地控制信号对不共地led负载的控制，使led负载的供电与led负载的控制信号不在一个参考地平面也能实现控制效果，供电和控制状态稳定，无需使用光耦、电感或电容等耦合器件。
56.根据本实用新型的第二方面，提出一种led灯，该led灯包括上述的led控制电路，
该led控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本led灯采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
57.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。