發光電路及其應用的控制器的制作方法

本實用新型涉及一種調光領域，特別是涉及一種發光電路及其應用的控制器。

背景技術：

現有的LED發光電路的調光主要有開關調光和PWM調光，由于開關調光與PWM調光會存在沖突，所以兩種調光方式不能相互兼容，分別需要不同的芯片支持，不能靈活的根據應用場合而選擇相應的調光方式。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種發光電路及其應用的控制器，用于解決現有技術中不能將開關調光與PWM調光集成的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種用于發光電路的控制器，用于對發光模塊進行調光，所述發光模塊包括至少一個發光單元，所述控制器包括：調光模式選擇模塊，用以根據一外部輸入信號，選擇輸出調光信號，所述控制器根據所述調光信號對所述發光模塊的發光單元進行驅動。

于本實用新型一具體實施例中，所述控制器還包括第一調光模塊，所述第一調光模塊能根據接收的開關模式控制信號，生成與所述多個發光單元分別對應的開關信號作為所述調光信號以輸出至調光模式選擇模塊。

于本實用新型一具體實施例中，所述開關模式控制信號為一開關模式控制模塊根據接收的控制指令而生成的；且所述開關模式控制模塊根據依次接收的多個所述控制指令，而分別以預設的順序循環輸出與當前控制指令匹配的開關模式控制信號。

于本實用新型一具體實施例中，所述開關模式控制模塊中預先設置一個默認的開關模式控制信號，且當當前接收所述控制指令的時間與上一次接收控制指令的時間相差超過一預設時間閾值時，所述開關模式控制模塊輸出所述默認的開關模式控制信號。

于本實用新型一具體實施例中，所述控制器還包括第二調光模塊，所述第二調光模塊能根據其接收的PWM控制信號，生成與所述多個發光單元分別對應的PWM調光信號作為所述調光信號以輸出。

于本實用新型一具體實施例中，所述控制器還包括為所述電源驅動模塊提供基準電壓的基準電壓生成模塊。

于本實用新型一具體實施例中，所述控制器還包括電流驅動模塊，所述電流驅動模塊根據其接收到的所述調光信號生成與所述發光模塊的發光單元分別對應的驅動電流分別驅動所述發光單元。

于本實用新型一具體實施例中，當所述調光信號為PWM調光信號時，能通過改變PWM控制信號的占空比調節與所述發光單元分別對應的所述驅動電流。

于本實用新型一具體實施例中，所述控制器外接一外部輸入信號生成電路，所述外部輸入信號生成電路被用于生成具有不同調光模式的輸入信號，所述調光模式選擇模塊根據所述不同調光模式的輸入信號選擇與其相對應的調光信號。

于本實用新型一具體實施例中，所述外部輸入信號生成電路包括電阻或者電容。

于本實用新型一具體實施例中，所述調光模式選擇模塊包括第一開關單元、第二開關單元、以及與所述第一開關單元和所述第二開關單元電連接的比較器。

于本實用新型一具體實施例中，所述第一開關單元的第一端接收所述第一調光模塊輸出的所述調光信號，所述第二開關單元的第一端接收所述第二調光模塊輸出的所述調光信號，且所述第一開關單元以及所述第二開關單元的第二端均與所述調光模式選擇模塊的輸出端電連接，所述第一開關單元以及所述第二開關單元均包括多個開關，且所述多個開關的個數與所述發光單元的個數相對應。

于本實用新型一具體實施例中，所述比較器的正極輸入端與外部輸入信號生成電路電連接，所述比較器的負極輸入端連接一參考電壓，當所述比較器的正極輸入端的電壓大于所述比較器的負極輸入端的電壓時，所述比較器的輸出為正，當所述比較器的負極輸入端的電壓大于所述比較器的正極輸入端的電壓時，所述比較器的輸出為負，且當所述比較器的輸出為正時，所述第一開關單元的開關均為閉合狀態，所述第二開關單元的開關均為斷開狀態，當所述比較器的輸出為負時，所述第一開關單元的開關均為斷開狀態，所述第二開關單元的開關均為閉合狀態。

于本實用新型一具體實施例中，當外部輸入信號生成電路為一可調電阻時，所述比較器的正極輸入端通過所述可調電阻接地，所述控制器內置的一恒流源的正極與所述比較器的正極輸入端電連接，所述恒流源的負極接地。

于本實用新型一具體實施例中，所述的控制器的所述電流驅動模塊包括多個驅動電流生成單元，所述多個驅動電流生成單元的個數與所述發光單元的個數相對應，所述驅動電流生成單元包括一比較器、一MOS管、一可調電阻，所述比較器的一端連接基準電壓，所述可調電阻的一端接地，所述可調電阻的另一端電連接所述比較器的另一端和MOS管的源端，所述MOS管的漏端電連接所述發光單元，所述比較器輸出決定MOS管的導通或者關斷，所述可調電阻可以設置在控制器外。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型還提供一種發光電路，包括發光模塊，以及如上任一項所述的控制器，所述發光模塊包括多個發光單元。

如上所述，本實用新型提出一種發光電路及其應用的控制器，其中控制器用于對發光模塊進行調光，所述發光模塊包括至少一個發光單元，所述控制器包括：調光模式選擇模塊，用以根據一外部輸入信號，選擇輸出調光信號，所述控制器根據所述調光信號對所述發光模塊的發光單元進行驅動。本實用新型將兩種調光方式進行集成，且可靈活的根據選擇信號的輸入而選擇兩種調光方式中的一種對發光模塊的發光進行調節，操作便捷智能靈活性高。

附圖說明

圖1顯示為一具體實施例中的控制器組成示意圖。

圖2顯示為一具體實施例中的控制器組成示意圖。

圖3顯示為一具體實施例中的占空比示意圖。

圖4顯示為本實用新型一具體實施例中的控制器組成示意圖。

圖5顯示為本實用新型一具體實施例中的調光模式選擇模塊的電路原理示意圖。

圖6顯示為本實用新型一具體實施例中的電流驅動模塊的電路原理示意圖。

圖7顯示為本實用新型一具體實施例中的發光電路的原理示意圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖示中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

現有技術中具有如圖1所示的應用開關調光方式的控制器1，所述控制器1包括提供基準電壓的基準電壓生成模塊R1、對發光模式進行檢測的模式檢測模塊R2、以及對發光模塊進行電流驅動的電流驅動模塊R3，在該現有技術中，模式檢測模塊R2檢測發光模式后生成兩路開關信號，且電流驅動模塊R3也分別根據兩路開關信號分別對外接的發光模塊的兩個發光單元進行驅動，于具體應用中，兩路發光單元可以分別為發出白光的發光單元和發出黃光的發光單元，在實際應用中，用戶可以通過模式選擇，選擇兩個發光單元中的一個點亮來達到想要的點亮效果，也可以選擇同時點亮該兩路發光單元，當同時點亮該兩路發光單元時，兩路發光單元的發光效果進行疊加。

模式檢測模塊R2檢測外接開關，第一次開啟DET高電平，芯片打開第一路輸出，G1高電平，G2低電平。關閉后再次開啟，DET低電平再高電平，G1低電平，G2高電平，關閉第一路輸出，打開第二路。關閉后再次開啟，DET低電平再高電平，G1高電平，G2高電平，兩路同時打開。關閉后再次開啟，DET低電平再高電平，G1高電平，G2低電平，循環到第一次開機狀態。R2模塊具有有限時間的記憶功能，當關機后時間超過10S左右，會失去記憶，再次開機會超時回到第一種狀態。

電流驅動模塊R3的輸出電流有IO1和IO2，且電流驅動模塊R3具有分別與所述電流IO1和電流IO2對應的電阻R3和電阻R4，其中：

IO1＝VREF/R4/2(當G1高電平時)；

IO1＝0(當G1低電平時)；

IO2＝VREF/R3/2；

IO2＝0(當G2低電平時)。

現有技術中還具有如圖2所示的應用PWM調光方式的控制器2，所述控制器2包括提供基準電壓的基準電壓生成模塊Y1以及對發光模塊進行電流驅動的電流驅動模塊Y2，兩路PWM形式的調光信號輸入電流驅動模塊Y2，分別對發光模塊的兩個發光單元進行驅動，且各發光單元的點亮狀態與輸入的PWM調光信號的占空比有關，占空比越大，發光單元發光越亮。當流過發光單元的平均電流增加時，發光單元變亮，當流過發光單元的平均電流增加時，發光單元變亮，發光單元優選為LED元件組成。

電流驅動模塊Y2的輸出電流有IO1和IO2，其中，且電流驅動模塊Y2具有分別與所述電流IO1和電流IO2對應的電阻R3和電阻R4：

IO1＝VREF/R4/2(當P1高電平時)；

IO1＝0(當P1低電平時)；

IO2＝VREF/R3/2(當P2高電平時)；

IO2＝0(當P2低電平時)。

則通過P1，P2引腳向芯片輸入一定頻率不同占空比的高低電平方波，則可控制輸出電流的大小，從而調節亮度。

結合圖3，定義引腳的高低電平中高電平占總開關周期時間TON+TOFF的比例為占空比。

占空比D＝TON/(TON+TOFF)；

定義P1輸入信號的占空比是d1，P2輸入信號的占空比是d2。

IO1＝d1*VREF/R4/2；

IO2＝d2*VREF/R3/2。

過調節P1，P2的信號占空比，則可以連續的調節IO1，IO2兩個通道的電流，無極限地調節LED的亮度(例如從1％～100％無極限的以1％甚至更小的精度調節電流)。

圖1和圖2兩種發光模式的原理不相同，現有的控制器不能將兩者集成，所以用戶不能根據當前的應用需求而靈活的選擇相應的調光方式進行調光。

本實用新型提出一種如圖4所示的控制器3，控制器3用于對發光模塊進行調光，所述發光模塊(圖中未示出)包括至少一個發光單元，于本具體實施例中，以所述發光單元為兩路進行說明，所述控制器3包括：調光模式選擇模塊U4，用以根據一外部輸入信號，選擇輸出調光信號，所述控制器根據所述調光信號對所述發光模塊的發光單元進行驅動。于本實施例中，所述控制器3還包括第一調光模塊U1、第二調光模塊U2、以及電源驅動模塊U3，其中所述電源驅動模塊U3與所述發光模塊電連接；控制器所述調光模式選擇模塊U4通過引腳G1和G2接收所述第一調光模塊U1輸出的開關信號，所述調光模式選擇模塊U4通過引腳P1和P2接收所述第二調光模塊U2輸出的PWM調光信號，所述調光模式選擇模塊U4通過引腳C1和C2向所述電源驅動模塊U3輸出所述第一調光模塊U1生成的開關信號或輸出所述第二調光模塊U2生成的PWM調光信號，且通過接收選擇信號RSEL的輸入，選擇將所述第一調光模塊U1生成的開關信號或所述第二調光模塊U2生成的PWM調光信號輸出至所述電源驅動模塊U3，所述電源驅動模塊U3根據接收到的調光信號對所述發光模塊的發光單元進行驅動。即將開關信號G1和G2或PWM調光信號P1和P2作為調光信號C1和C2進行輸出。優選的，所述控制器3還包括基準電壓生成模塊U5，與所述電源驅動模塊U3電連接，為所述電源驅動模塊U3提供基準電壓Vref。

于本實用新型一具體實施例中，所述第一調光模塊U1能根據接收的開關模式控制信號，生成與所述多個發光單元分別對應的開關信號作為所述調光信號以輸出。

于本實用新型一具體實施例中，所述開關模式控制信號為一開關模式控制模塊根據接收的控制指令而生成的；且所述開關模式控制模塊根據依次接收的多個所述控制指令，而分別以預設的順序循環輸出與當前控制指令匹配的開關模式控制信號。例如當所述發光單元為兩路，且一路發光單元發白光，一路發光單元發黃光，根據依次接收的控制指令，而分別點亮白光對應的發光單元、黃光對應的發光單元、以及同時點亮白光對應的發光單元以及黃光對應的發光單元。

進一步的，所述開關模式控制模塊中預先設置一個默認的開關模式控制信號，且當當前接收所述控制指令的時間與上一次接收控制指令的時間相差超過一預設時間閾值時，所述開關模式控制模塊輸出所述默認的開關模式控制信號。

于本實用新型一具體實施例中，所述第二調光模塊U2能根據接收的PWM控制信號，生成與所述多個發光單元分別對應的PWM調光信號作為所述調光信號以輸出。當所述調光信號為PWM調光信號時，可以能通過改變PWM控制信號的占空比調節與所述發光單元分別對應的所述驅動電流。即可實現無極調光。

進一步的，所述控制器3外接一外部輸入信號生成電路，所述外部輸入信號生成電路被用于生成具有不同調光模式的輸入信號，所述調光模式選擇模塊U4根據所述不同調光模式的輸入信號選擇與其相對應的調光信號。優選的，所述外部輸入信號生成電路包括電阻或者電容。

進一步的，結合圖5，所述調光模式選擇模塊U4包括第一開關單元U41、第二開關單元U42、以及與所述第一開關單元U41和所述第二開關單元U42電連接的比較器U43。

所述第一開關單元U41的第一端接收所述第一調光模塊U1輸出的所述開關信號G1和G2，所述第二開關單元U42的第一端接收所述第二調光模塊U2輸出的所述PWM調光信號P1和P2，且所述第一開關單元U41以及所述第二開關單元U42的第二端均與所述調光模式選擇模塊U4的輸出端電連接，所述第一開關單元U41以及所述第二開關單元U42均包括多個開關，且所述多個開關的個數與所述發光單元的個數相對應。于本具體實施例中，所述發光單元的個數為兩個，且所述開關的個數為兩個。

于本實用新型一具體實施例中，所述比較器U43的正極輸入端與外部輸入信號生成電路電連接，所述比較器U43的負極輸入端連接一參考電壓，當所述比較器U43的正極輸入端的電壓大于所述比較器U43的負極輸入端的電壓時，所述比較器U43的輸出為正，當所述比較器U43的負極輸入端的電壓大于所述比較器U43的正極輸入端的電壓時，所述比較器U43的輸出為負，且當所述比較器U43的輸出為正時，所述第一開關單元U41的開關均為閉合狀態，所述第二開關單元U42的開關均為斷開狀態，當所述比較器U43的輸出為負時，所述第一開關單元U41的開關均為斷開狀態，所述第二開關單元U42的開關均為閉合狀態。

于本具體實施例中，所述外部輸入信號生成電路為一可調電阻RS，所述比較器U43的正極輸入端通過所述可調電阻RS接地，且所述控制器3內置的一電流為20uA的恒流源DC的正極與所述比較器U43的正極輸入端電連接，所述恒流源DC的負極接地。

進一步的，于本具體實施例中，所述比較器U43的負極輸入端接2V的電壓信號，其中，通過調節所述可調電阻RS的阻值而改變所述比較器U43的正極輸入端的電壓，當所述比較器U43的正極輸入端的電壓大于所述比較器U43的負極輸入端的電壓時，所述比較器U43的輸出為正，即COUT＝1，當所述比較器U43的負極輸入端的電壓大于所述比較器的正極輸入端的電壓時，所述比較器U43的輸出為負，即COUT＝0，且當所述比較器U43的輸出為正時，所述第一開關單元U41的開關均為閉合狀態，所述第二開關單元U42的開關均為斷開狀態，以將開關信號G1和G2作為調光信號輸出，當所述比較器U43的輸出為負時，所述第一開關單元U41的開關均為斷開狀態，所述第二開關單元U42的開關均為閉合狀態，以將PWM調光信號P1和P2作為調光信號輸出。即可實現通過調節可調電阻RS的阻值，而生成相應的選擇信號RSEL，以選擇將開關信號G1和G2，或PWM調光信號P1和P2進行輸出。具體為，RS的阻值小于100Khom時，COUT＝0，RS的阻值大于100Khom時，COUT＝1。

于本實用新型另一具體實施例中，還可以利用電容或其他元器件形成的電路來實現所述選擇信號RSEL的生成。

進一步參閱圖6所示，顯示為本實用新型的電流驅動模塊在一具體實施例中的電路原理示意圖。所述電流驅動模塊U3包括多個驅動電流生成單元，所述多個驅動電流生成單元的個數與所述發光單元的個數相對應，所述驅動電流生成單元包括一比較器、一MOS管、一可調電阻，所述比較器的一端連接基準電壓，所述可調電阻的一端接地，所述可調電阻的另一端電連接所述比較器的另一端和MOS管的源端，所述MOS管的漏端電連接所述發光單元，所述比較器輸出決定MOS管的導通或者關斷，所述可調電阻可以設置在控制器外。

具體的，于圖6所述的實施例中，所述電流驅動模塊U3包括比較器UC1、比較器UC2、場效應三極管N2、場效應三極管N3、電阻R3、以及電阻R4，所述比較器UC1的正極輸入端與REF連接，所述比較器UC1的負極與所述場效應三極管N2的源極電連接，所述比較器UC1的輸出端與所述場效應三極管N2的柵極電連接，所述場效應三極管N2的源極通過所述電阻R3接地，所述比較器UC1的使能端接收所述調光信號C1的輸入，所述場效應三極管N2的漏極通過電感L1與第一路發光單元的輸入端電連接，為第一路發光單元提供恒流輸入。所述比較器UC2的正極輸入端與REF連接，所述比較器UC2的負極與所述場效應三極管N3 的源極電連接，所述比較器UC2的輸出端與所述場效應三極管N3的柵極電連接，所述場效應三極管N3的源極通過所述電阻R4接地，所述比較器UC2的使能端接收所述調光信號C2的輸入，所述場效應三極管N3的漏極通過電感L2與第二路發光單元的輸入端電連接，為第二路發光單元提供恒流輸入。且，IL1是電感L1的電流波形，A1是場效應三極管N2的開關控制信號，CS1是電阻R3的非接地端的電壓波形，ILED是通過電感L1連接的發光單元中LED的電流波形，且在具體應用中，IL1、A1、CS1、以及ILED的波形，如圖6所示，REF_O直流基準電壓輸入比較器UC1，UC2比較器正端，CS1下電阻R3接反饋電阻，當CS1電壓不到REF時比較器輸出高電平打開N1，對CS1進行充電，IO1低電平，接近0V，電感L1被充電，當CS1電壓達到REF后，比較器UC1翻轉關閉N1，D1高電平，IO1通過DD1進行鉗位在電壓HV，電感L1被放電。當電感放電結束后IO1跳低電平，N1重新開啟，電感電流峰值電壓REF/CS1，放電完畢后為零，電感平均電流為0.5*(REF_O/CS1),電感電流全部流過LED燈串，以此就可以控制LED燈串的平均電流，電感L1和電容C1構成濾波電路進一步過濾流過LED的電流。

ILED＝0.5*(REF/CS1)；

以上是第一路發光單元發光的驅動方式，且通過比較器UC2、電阻R4、以及場效應三極管N3、電感L2組成的第二路發光單元的驅動電路的驅動原理與第一路發光單元發光的驅動原理以及驅動方式類似，在此不重復描述。

進一步參閱圖7，顯示為本實用新型一具體實施例中發光電路的原理示意圖。所述發光電路4包括如圖4所示的控制器3以及接收所述控制器3調光以及驅動的發光模塊41，于本實施例中，所述發光模塊41包括兩個發光單元，即發光單元411和發光單元412，還包括恒流源DC，發光單元411包括二極管DD1、電容C1、以及多個串聯的LED，二極管DD1的陽極與串聯的LED的陰極電連接，二極管DD1的陰極與串聯的LED的陽極電連接，且電容C1并聯在多個串聯連接的LED的兩端，多個串聯連接的LED的陰極通過電感L1接收所述電流驅動模塊U3發送的電流驅動信號，且二極管DD1的陰極與恒流源DC的正極電連接，恒流源DC的負極接地，發光單元412的電路結構與發光單元411的類似，結合發光單元411的描述以及附圖7所顯示的結構即可得出，在此不加贅述。

綜上所述，本實用新型提出一種發光電路及其應用的控制器，其中控制器用于對發光模塊進行調光，所述發光模塊包括至少一個發光單元，所述控制器包括：調光模式選擇模塊，用以根據一外部輸入信號，選擇輸出調光信號，所述控制器根據所述調光信號對所述發光模塊的發光單元進行驅動。本實用新型將兩種調光方式進行集成，且可靈活的根據選擇信號的輸入而選擇兩種調光方式中的一種對發光模塊的發光進行調節，操作便捷智能靈活性高。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。