專利名稱：Led燈光控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及LED照明領域，尤其涉及一種LED燈光控制裝置。
背景技術：
隨著發(fā)光二極管(LED)技術的發(fā)展，人們開始使用LED發(fā)光裝置作為照明、裝飾用 燈具。在LED發(fā)光裝置作為裝飾燈燈具使用時，單一的LED燈光已遠遠滿足不了人們審美 的需求，因此需要LED燈組能夠發(fā)出不同顏色的光線，從而使得裝飾燈具變幻美觀，給人以 視覺上的享受?，F(xiàn)有技術中，采用數(shù)字電路(IC硬件)構成的7色跳變或者漸變電路，可以實現(xiàn) LED燈的色彩變幻和亮度變化，但是其變化色彩僅為7種，色彩不夠豐富。另外一種實現(xiàn)LED燈光變換的技術為，利用計算機編程軟件，按程序實現(xiàn)成千上 萬種色彩的變化，但是編程復雜，非專業(yè)人員不易掌握，并且，由此產生的軟件費用也大大提尚。
實用新型內容本實用新型實施例提供一種LED燈光控制裝置，包括脈寬調制發(fā)生器、功率管和 LED發(fā)光裝置；所述的脈寬調制發(fā)生器連接至所述功率管；所述功率管連接至所述LED發(fā)光 裝置；所述脈寬調制發(fā)生器產生脈寬調制信號，通過所述功率管調制所述LED發(fā)光裝置的 占空比，從而控制所述LED發(fā)光裝置的發(fā)光亮度和實現(xiàn)R、G、B混色。所述的LED發(fā)光裝置 還包括與LED串聯(lián)的限流電阻，用于穩(wěn)定電流。本實用新型實施例根據(jù)調節(jié)脈寬調制發(fā)生器而產生不同周期的脈寬調制信號，使 每個對應的功率管的接通占空比在相同時刻是不同的，從而導致不同顏色的LED燈組在相 同時刻，其亮度也是不同的。而且，本實用新型的燈光控制裝置不需要軟件編程控制，就可 以隨機實現(xiàn)燈光色彩無窮多的變化，使非專業(yè)人員容易掌握，并且電路簡練，元器件少，節(jié) 約了成本。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分， 并不構成對本實用新型的限定。在附圖中圖1為本實用新型實施例的LED燈光控制裝置的結構框圖；圖2為本實用新型的LED燈光控制裝置的實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型的LED燈光控制裝置實施例的一個混色結構示意圖；圖4為圖3所示實施例的R、G、B三個燈組的接通占空比的變化曲線；圖5為本實用新型實施例的施密特觸發(fā)器CD4093的邏輯結構圖；圖6為本實用新型實施例的四運放集成電路LM324的邏輯結構圖；圖7為本實用新型利用圖5和圖6所示的邏輯元件，形成的LED燈光控制電路的原理電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖對本實用 新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實 用新型，但并不作為對本實用新型的限定。圖1為本實用新型的LED燈光控制裝置的結構框圖。該LED燈光控制裝置包括脈 寬調制(pulse width modulation, PWM)發(fā)生器10、功率管20以及LED發(fā)光裝置30。其 中，PWM發(fā)生器10用于產生脈寬調制信號，通過功率管20控制LED發(fā)光裝置30的接通占 空比，從而調節(jié)LED發(fā)光裝置的發(fā)光亮度。因為LED燈的亮度與加在其上的平均電壓有關， 因此只要改變LED的平均工作電壓，就能使其發(fā)光亮度有所改變。假設LED燈的額定工作電壓為Uo，LED的平均工作電壓為Uavg，則有Uavg = DXUo (1)其中，D為LED燈組的接通占空比。然而額定工作電壓Uo是 220V的市電經過 整流穩(wěn)壓后的恒定電壓，不可隨意變更，因此只能通過改變占空比D來改變Uavg的值。其中，LED發(fā)光裝置30可為一個LED燈管或者一組LED燈管或者不同顏色的幾個 燈組，例如為紅、綠、藍三組不同顏色的燈組。圖2所示為本實用新型的LED燈光控制裝置的實施例的結構示意圖。本實施例中， 功率管20為場效應管。如圖所示，在功率管20和LED發(fā)光裝置30之間加入限流電阻40， 以穩(wěn)定電路中的電流，此限流電阻40也可包含在LED發(fā)光裝置30中。在圖1和圖2所示的實施例中，因為只用一個PWM發(fā)生器來調制占空比，因此只能 控制LED發(fā)光裝置的亮度變化，即不管是一個LED燈管或者一組單一顏色的LED燈管，其顏 色不會發(fā)生改變，只是色彩亮度發(fā)生改變。圖3為本實用新型的LED燈光控制裝置實施例的一個混色結構示意圖。本實施例 中，利用三基色原理實現(xiàn)多種色彩的變換，即以紅、綠、藍三種顏色作為基本顏色，將其按 照不同配比混色即可產生多種不同的顏色，例如，將R、G、B三個燈組分別分成100級的亮度 級，那么根據(jù)排列組合原理，本實施例中的燈光控制裝置將能隨機產生100X100X100 = IO6種混色效果。本實施例中，三個不同顏色的燈組的亮度是連續(xù)變化的，即無窮級，因此可 以隨機產生無窮多的色彩。如圖3所示，LED發(fā)光裝置為三個顏色的LED燈組104，分別為紅色LED燈組R、綠 色LED燈組G以及藍色LED燈組B，其中，每一個燈組連接至對應的PWM發(fā)生器和功率管。 如圖所示，PWM發(fā)生器組101、功率管組102以及三組LED燈組104，是一一對應連接的。其 中，在功率管和不同顏色的燈組之間，還串聯(lián)一組電阻103，用來穩(wěn)定電路中的電流，起到保 護LED燈組104的作用。在本實施例中，所述的功率管為場效應管VN0602，但本實用新型不 限于此。其中，三個PWM發(fā)生器的電路結構完全一樣，分別驅動功率管V1、V2和V3，使其接 通占空比在0 100%之間按照鋸齒波做周期變化。但是，三個PWM發(fā)生器的不同點在于其 變化周期設置得不一樣，即不同步。因此，造成任何時刻R燈組、G燈組以及B燈組的占空 比是不一樣的，從而造成三種燈組的亮度在每個時刻都是不同的。其中，圖4為圖3所示實
4施例的R、G、B三個燈組的接通占空比的變化曲線。在tl時亥lj，三組LED燈的占空比為rl、 gl、bl，而t2時刻，三組LED燈的占空比為r2、g2、b2。顯然，rl、gl、bl與r2、g2、b2已經 明顯不同，因此根據(jù)上述的公式(1)，在tl和t2時刻，加在三組LED燈組上的平均電壓不 同，故三組LED燈的亮度不同，因此由它們混出的色彩也不同。當然，本實用新型并不限于此。LED燈組也可設置為兩個、四個，甚至五個或者更多 個。如果為兩個不同顏色的LED燈組，其對應兩個PWM發(fā)生器和兩個功率管，當然混出的色 彩也比較少，效果不是很明顯。當LED燈組為四個或者五個或者更多個不同顏色的LED燈 組時，則對應于四個PWM發(fā)生器以及四個功率管。此時，色彩的變換也比較多。但是，由于 根據(jù)三基色原理，利用紅、綠、藍三種顏色，幾乎可以混出所有的色彩，因此利用紅、綠、藍三 種色彩的LED燈，即可滿足人們對于不同色彩的需求，如果設置4個、5個甚至更多的LED燈 組，則需要相應增加PWM發(fā)生器以及功率管，無疑增加了硬件電路的復雜性和設計成本。在圖3所示的實施例中，3個PWM發(fā)生器由施密特觸發(fā)器和運放集成電路組成。 其中，所述的施密特觸發(fā)器用于產生諧波振蕩，其可為四-2輸入與非門施密特觸發(fā)器 CD4093。圖5為本實用新型實施例的施密特觸發(fā)器CD4093的邏輯結構圖，其中，引腳7為 Vss，引腳14為Vdd，分別為電源輸入端，剩余的12個引腳組成4個獨立的施密特觸發(fā)器雙 輸入與非門，本實施例中作為非門使用。運放集成電路可為四運放集成電路LM324。LM324 的邏輯結構圖如圖6所示，引腳11和引腳4分別為電源輸入端V-和V+，剩余的12個引腳 組成4個獨立的運算放大器。圖7為圖3所示實施例的利用圖5和圖6所示的邏輯元件，形成的LED燈光控制 電路的原理電路圖。其中，模塊701為利用四運放集成電路LM324中的1個運算放大器與第一 RC電路組成 的振蕩電路，第一 RC電路包括R16、R17、R18、R19和C7。此振蕩電路產生一個頻率為250Hz 的鋸齒波。其中，R16、R17和R18組成正反饋電路，R19和C7用來控制鋸齒波的周期。模塊7021、7022和7023均為諧波振蕩電路，這三個電路的工作原理和電路結構是 一樣的，只是每個模塊的RC電路中的電阻值有所不同，因此工作頻率就不同。調節(jié)電阻值， 即可控制產生的諧波的振蕩頻率。 模塊7031、7032和7033為比較器電路，其為利用四運放集成電路LM324的運算放 大器構成，通過對模塊701和模塊7021、7022和7023產生的兩個不同鋸齒波的電平比較， 生成脈寬不同的脈沖調制信號。以模塊701、7021和7031為例說明P麗發(fā)生器的工作原理。模塊701、模塊7021 和模塊7031共同組成控制R燈組的PWM發(fā)生器。其工作原理為模塊7021由四_2輸入與 非門施密特觸發(fā)器CD4093的一個與非門電路與第二 RC電路和第三RC電路組成，其中，第 二 RC電路包括RIO、R13和C4，第三RC電路包括R7、Cl，與非門電路的輸出端加到第三RC 電路，通過第三RC電路的電容充放電，產生一個頻率很低的鋸齒波。當電容進行充電時，其 輸出電平也不斷升高，當電容進行放電時，輸出電平不斷降低。模塊701和模塊7021產生 的兩個鋸齒波送入比較器電路7031進行比較，從而產生脈寬調制信號。同理，模塊701、7022和7032組成控制G燈組的PWM發(fā)生器，模塊701、7023和 7033組成控制B燈組的PWM發(fā)生器。但是，由于模塊7021、7022和7023中的RC電路的電 阻值不一樣，故產生的諧波頻率不同，且電阻越大，則頻率越低，因此，在每個時刻產生的脈寬調制信號的占空比也是不同的。如圖4所示。本實施例中，四_2輸入與非門施密特觸 發(fā)器CD4093中的一個與非門電路沒有用到，且在本實用新型中，實用頻率約為0. 03Hz 0. OlHz0本實用新型實施例根據(jù)調節(jié)脈寬調制發(fā)生器而產生不同周期的脈寬調制信號，使 每個對應的功率管的接通占空比在相同時刻是不同的，從而導致不同顏色的LED燈組在相 同時刻，其亮度也是不同的，通過混色產生不同的色彩，而且，本實用新型的燈光控制裝置 不需要軟件編程控制，就可以隨機實現(xiàn)燈光色彩無窮多的變化，使非專業(yè)人員容易掌握，并 且電路簡練，元器件少，節(jié)約了成本。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一 步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本 實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改 進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的LED燈光控制裝置包括脈寬調制發(fā)生器、功率管和LED發(fā)光裝置；所述的脈寬調制發(fā)生器連接至所述功率管；所述功率管連接至所述LED發(fā)光裝置；所述脈寬調制發(fā)生器產生脈寬調制信號，通過所述功率管調制所述LED發(fā)光裝置的占空比，從而控制所述LED發(fā)光裝置的發(fā)光亮度。
2.如權利要求1所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的LED發(fā)光裝置還包括與 LED串聯(lián)的限流電阻，用于穩(wěn)定電流。
3.如權利要求1所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的LED發(fā)光裝置為一個 LED燈管。
4.如權利要求1所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的LED發(fā)光裝置為紅色 LED燈組、綠色LED燈組以及藍色LED燈組。
5.如權利要求1所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的LED發(fā)光裝置為多個不 同顏色的LED燈組。
6.如權利要求1所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的脈寬調制發(fā)生器由施密 特觸發(fā)器和運放集成電路組成。
7.如權利要求6所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的施密特觸發(fā)器用于產生 諧波振蕩。
8.如權利要求6所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的施密特觸發(fā)器為四_2 輸入與非門施密特觸發(fā)器⑶4093。
9.如權利要求6所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的運放集成電路為四運放 集成電路LM324。
10.如權利要求1所述的LED燈光控制裝置，其特征在于，所述的功率管為場效應管 VN0602。
專利摘要本實用新型公開了一種LED燈光控制裝置，包括脈寬調制發(fā)生器、功率管和LED發(fā)光裝置；所述的脈寬調制發(fā)生器連接至所述功率管；所述功率管連接至所述LED發(fā)光裝置；所述脈寬調制發(fā)生器產生脈寬調制信號，通過所述功率管調制所述LED發(fā)光裝置的占空比，從而控制所述LED發(fā)光裝置的發(fā)光亮度和實現(xiàn)R、G、B混色。本實用新型實施例不需要軟件編程控制就可以隨機實現(xiàn)燈光色彩無窮多的變化，使非專業(yè)人員容易掌握，并且電路簡練，元器件少，節(jié)約了成本。
文檔編號H05B37/02GK201657436SQ20102017432
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2010年4月23日
發(fā)明者梁毅 申請人:北京朗波爾光電股份有限公司