專利名稱：Led照明調(diào)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源與電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種通過H橋型電路為 LED光源模塊供電以及LED光源模塊采用矩陣網(wǎng)狀式布線的LED照明調(diào)光裝置。
背景技術(shù)：
將四個開關(guān)管中的兩個開關(guān)管連接，另外兩個開關(guān)管連接并通過一條公共線路連通，由于這樣的接法加上公共線路上的負載畫出來經(jīng)常會像一個H的字樣，故得名H橋，四個開關(guān)管通常稱為橋臂，中間的公共線路通常稱為公共橋臂。H橋電路可以在同一個電路中，使兩邊的橋臂總是保持相反的輸出，這樣可以在單電源的情況下使負載的極性倒過來， 以滿足電機驅(qū)動等方面的需求。LED燈作為一種高效益的新光源，由于具有壽命長、能耗低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，正廣泛應(yīng)用于商場、城市道路、廣告燈箱、汽車照明等各種場合，隨著LED燈的廣泛應(yīng)用，人們對LED燈的要求也越來越高，形成了從單一的亮度調(diào)節(jié)到色溫調(diào)節(jié)以及多種調(diào)整方式相結(jié)合的多種需求。為了不影響LED的色溫漂移，調(diào)亮度以及調(diào)色溫的LED燈大多數(shù)采用 PWM(Pulseffidth Modulation,脈沖寬度調(diào)制)方式。目前常用的可調(diào)色溫的LED光源模組通常分為高色溫和低色溫兩種單元模塊，而目前的供電方式為分別為兩種色溫的LED光源模塊供電，即高色溫單元一組電源，低色溫單元另一組電源，同時為了保持功率的一致性，調(diào)色溫LED燈通常以單色溫光源模組的功率作為LED燈最大功率，當兩種色溫光源模組同時發(fā)光時，其最大功率不超過單色溫光源模組功率，故兩種色溫光源模組同時發(fā)光，亮度最大時，均以半功率工作。此外為使不同色溫的光源混色均勻，在燈板上的燈珠布局時，低色溫光源燈珠和高色溫光源燈珠需要均勻交疊，并且每組光源獨立布線，這給布線布局造成一定的困難。同時，由于高低色溫光源的交疊，燈珠排布的拓撲結(jié)構(gòu)必然采用多串并聯(lián)的方式，現(xiàn)有LED的驅(qū)動方式下，當有一粒 LED損壞時，便會影響燈具的出光效果，形成暗帶，影響燈具的視覺效果。因此現(xiàn)在采用PWM方式調(diào)節(jié)LED色溫的方式，都存在功率峰值疊加的問題。為了避免電源過載，LED燈的交流到直流適配器，即電源的功率都是以全部光源模組的總功率為下限進行配置的。但LED燈的實際功耗最大值只有電源功率的二分之一左右，這樣便造成了配置的電源功率浪費，同時，也造成供電電源體積較大、重量較重，成本相對較高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)中電源體積較大且LED燈珠布局布線困難的問題，提出一種采用H橋為LED光源模組供電的供電方式，只需用一個電源即可滿足 LED光源模組中不同色溫單元的供電需求，使電源體積減小一半，電源利用率得到提高并且布局布線方式簡單的LED照明調(diào)光裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是LED照明調(diào)光裝置，包括調(diào)光信號模塊、LED光源模組、供電模塊、第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元，所述第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元構(gòu)成H橋型電路， 其特征在于，所述調(diào)光信號模塊分別與第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元的激勵端連接，所述LED光源模組的一端連接在第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元之間，所述LED光源模組的另一端連接在第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元之間，所述供電模塊的正極連接在第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元之間、負極連接在第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元之間。本發(fā)明總的技術(shù)方案，通過第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元構(gòu)成H橋型電路設(shè)置在供電模塊與LED光源模塊之間，使供電模塊和LED光源模塊通過H橋的橋臂構(gòu)成兩個回路，根據(jù)H橋的特性，H橋電路可以在同一個電路中，使兩邊的橋臂總是保持相反的輸出，這樣可以在單電源的情況下使負載的極性倒過來，因此只需要合理設(shè)置LED光源模塊中LED燈的正負極連接與布局布線方式，即可實現(xiàn)整個照明裝置只需用一個輸入源即能滿足需要，從而至少使電源體積減小一半，提高電源利用率，優(yōu)化了照明裝置結(jié)構(gòu)，極大的節(jié)約了成本，同時調(diào)光信號模塊可分別控制四個開關(guān)單元，實現(xiàn)調(diào)光。進一步的，所述調(diào)光信號模塊包括第一 PWM脈沖信號輸入端、第二 PWM脈沖信號輸入端、第一反向器和第二反向器，所述第一 PWM脈沖信號輸入端的一端與第一開關(guān)單兀連接，另一端與第一反向器的一端連接，第一反向器的另一端與第三開關(guān)單元連接，所述第二 PWM脈沖信號輸入端的一端與第二開關(guān)單元連接，另一端與第二反向器的一端連接，第二反向器的另一端與第四開關(guān)單元連接。該方案的優(yōu)點在于，采用兩個PWM脈沖信號實現(xiàn)LED光源模塊的調(diào)光控制，由一個 PWM脈沖信號控制第一開關(guān)單元與第三開關(guān)單元，另一個PWM脈沖信號控制第二開關(guān)單元與第四開關(guān)單元，可使電路得到一定的簡化。再進一步的，所述調(diào)光信號輸入端包括PWM脈沖信號輸入端、第一反向器、第二反向器和第三反向器，所述PWM脈沖信號輸入端的一端與第一開關(guān)單兀連接，另一端與第一反向器和第二反向器連接，第一反向器的另一端與第三開關(guān)單元連接，第二反向器的另一端分別與第二開關(guān)單元和第三反向器的一端連接，第三反向器的另一端與第四開關(guān)單元連接。該方案的優(yōu)點在于，采用一個PWM脈沖信號控制所有的開關(guān)單元，主要是通過在電路中設(shè)置方向器，使第一開關(guān)單元與第四開關(guān)單元保持相同信號，第二開關(guān)單元與第三開關(guān)單元保持相同信號，該方案可使電路得到進一步的簡化。進一步的，所述第一至第四開關(guān)單元為雙極性晶體管或場效應(yīng)晶體管。雙極性晶體管和場效應(yīng)晶體管應(yīng)用技術(shù)成熟，使用簡單方便，可使電路工作穩(wěn)定可靠，性能得到提升。具體的，所述LED光源模組包括多個并聯(lián)的發(fā)光單元。該方案通過將LED光源模組分成多個發(fā)光單元，便于管理控制。進一步的，所述發(fā)光單元包括至少一組并聯(lián)的高色溫單元和低色溫單元，所述高色溫單元和低色溫單元分別包含多個串聯(lián)的LED燈。該方案的優(yōu)點在于，進一步將發(fā)光單元分為高色溫單元與低色溫單元，使整個LED 光源模組得到進一步的細化，方便實際應(yīng)用中布線布局。更進一步的，所述高色溫單元的正極與低色溫單元的負極連接，所述高色溫單元的負極與低色溫單元的正極連接。這種連接方式的優(yōu)點在于，提供一種實現(xiàn)對高色溫LED燈與低色溫LED燈分別供電的具體實施方式
，有效提高了電源的利用率。再進一步的，所述高色溫單元所包含的LED燈的正極分別與其相鄰的低色溫單元的LED燈的負極連接，所述高色溫單元所包含的LED燈的負極分別與其相鄰的低色溫單元的LED燈的正極連接。該方案的優(yōu)點在于，提供一種LED燈的矩陣網(wǎng)狀布線方式，該布線方式當有一個 LED燈珠損壞時，僅僅是損壞的LED燈珠不發(fā)光，而不會使整串LED燈珠不發(fā)光，避免形成暗帶，影響燈具的視覺效果。本發(fā)明的有益效果為，通過H橋的供電方式為LED照明裝置供電，只用一個電源便可實現(xiàn)原來兩個電源的功能，使電源減少一半，極大的節(jié)約了能源，同時還可實現(xiàn)LED燈珠的網(wǎng)狀矩陣式布線，使LED光源模組布局布線更簡易可靠，從而極大的簡化LED照明裝置的生產(chǎn)安裝過程，有效降低成本。


圖I為本發(fā)明LED照明調(diào)光裝置的示意圖；圖2為LED光源模組的邏輯框圖；圖3為LED光源模組的一種普通方式連接的示意圖；圖4為LED光源模組的一種網(wǎng)狀矩陣式連線的示意圖；圖5為LED光源模組的一種優(yōu)選的網(wǎng)狀矩陣式連線的示意圖；圖6為實施例I電路原理示意圖；圖7為實施例2電路原理示意圖；圖8為實施例3電路原理示意圖；其中，LEDff為低色溫LED燈，LEDC為高色溫LED燈，BI為第一反向門，B2為第: 反向門，B3為第三反向門。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案如圖I所示，本發(fā)明所述的LED照明調(diào)光裝置，包括調(diào)光信號模塊、開關(guān)單元I、開關(guān)單元2、開關(guān)單元3、開關(guān)單元4、LED光源模組和輸入源VCC ;開關(guān)單元I和開關(guān)單元2的輸入端連接到VCC端，開關(guān)單元I輸出端連接到開關(guān)單元3輸入端，開關(guān)單元2輸出端連接到開關(guān)單元4輸入端，開關(guān)單元3和開關(guān)單元4的輸出端連接到VSS端，LED光源模組連接在開關(guān)單元I與開關(guān)單元3的連接點和開關(guān)單元2和開關(guān)單元4的連接點之間，4個開關(guān)單元組成一個H橋電路，由開關(guān)單元I和開關(guān)單元4組成一條電路環(huán)路，開關(guān)單元2和開關(guān)單元3組成另一條電流環(huán)路，電流交替通過兩條回路，分別點亮低色溫LED燈和高色溫LED 燈，達到調(diào)節(jié)色溫的目的，此種方法使得電源的利用率較高，而且供電系統(tǒng)簡單可靠，同時H 橋四個橋臂上的開關(guān)單元相對獨立，因此四個開關(guān)單元的控制信號的配置也變的容易。—種優(yōu)選的控制信號配置方式，由兩個信號輸入端控制4個開關(guān)單兀,調(diào)光信號輸入端包括第一 PWM脈沖信號輸入端、第二 PWM脈沖信號輸入端、第一反向器和第二反向器,第一 PWM脈沖信號輸入端的一端與開關(guān)單兀I連接，另一端與第一反向器的一端連接， 第一反向器的另一端與開關(guān)單元3連接，第二 PWM脈沖信號輸入端的一端與開關(guān)單元2連接，另一端與第二反向器的一端連接，第二反向器的另一端與開關(guān)單元4連接；此致方式由第一 PWM脈沖信號輸入端控制開關(guān)單元I和開關(guān)單元3，第二 PWM脈沖信號輸入端控制開關(guān)單元2和開關(guān)單元4。另一種優(yōu)選的控制信號配置方式，由一個信號輸入端控制4個開關(guān)單兀,調(diào)光信號輸入端包括PWM脈沖信號輸入端、第一反向器、第二反向器和第三反向器，所述PWM脈沖信號輸入端的一端與開關(guān)單元I連接，另一端與第一反向器和第二反向器連接，第一反向器的另一端與開關(guān)單元3連接，第二反向器的另一端分別與開關(guān)單元2和第三反向器的一端連接，第三反向器的另一端與開關(guān)單元4連接。H橋在四個開關(guān)單元控制下，任意時刻都只有一個方向的LED燈珠發(fā)光，即只有高色溫光源發(fā)光，或者只有低色溫光源發(fā)光，如圖2所示，LED光源模組包含多個發(fā)光單元，發(fā)光單元由高色溫與低色溫單元組成，當開關(guān)單元I和開關(guān)單元4導通，開關(guān)單元2和開關(guān)單元3斷開時，一種色溫的LED燈發(fā)光；當開關(guān)單元I和開關(guān)單元4斷開，開關(guān)單元2和開關(guān)單元3導通時，另一種色溫的LED燈發(fā)光，由兩種不同色溫以一定頻率的速度切換，從而實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)。如圖3所示，為本發(fā)明LED光源模組的一種基本拓撲結(jié)構(gòu)，LEDW為低色溫LED燈， LEDC為高色溫LED燈。多個LEDW首尾相連接構(gòu)成一個低色溫單元，多個LEDC首尾相連接構(gòu)成一個高色溫單元，再由數(shù)量相同的低色溫單元和高色溫單元交叉排列，并且低色溫單元和高色溫單元的正負極反向連接，組成LED光源模組，這種結(jié)構(gòu)在一定程度上簡化了傳統(tǒng)高色溫和低色溫LED交疊排布時，布線的復雜程度，但是仍然不能避免，當一個燈珠損壞開路時，整串燈珠都不發(fā)光的問題。如圖4所示，為本發(fā)明LED光源模組的另一種基本拓撲結(jié)構(gòu)，低色溫LED燈LEDW 和高色溫LED燈LEDC按相反的方向排布，同時低色溫LED燈和高色溫LED燈交疊排布，以 “田”字型的結(jié)構(gòu)連接，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)同樣簡化了傳統(tǒng)高色溫和低色溫LED等回路交疊排布時，布線的復雜程度，同時，這種拓撲結(jié)構(gòu)在布線時，還方便進行大面的鋪銅，增強了散熱效果；當有LED燈損壞開路時，就只有I粒不發(fā)光，但若是有LED燈損壞短路，則會有縱向的一組燈不發(fā)光。如圖5所示，為本發(fā)明LED光源模組的一種優(yōu)選拓撲結(jié)構(gòu)，多個LEDW首尾相連接構(gòu)成一個低色溫單元，多個LEDC首尾相連接構(gòu)成一個高色溫單元，再由一組低色溫單元和一組高色溫單元反向排列，平行位置的低色溫燈LEDW和高色溫燈LEDC首位相連，構(gòu)成一個類似“井”字的結(jié)構(gòu)，再由一定數(shù)量的這種發(fā)光單元構(gòu)成LED光源模組，采用這種結(jié)構(gòu)的光源模組，排列方便，布線簡單，同時也方便大面積鋪銅，增強散熱效果，采用這種結(jié)構(gòu)的光源模組，有單粒的LED損壞時，若是損壞開路，則只有一粒不發(fā)光，若是損壞短路時，則至多兩粒LED不發(fā)光。為了更詳細的說明本發(fā)明的基本應(yīng)用方法與原理，現(xiàn)通過以下實施例詳細說明本發(fā)明的實際應(yīng)用方式，實施例中開關(guān)單元使用的是MOS管，反向器使用的是反向門實施例I :參見圖6，為本發(fā)明基本應(yīng)用電路原理圖，控制信號PWM1、PWM2由控制系統(tǒng)輸出，當控制信號PWMl為高電平時，控制信號PWM2為低電平，控制信號PWMl控制MOS管Ql和 MOS管Q4導通，高色溫LEDC發(fā)光；當控制信號PWM2為高電平時，控制信號PWMl為低電平， 控制信號PWM2使MOS管Q2和MOS管Q3導通，低色溫LEDW發(fā)光。PWMl和PWM2的頻率足夠高的時候，LED發(fā)出的高色溫和低色溫的光就混色成介于高色溫和低色溫之間的色溫，通過改變PWMl和PWM2的高電平時間，即可實現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié)。實施例2 參見圖7，為本發(fā)明一種優(yōu)選應(yīng)用電路原理圖，控制信號PWMl和PWM2由控制系統(tǒng)輸出，當控制信號PWMl位高電平時，控制信號PWM2為低電平，控制信號PWMl控制MOS管Ql 導通，控制信號PWMl通過反向門BI反向使MOS管Q3關(guān)斷，控制信號PWM2控制MOS管Q2關(guān)斷，控制信號PWM2通過反向門使MOS管Q4導通，電流流經(jīng)MOS管Ql，流經(jīng)高色溫LEDC，通過MOS管Q4，回到VSS端，高色溫LEDW發(fā)光；當控制信號PWM2位高電平時，控制信號PWMl 為低電平，控制信號PWM2控制MOS管Q2導通，控制信號PWM2通過反向門B2反向使MOS管 Q4關(guān)斷，控制信號PWMl控制MOS管Ql關(guān)斷，控制信號PWMl通過反向門使MOS管Q3導通， 電流流經(jīng)MOS管Q2、低色溫LEDW，通過MOS管Q3，回到VSS端，低色溫LEDW發(fā)光。PWMl和 PWM2的頻率足夠高的時候，LED發(fā)出的高色溫和低色溫的光就混色成介于高色溫和低色溫之間的色溫，通過改變PWMl和PWM2的高電平時間，即可實現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié)。實施例3 參見圖8,為本發(fā)明另一種優(yōu)選應(yīng)用電路原理圖，控制信號PWM由控制系統(tǒng)輸出， 當控制信號PWM為高電平時，MOS管Ql導通，控制信號經(jīng)反向門BI使MOS管Q3關(guān)斷，控制信號經(jīng)反向門B3使MOS管Q2關(guān)斷，控制信號經(jīng)過反向門B3再經(jīng)過反向門B2使MOS管Q4 導通，電流流經(jīng)MOS管Ql，流經(jīng)高色溫LEDC，通過MOS管Q4，回到VSS端，高色溫LEDC發(fā)光； 當控制信號PWM為低電平時，MOS管Ql關(guān)斷，控制信號經(jīng)反向門BI使MOS管Q3導通，控制信號經(jīng)反向門B3使MOS管Q2導通，控制信號經(jīng)過反向門B3再經(jīng)過反向門B2使MOS管Q4 關(guān)斷，電流流經(jīng)MOS管Q2，電流經(jīng)過低色溫LEDW，通過MOS管Q3，回到VSS端，低色溫LEDW 發(fā)光。PWM的頻率足夠高的時候，LED發(fā)出的高色溫和低色溫的光就混色成介于高色溫和低色溫之間的色溫，通過改變PWMl的高電平時間，即可實現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié)。采用基于H橋的色溫可調(diào)的LED照明裝置實現(xiàn)的色溫調(diào)節(jié)，在燈具發(fā)光的時候時刻保持相同的輸出功率，如果采用的高色溫和低溫的LED燈珠的光效相近，那么其輸出的光通量也維持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，這種調(diào)色溫的方式即是實現(xiàn)了無頻閃的色溫調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.LED照明調(diào)光裝置，包括調(diào)光信號模塊、LED光源模組、供電模塊、第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元，所述第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元構(gòu)成H橋型電路，其特征在于，所述調(diào)光信號模塊分別與第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元的激勵端連接，所述LED光源模組的一端連接在第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元之間，所述LED光源模組的另一端連接在第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元之間，所述供電模塊的正極連接在第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元之間、 負極連接在第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述調(diào)光信號模塊包括第一 PWM脈沖信號輸入端、第二 PWM脈沖信號輸入端、第一反向器和第二反向器，所述第一 PWM 脈沖信號輸入端的一端與第一開關(guān)單兀連接，另一端與第一反向器的一端連接，第一反向器的另一端與第三開關(guān)單元連接，所述第二 PWM脈沖信號輸入端的一端與第二開關(guān)單元連接，另一端與第二反向器的一端連接，第二反向器的另一端與第四開關(guān)單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述調(diào)光信號模塊包括PWM 脈沖信號輸入端、第一反向器、第二反向器和第三反向器，所述PWM脈沖信號輸入端的一端與第一開關(guān)單元連接，另一端與第一反向器和第二反向器連接，第一反向器的另一端與第三開關(guān)單元連接，第二反向器的另一端分別與第二開關(guān)單元和第三反向器的一端連接，第三反向器的另一端與第四開關(guān)單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任意一項所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述第一至第四開關(guān)單元為雙極性晶體管或場效應(yīng)晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述LED光源模組包括至少一個發(fā)光單元，所述發(fā)光單元相互并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光單元包括至少一組并聯(lián)的高色溫單元和低色溫單元，所述高色溫單元和低色溫單元分別包含多個串聯(lián)的LED 燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述高色溫單元的正極與低色溫單元的負極連接，所述高色溫單元的負極與低色溫單元的正極連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED照明調(diào)光裝置，其特征在于，所述高色溫單元所包含的 LED燈的正極分別與其相鄰的低色溫單元的LED燈的負極連接，所述高色溫單元所包含的 LED燈的負極分別與其相鄰的低色溫單元的LED燈的正極連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及開關(guān)電源與電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種通過H橋型電路為LED光源模塊供電以及LED光源模塊采用矩陣網(wǎng)狀式布線的LED照明調(diào)光裝置。本發(fā)明主要的技術(shù)方案為通過由四個開關(guān)單元構(gòu)成H橋型電路，將LED光源模組作為公共橋臂上的負載，供電模塊連接在H橋的兩端，實現(xiàn)對LED光源模組交叉供電。本發(fā)明的有益效果為，通過H橋的供電方式為LED照明裝置供電，只用一個電源便可實現(xiàn)原來兩個電源的功能，使電源減少一半，極大的節(jié)約了能源，同時還可實現(xiàn)LED燈珠的網(wǎng)狀矩陣式布線，使LED光源模組布局布線更簡易可靠，從而極大的簡化LED照明裝置的生產(chǎn)安裝過程，有效降低成本。本發(fā)明尤其適用于具有多種色溫的LED照明裝置。
文檔編號H05B37/02GK102612231SQ20121008039
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者封正勇, 李東明, 楊冕, 龍文濤 申請人:四川新力光源有限公司