CN101815388B - Led灯具控制电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED灯具控制电路及LED灯具，与LED光源相连，所述LED灯具控制电路包括供电模块、BUCK电路和微控模块，所述供电模块为微控模块和BUCK电路供电，所述微控模块依据LED光源的工作电流产生一方波信号，所述BUCK电路根据所述方波信号产生一恒定直流电压，以驱动LED光源发光。本发明中，采用BUCK电路产生所述恒定直流电压，具有输入电压范围较宽、输出恒流范围较大的特点；并且，当供电模块的输入电压或LED光源的参数发生变化时，可通过调节BUCK电路中元器件的参数来调节最终产生的所述恒定直流电压的大小，灵活性高，兼容性好。

Description

LED灯具控制电路及LED灯具

技术领域

本发明涉及照明技术领域，更具体地说，涉及一种LED灯具控制电路及LED灯具。

背景技术

现有技术中，LED光源具有高效节能、寿命长、低压可控等优点，因此被广泛应用于各种灯具中。现有的LED灯具控制电路主要采用恒流芯片实现恒流驱动，由于恒流芯片的输入电压范围较窄，将不能满足较大范围的电压输入，且恒流芯片的输出恒流范围较小。于是，迫切需求一种输入电压范围较宽且输出恒流范围较大的LED灯具控制电路及LED灯具。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述LED灯具控制电路采用恒流芯片实现恒流驱动时输入电压范围较窄、输出恒流范围较小的缺陷，提供一种满足输入电压范围较宽且输出恒流范围较大的LED灯具控制电路及LED灯具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：构造一种LED灯具控制电路，其与LED光源相连，所述LED灯具控制电路包括供电模块、BUCK电路和微控模块，所述供电模块为BUCK电路和微控模块供电，所述微控模块依据LED光源的工作电流产生一方波信号，所述BUCK电路根据所述方波信号产生一恒定直流电压，以驱动LED光源发光。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述BUCK电路包括开关单元、续流二极管、储能电感和储能电容，所述LED光源连接在储能电容的两端；

当所述方波信号控制所述开关单元导通时，所述储能电感、储能电容与供电模块形成第一闭合回路以产生所述恒定直流电压；当所述方波信号控制所述开关单元截止时，所述储能电感、储能电容与续流二极管形成第二闭合回路以产生所述恒定直流电压。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述BUCK电路还包括电流采样电阻，所述电流采样电阻与所述LED光源串联后连接在所述储能电容的两端，所述电流采样电阻产生一采样信号，所述微控模块依据所述采样信号控制调节所述方波信号的频率和/或占空比，从而对所述BUCK电路最终产生的所述恒定直流电压进行调节，以实现LED光源的恒流驱动。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述开关单元包括一开关管，所述开关管、储能电感和储能电容依次串联后连接在供电模块正输出端与供电模块负输出端之间，所述续流二极管反向连接在储能电感的输入端与供电模块负输出端之间；

当所述开关管导通时，所述储能电感、储能电容与供电模块形成所述第一闭合回路；当所述开关管截止时，所述储能电感、储能电容与续流二极管形成所述第二闭合回路。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述开关单元包括第一开关管和第二开关管，当第二开关管导通时，第一开关管也导通，此时所述储能电感、储能电容与供电模块形成所述第一闭合回路；当第二开关管截止时，第一开关管也截止，此时所述储能电感、储能电容与续流二极管形成所述第二闭合回路。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述BUCK电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一开关管的源极连接到供电模块正输出端，第一开关管的栅极连接第二开关管的集电极，第二开关管的发射级连接到供电模块负输出端，第一电阻连接在第一开关管的源极与栅极之间，第二电阻连接在第二开关管的基极与发射级之间，第二开关管的基极通过第三电阻连接所述微控模块的一控制端，所述控制端用于输出所述方波信号；第一开关管的漏极依次通过所述储能电感和储能电容连接到供电模块负输出端，续流二极管反向连接在第一开关管的漏极与供电模块负输出端之间。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述LED灯具控制电路还包括参考电压基准模块，所述参考电压基准模块为所述微控模块提供内部参考电压基准和/或外部参考电压基准；

所述LED灯具控制电路还包括电源管理模块，所述电源管理模块连接在所述供电模块与微控模块之间，所述电源管理模块对所述供电模块的输出电压进行采样得到一电源电压采样值，所述微控模块将所述电源电压采样值与所述参考电压基准进行比较，当所述电源电压采样值小于所述参考电压基准时，所述微控模块输出一过放控制信号，从而控制所述供电模块与所述微控模块断开。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述电源管理模块采用电压调整芯片对所述供电模块提供的电压进行转换调节，从而为所述微控模块供电，所述微控模块输出的过放控制信号通过控制所述电压调整芯片停止工作，从而控制所述供电模块与所述微控模块断开。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述LED灯具控制电路还包括发光模式选择模块，所述发光模式选择模块连接在所述供电模块与微控模块之间，所述发光模式选择模块产生强光模式选择信号和弱光模式选择信号；

所述微控模块依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号，以控制所述BUCK电路产生第一恒定直流电压，从而控制所述LED光源以强光模式发光；

所述微控模块依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号，以控制所述BUCK电路产生第二恒定直流电压，从而控制所述LED光源以弱光模式发光。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：构造一种LED灯具，包括LED光源及与其相连的LED灯具控制电路，所述LED灯具控制电路为上述技术方案之一中所述的LED灯具控制电路。

实施本发明的LED灯具控制电路及LED灯具，具有以下有益效果：微控模块采样LED光源的工作电流产生一方波信号，从而控制BUCK电路产生一恒定直流电压，以使LED光源发光工作，BUCK电路具有输入电压范围较宽、输出恒流范围较大的特点；并且，当供电模块的输入电压或LED光源的参数发生变化时，可通过调节BUCK电路中元器件的参数来调节最终产生的恒定直流电压的大小，灵活性高，兼容性好。

另外，采用发光模式选择模块可实现LED光源的强光发光模式与弱光发光模式的切换；采用电源管理模块可实现供电模块的过放保护，并可通过电压调整芯片产生一合适的电压为微控模块供电。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明LED灯具控制电路第一实施例的原理框图；

图2是本发明LED灯具控制电路第二实施例的原理框图；

图3是本发明LED灯具控制电路第三实施例的原理框图；

图4是本发明LED灯具控制电路中BUCK电路第一实施例的电路图；

图5是本发明LED灯具控制电路中BUCK电路第二实施例的电路图；

图6是本发明图3所示的LED灯具控制电路第一实施例的电路图；

图7是本发明图3所示的LED灯具控制电路第二实施例的电路图；

图8是本发明图3所示的LED灯具控制电路第三实施例的电路图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明LED灯具控制电路第一实施例的原理框图。本发明的LED灯具控制电路与LED光源相连，其包括供电模块1、BUCK电路2和微控模块3，供电模块1分别与BUCK电路2和微控模块3相连，且BUCK电路2与微控模块3相连，供电模块1为BUCK电路2和微控模块3供电，微控模块3依据LED光源的工作电流产生一方波信号，BUCK电路2依据所述方波信号产生一恒定直流电压，以驱动LED光源发光。本发明中，采用BUCK电路2产生所述恒定直流电压，具有输入电压范围较宽且输出恒流范围较大的特点，并且，当供电模块1的输入电压或LED光源的参数发生变化时，可通过调节BUCK电路2中元器件的参数以调节最终产生的恒定直流电压的大小，灵活性高，兼容性好。

如图2所示，是本发明LED灯具控制电路第二实施例的原理框图。与图1所示的第一实施例的区别在于：在第一实施例的基础上，该LED灯具控制电路还包括参考电压基准模块4和电源管理模块5。

其中，参考电压基准模块4与微控模块3相连，为微控模块3提供内部参考电压基准和/或外部参考电压基准。电源管理模块5连接在供电模块1与微控模块3之间，电源管理模块5对供电模块1的输出电压进行采样得到一电源电压采样值，微控模块3将所述电源电压采样值与所述参考电压基准进行比较，当所述电源电压采样值小于所述参考电压基准时，微控模块3输出一过放控制信号，从而控制供电模块1与微控模块3断开，以防止供电电源过放。

进一步地，本发明的LED灯具控制电路中，当供电模块1的输入电压较高不能直接为微控模块3供电时，电源管理模块5可采用电源管理芯片对供电模块1提供的电压进行降压转换，从而为微控模块3供电。

如图3所示，是本发明LED灯具控制电路第三实施例的原理框图。与图2所示的第二实施例的区别在于：在第二实施例的基础上，该LED灯具控制电路还包括发光模式选择模块6，发光模式选择模块6连接在供电模块1与微控模块3之间，当用户触发发光模式选择模块6时，发光模式选择模块6即可产生强光模式选择信号和弱光模式选择信号。

微控模块3依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号PWM，从而控制BUCK电路2产生第一恒定直流电压，以使LED光源以强光模式发光；微控模块3依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号PWM，从而控制BUCK电路2产生第二恒定直流电压，以使LED光源以弱光模式发光。可见，通过人工触发发光模式选择模块6，可实现LED光源发光模式的切换。

如图4所示，是本发明LED灯具控制电路中BUCK电路第一实施例的电路图。本第一实施例中，该BUCK电路中的开关单元采用一个开关管来实现，即，该BUCK电路包括开关管Q1、续流二极管D1、储能电感L1、储能电容C1和第一电阻R1，其中，开关管Q1的源极连接到供电模块正输出端，开关管Q1的栅极连接微控模块的一控制端，该控制端用于输出方波信号，开关管Q1的漏极依次通过储能电感L1和储能电容C1后连接到供电模块负输出端，续流二极管D1的负极连接到开关管Q1的漏极，续流二极管D1的正极连接到供电模块负输出端，第一电阻R1连接在开关管Q1的栅极与源极之间，LED光源连接在储能电容C1的两端。

当开关管Q1导通时，储能电感L1、储能电容C1与供电模块1形成第一闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作；当开关管Q1截止时，储能电感L1、储能电容C1与续流二极管D1形成第二闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作。

进一步地，该BUCK电路还包括电流采样电阻Rs，电流采样电阻Rs与LED光源串联后连接在储能电容C1的两端，电流采样电阻Rs与LED光源的节点上产生一采样信号，微控模块3依据所述采样信号控制调节方波信号的占空比和/或频率，从而对所述BUCK电路最终产生的恒定直流电压进行调节。

本实施例中，电流采样电阻Rs优选地连接在供电模块1负输出端，以使所述采样信号较小，便于比较，且能提高比较精度。

如图5所示，是本发明LED灯具控制电路中BUCK电路第二实施例的电路图。与图4所示的第一实施例的区别在于：该BUCK电路中的开关单元采用两个开关管来实现，即，该BUCK电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、续流二极管D1、储能电感L1和储能电容C1，其中，当第二开关管Q2导通时，第一开关管Q1也导通，此时储能电感L1、储能电容C1与供电模块1形成第一闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作；当第二开关管Q2截止时，第一开关管Q1也截止，此时储能电感L1、储能电容C1与续流二极管D1形成第二闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作。

具体电路结构如下：该BUCK电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、续流二极管D1、储能电感L1、储能电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电流采样电阻Rs，第一开关管Q1的源极连接到供电模块正输出端，第一开关管Q1的栅极连接第二开关管Q2的集电极，第二开关管Q2的发射级连接到供电模块负输出端，第一开关管Q1的漏极依次通过储能电感L1、储能电容C1后连接到供电模块负输出端，续流二极管D1的负极连接到第一开关管Q1的漏极，续流二极管D1的正极连接到供电模块负输出端，第一电阻R1连接在第一开关管Q1的源极与栅极之间，第二电阻R2连接在第二开关管Q2的基极与发射级之间，第二开关管Q2的基极通过第三电阻R3连接微控模块的一控制端，该控制端用于输出方波信号；电流采样电阻Rs与LED光源串联后连接在储能电容C1的两端，电流采样电阻Rs与LED光源的节点上产生采样信号，微控模块3依据所述采样信号控制调节所述方波信号，从而对所述BUCK电路最终产生的恒定直流电压进行调节。

本实施例中，电流采样电阻Rs也优选地连接在供电模块1负输出端，以使所述采样信号较小，便于比较，且能提高比较精度。

如图6所示，是本发明图3所示的LED灯具控制电路第一实施例的电路图。本第一实施例中，供电模块1采用电池，所述电池通过接线端口P1接入，该电池可提供较低电压输入，如3.6V至4.2V之间等，进一步地，供电模块1还可包括为电池提供充电的充电装置。

微控模块3采用单片机U2，优选型号为ATiny13，电池正输出端VCC接至单片机U2的供电端引脚8，单片机U2的接地端引脚4接地，单片机U2的供电端引脚8与接地端引脚4之间连接有滤波电容C2，用于减小电源纹波。

BUCK电路2与图4所示的BUCK电路第一实施例的电路图相同，该BUCK电路2包括开关管Q1、续流二极管D1、储能电感L1、储能电容C1、第一电阻R1和电流采样电阻Rs，其中，开关管Q1的源极连接到电池正输出端VCC，开关管Q1的栅极连接单片机U2的第五I/O口即引脚5，该第五I/O口即引脚5用于输出方波信号PWM，开关管Q1的漏极依次通过储能电感L1和储能电容C1后连接到电池负输出端，续流二极管D1的负极连接到储能电感L1的输入端，续流二极管D1的正极连接到电池负输出端，第一电阻R1连接在开关管Q1的栅极与源极之间，LED光源和电流采样电阻Rs串联后连接在储能电容C1的两端。当方波信号PWM控制开关管Q1导通时，储能电感L1、储能电容C1与供电模块1形成所述第一闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作；当方波信号PWM控制开关管Q1截止时储能电感L1、储能电容C1与续流二极管D1形成所述第二闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作。

电流采样电阻Rs和LED光源的节点连接至单片机U2的第七I/O口即引脚7，且电流采样电阻Rs和LED光源的节点产生采样信号FB，微控模块3将依据采样信号FB控制调节单片机U2的第五I/O口即引脚5输出的方波信号PWM的占空比和/或频率，从而对BUCK电路2最终产生的恒定直流电压进行调节，以实现恒流驱动。

本实施例中，参考电压基准模块4采用基准电源芯片U1提供外部参考电压基准，基准电源芯片U1的优选型号为NCP100SNT1G，基准电源芯片U1的引脚1悬空，基准电源芯片U1的第一阳极即引脚2和第二阳极即引脚5相连并接地，基准电源芯片U1的第一阳极即引脚2通过第五电阻R5连接到基准电源芯片U1的参考端即引脚4。基准电源芯片U1的参考端即引脚4通过第六电阻R6连接到基准电源芯片U1的阴极即引脚3，基准电源芯片U1的阴极即引脚3连接到单片机U2的第二I/O口即引脚2，基准电源芯片U1的阴极即引脚3也通过第四电阻R4连接到单片机U2的第一I/O口即引脚1，同时基准电源芯片U1的阴极即引脚3通过第四电阻R4连接到电池正输出端。

电源管理模块5包括第七电阻R7和第八电阻R8，单片机U2的第一I/O口即引脚1依次通过第八电阻R8和第七电阻R7接地，第八电阻R8和第七电阻R7的节点连接到单片机U2的第三I/O口即引脚3，且第八电阻R8和第七电阻R7的节点上输出电源电压采样值Batt Detect。在单片机U2中，将第三I/O口即引脚3上的电源电压采样值Batt Detect与第二I/O口即引脚2上的参考电压基准Vref进行比较，当电源电压采样值Batt Detect小于参考电压基准Vref时，单片机U2的第五I/O口即引脚5输出停止输出方波信号PWM，于是BUCK电路2停止产生所述恒定直流电压，LED光源熄灭，从而实现电池的过放保护功能。

发光模式选择模块6包括开关S1和第九电阻R9，电池正输出端依次通过开关S1和第九电阻R9接地，开关S1和第九电阻R9的节点连接到单片机U2的第六I/O口即引脚6，且开关S1和第九电阻R9的节点产生强光模式选择信号和弱光模式选择信号，即信号Switch-in，当开关S1导通时，信号Switch-in为高电平，当开关S1断开时，信号Switch-in为低电平。此处假设：开关S1导通时，信号Switch-in为高电平，该高电平即为强光模式选择信号，单片机U2的第五I/O口即引脚5依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号PWM，以控制BUCK2电路产生第一恒定直流电压，从而控制LED光源以强光模式发光；开关S1断开时，信号Switch-in为低电平，该低电平即为弱光模式选择信号，单片机U2的第五I/O口即引脚5依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号PWM，以控制BUCK电路2产生第二恒定直流电压，从而控制LED光源以弱光模式发光。

如图7所示，是本发明图3所示的LED灯具控制电路第二实施例的电路图。本第二实施例中，供电模块1也采用电池，电池通过接线端口P1接入，该电池可提供较高电压输入，如10.8V至12.6V之间等，进一步地，供电模块1还可包括为电池提供充电的充电装置。

微控模块3也采用型号为ATiny13的单片机U2，单片机U2的供电端即引脚8与接地端引脚4之间连接有并联的滤波电容C2和滤波电容C3，用于减小电源纹波。

BUCK电路2与图5所示的BUCK电路第二实施例的电路图相同，该BUCK电路2包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、续流二极管D1、储能电感L1、储能电容C1、第一电阻R1和电流采样电阻Rs，其中，第一开关管Q1的栅极连接第二开关管Q2的集电极，第二开关管Q2的发射级连接到电池负输出端，第一开关管Q1的漏极依次通过储能电感L1、储能电容C1后连接到电池负输出端，续流二极管D1的负极连接到第一开关管的漏极，续流二极管D1的正极连接到电池负输出端，第一电阻R1连接在第一开关管Q1的源极与栅极之间，第二电阻R2连接在第二开关管Q2的基极与发射级之间，第二开关管Q2的基极通过第三电阻R3连接单片机U2的第五I/O口即引脚5，该第五I/O口即引脚5用于输出方波信号PWM。LED光源和电流采样电阻Rs串联后连接在储能电容C1的两端，当方波信号PWM控制开关管Q1导通时，储能电感L1、储能电容C1与电池形成第一闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作；当方波信号PWM控制开关管Q1截止时储能电感L1、储能电容C1与续流二极管D1形成第二闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作。

电流采样电阻Rs和LED光源的节点连接至单片机U2的第七I/O口即引脚7，且电流采样电阻Rs和LED光源的节点产生采样信号FB，微控模块3将依据采样信号FB控制调节单片机U2的第五I/O口即引脚5输出的方波信号PWM的占空比和/或频率，从而对BUCK电路2最终产生的恒定直流电压进行调节，以实现恒流驱动。

本实施例中，参考电压基准模块4采用基准电源芯片U1提供外部参考电压基准，基准电源芯片U1的优选型号为NCP100SNT1G，基准电源芯片U1的引脚1悬空，基准电源芯片U1的第一阳极即引脚2和第二阳极即引脚5相连并接地，基准电源芯片U1的第一阳极即引脚2通过第五电阻R5连接到基准电源芯片U1的参考端即引脚4。基准电源芯片U1的参考端即引脚4通过第六电阻R6连接到基准电源芯片U1的阴极即引脚3，基准电源芯片U1的阴极即引脚3连接到单片机U2的第二I/O口即引脚2，且基准电源芯片U1的阴极即引脚3也通过第四电阻R4连接到单片机U2的第一I/O口即引脚1，同时基准电源芯片U1的阴极即引脚3通过第四电阻R4连接到单片机U2的供电端即引脚8。

发光模式选择模块6包括开关S1、第十一电阻R11和第十二电阻R12，电池正输出端依次通过开关S1、第十一电阻R11和第十二电阻R12接地，第十一电阻R11和第十二电阻R12的节点连接到单片机U2的第六I/O口即引脚6，且第十一电阻R11和第十二电阻R12的节点用于产生所述强光模式选择信号和弱光模式选择信号，即信号Switch-in，当开关S1导通时，信号Switch-in为高电平，当开关S1断开时，信号Switch-in为低电平。此处也假设：开关S1导通时，信号Switch-in为高电平，该高电平即为强光模式选择信号，单片机U2的第五I/O口即引脚5依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号PWM，以控制BUCK电路2产生第一恒定直流电压，从而控制LED光源以强光模式发光；开关S1断开时，信号Switch-in为低电平，该低电平即为弱光模式选择信号，单片机U2的第五I/O口即引脚5依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号PWM，以控制BUCK电路2产生第二恒定直流电压，从而控制LED光源以弱光模式发光。

电源管理模块5主要由两部分组成：电源电压采样部分51和电源调整部分52。电源电压采样部分51包括第七电阻R7和第八电阻R8，电池正输出端依次通过第八电阻R8和第七电阻R7接地，第八电阻R8和第七电阻R7的节点连接到单片机U2的第三I/O口即引脚3，且第八电阻R8和第七电阻R7的节点上输出所述电源电压采样值Batt Detect。

电源调整部分52包括电压调整芯片U3、第九电阻R9、第十电阻R10和第二二极管D2，电压调整芯片U3的优选型号为LP2980IM5-3.3，电压调整芯片U3的输入端即引脚1连接到电池正输出端，电压调整芯片U3的输出端即引脚5连接到单片机U2的供电端即引脚8，电压调整芯片U3的输出端即引脚5输出3.3V的电压，该3.3V的电压为单片机U2供电。电压调整芯片U3的引脚4悬空，电压调整芯片U3的引脚2接地，电压调整芯片U3的使能端即引脚3连接到单片机U2的第一I/O口即引脚1，且电压调整芯片U3的使能端即引脚3通过第十电阻R10接地，另外，开关S1与第十一电阻R11的节点依次通过正向连接的第二二极管D2和第九电阻R9连接到电压调整芯片U3的使能端即引脚3。

在单片机U2中，将第三I/O口即引脚3上的电源电压采样值Batt Detect与第二I/O口即引脚2参考电压基准Vref进行比较，当电源电压采样值BattDetect小于参考电压基准Vref时，单片机U2的第一I/O口即引脚1输出一过放控制信号V-en，从而控制电压调整芯片U3停止工作，以使电压调整芯片U3不产生输出，从而实现电池的过放保护功能。

如图8所示，是本发明图3所示的LED灯具控制电路第三实施例的电路图。本第三实施例中，供电模块1也采用电池，电池通过接线端口P1接入，该电池可提供较高电压输入，如14.4V至16.8V之间等，进一步地，供电模块1还可包括为电池提供充电的充电装置。

微控模块3也采用型号为ATiny13的单片机U2，单片机U2的供电端引脚8与接地端引脚4之间连接有并联的滤波电容C2和滤波电容C3，用于减小电源纹波。

BUCK电路2与图5中所示的BUCK电路以及图7中所示的LED灯具控制电路中的BUCK电路相同。该BUCK电路2包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、续流二极管D1、储能电感L1、储能电容C1、第一电阻R1和电流采样电阻Rs，其中，第一开关管Q1的栅极连接第二开关管Q2的集电极，第二开关管Q2的发射级连接到电池负输出端，第一开关管Q1的漏极依次通过储能电感L1、储能电容C1后连接到电池负输出端，续流二极管D1的负极连接到第一开关管的漏极，续流二极管D1的正极连接到电池负输出端，第一电阻R1连接在第一开关管Q1的源极与栅极之间，第二电阻R2连接在第二开关管Q2的基极与发射级之间，第二开关管Q2的基极通过第三电阻R3连接单片机U2的第五I/O口即引脚5，该第五I/O口即引脚5用于输出方波信号PWM。LED光源和电流采样电阻Rs串联后连接在储能电容C1的两端，当方波信号PWM控制开关管Q1导通时，储能电感L1、储能电容C1与电池形成所述第一闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作；当方波信号PWM控制开关管Q1截止时储能电感L1、储能电容C1与续流二极管D1形成所述第二闭合回路以产生所述恒定直流电压从而使LED光源发光工作。

电流采样电阻Rs和LED光源的节点连接至单片机U2的第七I/O口即引脚7，且电流采样电阻Rs和LED光源的节点产生采样信号FB，微控模块3将依据采样信号FB控制调节单片机U2的第五I/O口即引脚5输出的方波信号PWM的占空比和/或频率，从而对BUCK电路2最终产生的恒定直流电压进行调节，以实现恒流驱动。

本实施例中，本实施例中，参考电压基准模块4也采用基准电源芯片U1提供外部参考电压基准，基准电源芯片U1的优选型号为NCP100SNT1G，基准电源芯片U1的引脚1悬空，基准电源芯片U1的第一阳极即引脚2和第二阳极即引脚5相连并接地，基准电源芯片U1的第一阳极即引脚2通过第五电阻R5连接到基准电源芯片U1的参考端即引脚4。基准电源芯片U1的参考端即引脚4通过第六电阻R6连接到基准电源芯片U1的阴极即引脚3，基准电源芯片U1的阴极即引脚3连接到单片机U2的第二I/O口即引脚2，且基准电源芯片U1的阴极即引脚3也通过第四电阻R4连接到单片机U2的第一I/O口即引脚1，同时基准电源芯片U1的阴极即引脚3通过第四电阻R4连接到单片机U2的供电端即引脚8。

发光模式选择模块6包括开关S1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第二二极管D2，电池正输出端依次通过第十一电阻R11和第十二电阻R12接地，同时电池正输出端也依次通过第十三电阻R13和第十四电阻R14接地，第十一电阻R11和第十二电阻R12的节点连接到单片机U2的第六I/O口即引脚6，同时第十一电阻R11和第十二电阻R12的节点通过开关S1接地，第二二极管D2的正极连接到第十三电阻R13和第十四电阻R14的节点，第二二极管D2的负极连接到第十一电阻R11和第十二电阻R12的节点，第十一电阻R11和第十二电阻R12的节点用于产生所述强光模式选择信号和弱光模式选择信号，即信号Switch-in，当开关S1断开时，信号Switch-in为高电平，当开关S1导通时，信号Switch-in为低电平。此处假设：开关S1断开时，信号Switch-in为高电平，该高电平即为强光模式选择信号，单片机U2的第五I/O口即引脚5依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号PWM，以控制BUCK电路2产生第一恒定直流电压，从而控制LED光源以强光模式发光；开关S1导通时，信号Switch-in为低电平，该低电平即为弱光模式选择信号，单片机U2的第五I/O口即引脚5依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号PWM，以控制BUCK电路2产生第二恒定直流电压，从而控制LED光源以弱光模式发光。

电源管理模块5主要由两部分组成：电源电压采样部分51和电源调整部分52。电源电压采样部分51包括第七电阻R7和第八电阻R8，电池正输出端依次通过第八电阻R8和第七电阻R7接地，第八电阻R8和第七电阻R7的节点连接到单片机U2的第三I/O口即引脚3，且第八电阻R8和第七电阻R7的节点上输出所述电源电压采样值Batt Detect。电源调整部分52包括电压调整芯片U3、第九电阻R9和第十电阻R10，电压调整芯片U3的优选型号为LM2931CM，电压调整芯片U3的输入端即引脚8连接到电池正输出端，电压调整芯片U3的输出端即引脚1输出3.3V的电压，该3.3V的电压为单片机U2供电，且电压调整芯片U3的输出端即引脚1依次通过第九电阻R9和第十电阻R10接地，第九电阻R9和第十电阻R10的节点连接到电压调整芯片U3的引脚4，电压调整芯片U3的引脚2、引脚3、引脚6和引脚7接地，电压调整芯片U3的使能端即引脚5连接到单片机U2的第一I/O口即引脚1，且电压调整芯片U3的使能端即引脚5连接到第十三电阻R13和第十四电阻R14的节点。

在单片机U2中，将第三I/O口即引脚3上的电源电压采样值Batt Detect与第二I/O口即引脚2参考电压基准Vref进行比较，当电源电压采样值BattDetect小于参考电压基准Vref时，单片机U2的第一I/O口即引脚1输出一过放控制信号V-en，从而控制电压调整芯片U3不产生输出，从而实现电池的过放保护功能。

本发明中，第一开关管Q1最优选用金属氧化物半导体场效应晶体管，导通压降较小，从而消耗的功率较少。另外，续流二极管D1最有选用肖特基二极管，导通截止反应较快，反相耐压值较大。

本发明中，发光模式选择模块6中强光模式选择信号和弱光模式选择信号的产生，不仅仅局限于以开关S1导通或断开的两种状态来实现，还可通过开关S1连续导通、断开时产生的脉冲来实现。

本发明中，该LED灯具控制电路还可包括显示模块，用于对供电模块1中电池的电量进行指示。

综上，与现有技术相比，本发明的LED灯具控制电路中微控模块3采样LED光源的工作电流产生一方波信号，从而控制BUCK电路2产生一恒定直流电压，以使LED光源发光工作，所述BUCK电路2具有输入电压范围较宽、输出恒流范围较大的特点；并且，当供电模块1的输入电压或LED光源的参数发生变化时，可通过调节BUCK电路2中储能电感、储能电容的参数来调节最终产生的恒定直流电压，灵活性高，兼容性好。

进一步地，采用发光模式选择模块6可实现LED光源的强光发光模式与弱光发光模式的切换；采用电源管理模块5可实现供电模块的过放保护，并通过电压调整芯片产生一合适的电压为微控模块供电。

本发明还涉及一种LED灯具，其包括LED灯具控制电路和LED光源，所述LED灯具控制电路包括供电模块1、BUCK电路2、微控模块3、参考电压基准模块4、电源管理模块5和发光模式选择模块6。

其中，供电模块1分别与BUCK电路2和微控模块3相连，且BUCK电路2与微控模块3相连，供电模块1为BUCK电路2和微控模块3供电，微控模块3依据LED光源的工作电流产生一方波信号，BUCK电路2依据所述方波信号产生一恒定直流电压，以驱动LED光源发光。本发明中，微控模块3采样LED光源的工作电流产生一方波信号，从而控制BUCK电路2产生一恒定直流电压，以使LED光源发光工作，所述BUCK电路2具有输入电压范围较宽且输出恒流范围较大的特点，并且，当供电模块1的输入电压或LED光源的参数发生变化时，可通过调节BUCK电路2中元器件的参数来调节最终产生的恒定直流电压，灵活性高，兼容性好。

进一步地，所述LED灯具控制电路还包括发光模式选择模块6，其连接在供电模块1与微控模块3之间，当用户触发发光模式选择模块6时，发光模式选择模块6即可产生强光模式选择信号和弱光模式选择信号。微控模块3依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号PWM，从而控制BUCK电路2产生第一恒定直流电压，以使LED光源以强光模式发光；微控模块3依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号PWM，从而控制BUCK电路2产生第二恒定直流电压，以使LED光源以弱光模式发光。可见，通过人工触发发光模式选择模块6，可实现LED光源发光模式的切换。

进一步地，所述LED灯具控制电路还包括参考电压基准模块4，其与微控模块3相连，为微控模块3提供内部参考电压基准和/或外部参考电压基准。

进一步地，所述LED灯具控制电路还包括电源管理模块5，其连接在供电模块1与微控模块3之间，电源管理模块5对供电模块1的输出电压进行采样得到一电源电压采样值，微控模块3将所述电源电压采样值与所述参考电压基准进行比较，当所述电源电压采样值小于所述参考电压基准时，微控模块3输出一过放控制信号，从而控制供电模块1与微控模块3断开，以防止供电电源过放。当供电模块1的输入电压较高不能直接为微控模块3供电时，电源管理模块5可采用电源管理芯片对供电模块1提供的电压进行降压转换，从而为微控模块3供电。

本LED灯具控制电路的具体实施方式此处将不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种LED灯具控制电路，与LED光源相连，所述LED灯具控制电路包括供电模块和微控模块，所述供电模块为微控模块供电，其特征在于，还包括一BUCK电路，所述供电模块为所述BUCK电路供电，所述微控模块依据LED光源的工作电流产生一方波信号，所述BUCK电路根据所述方波信号产生一恒定直流电压，以驱动LED光源发光；

所述LED灯具控制电路还包括发光模式选择模块，所述发光模式选择模块连接在所述供电模块与微控模块之间，所述发光模式选择模块包括开关S1和第九电阻，所述供电模块依次经开关S1和第九电阻接地，开关S1和第九电阻之间的节点与所述微控模块连接，所述发光模式选择模块在所述开关S1导通时，开关S1和第九电阻之间的节点电压为高电平，所述微控模块接收高电平并产生强光模式选择信号，以及在所述开关S1断开时，开关S1和第九电阻之间的节点电压为低电平，所述微控模块接收低电平并产生弱光模式选择信号；或者所述发光模式选择模块包括开关S1、第十一电阻和第十二电阻，所述供电模块依次经开关S1、第十一电阻和第十二电阻接地，所述第十一电阻和第十二电阻之间的节点与所述微控模块连接，所述发光模式选择模块在所述开关S1导通时，第十一电阻和第十二电阻之间的节点电压为高电平，所述微控模块接收高电平并产生强光模式选择信号，以及在所述开关S1断开时，第十一电阻和第十二电阻之间的节点电压为低电平，所述微控模块接收低电平并产生弱光模式选择信号；或者所述发光模式选择模块包括开关S1、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第二二极管，所述供电模块依次经第十一电阻和第十二电阻接地，所述供电模块依次经第十三电阻和第十四电阻接地，第二二极管的负极与第十一电阻和第十二电阻之间的节点连接，第二二极管的正极与第十三电阻和第十四电阻之间的节点连接，开关S1的一端分别与第十一电阻和第十二电阻之间的节点和所述微控模块连接，开关S1的另一端接地，所述发光模式选择模块在所述开关S1断开时，第十一电阻和第十二电阻之间的节点电压为高电平，所述微控模块接收高电平并产生强光模式选择信号，以及在所述开关S1导通时，第十一电阻和第十二电阻之间的节点电压为低电平，所述微控模块接收低电平并产生弱光模式选择信号；

所述微控模块依据所述强光模式选择信号产生第一方波信号，以控制所述BUCK电路产生第一恒定直流电压，从而控制所述LED光源以强光模式发光；

所述微控模块依据所述弱光模式选择信号产生第二方波信号，以控制所述BUCK电路产生第二恒定直流电压，从而控制所述LED光源以弱光模式发光；

所述微控模块具有供电端引脚和接地端引脚，所述供电端引脚与接地端引脚之间连接有滤波电容C2。

2.根据权利要求1所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述BUCK电路包括开关单元、续流二极管、储能电感和储能电容，所述LED光源连接在储能电容的两端；

当所述方波信号控制所述开关单元导通时，所述储能电感、储能电容与供电模块形成第一闭合回路以产生所述恒定直流电压；当所述方波信号控制所述开关单元截止时，所述储能电感、储能电容与续流二极管形成第二闭合回路以产生所述恒定直流电压。

3.根据权利要求2所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述BUCK电路还包括电流采样电阻，所述电流采样电阻与所述LED光源串联后连接在所述储能电容的两端，所述电流采样电阻产生一采样信号，所述微控模块依据所述采样信号控制调节所述方波信号的频率和/或占空比，从而对所述BUCK电路最终产生的所述恒定直流电压进行调节，以实现LED光源的恒流驱动。

4.根据权利要求2所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述开关单元包括一开关管，所述开关管、储能电感和储能电容依次串联后连接在供电模块正输出端与供电模块负输出端之间，所述续流二极管反向连接在储能电感的输入端与供电模块负输出端之间；

当所述开关管导通时，所述储能电感、储能电容与供电模块形成所述第一闭合回路；当所述开关管截止时，所述储能电感、储能电容与续流二极管形成所述第二闭合回路。

5.根据权利要求2所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述开关单元包括第一开关管和第二开关管，当第二开关管导通时，第一开关管也导通，此时所述储能电感、储能电容与供电模块形成所述第一闭合回路；当第二开关管截止时，第一开关管也截止，此时所述储能电感、储能电容与续流二极管形成所述第二闭合回路。

6.根据权利要求5所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述BUCK电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一开关管的源极连接到供电模块正输出端，第一开关管的栅极连接第二开关管的集电极，第二开关管的发射级连接到供电模块负输出端，第一电阻连接在第一开关管的源极与栅极之间，第二电阻连接在第二开关管的基极与发射级之间，第二开关管的基极通过第三电阻连接所述微控模块的一控制端，所述控制端用于输出所述方波信号；第一开关管的漏极依次通过所述储能电感和储能电容连接到供电模块负输出端，续流二极管反向连接在第一开关管的漏极与供电模块负输出端之间。

7.根据权利要求1所述的LED灯具控制电路，其特征在于，

所述LED灯具控制电路还包括参考电压基准模块，所述参考电压基准模块为所述微控模块提供内部参考电压基准和/或外部参考电压基准；

所述LED灯具控制电路还包括电源管理模块，所述电源管理模块连接在所述供电模块与微控模块之间，所述电源管理模块对所述供电模块的输出电压进行采样得到一电源电压采样值，所述微控模块将所述电源电压采样值与所述参考电压基准进行比较，当所述电源电压采样值小于所述参考电压基准时，所述微控模块输出一过放控制信号，从而控制所述供电模块与所述微控模块断开。

8.根据权利要求7所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述电源管理模块采用电压调整芯片对所述供电模块提供的电压进行转换调节，从而为所述微控模块供电，所述微控模块输出的过放控制信号通过控制所述电压调整芯片停止工作，从而控制所述供电模块与所述微控模块断开。

9.一种LED灯具，包括LED光源及与其相连的LED灯具控制电路，其特征在于，所述LED灯具控制电路为权利要求1至8中任意一项所述的LED灯具控制电路。

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