一种LED控制电路及方法

摘要

本发明提供一种LED控制电路及方法，至少包括：串联形成回路的电源模块、控制模块以及LED模块；控制模块包括分别隔断高频信号、低频正半周期信号及低频负半周期信号的第一~第三控制模块；LED模块包括分别在电源高频段发光的第一LED模块、在电源低频正半周期发光的第二LED模块或在电源低频负半周期发光的第三LED模块；各控制模块内设置有开关，通过开关分别实现各控制模块的选通或断开从而控制各LED模块发光或熄灭。仅保留高频信号以单独点亮第一LED模块：仅保留低频正半周期信号以单独点亮第二LED模块；仅保留低频负半周期信号以单独点亮第三LED模块。本发明达到了在串联状态下实现并联控制的特性，节约了线材，降低了线阻的能量损耗。

权利要求

1.一种LED控制电路，其特征在于，所述LED控制电路至少包括：

串联形成回路的电源模块、控制模块以及LED模块；

所述控制模块包括隔断所述电源模块输出的高频信号的第一控制模块、隔断所述电源模块输出的低频正半周期信号的第二控制模块以及隔断所述电源模块输出的低频负半周期信号的第三控制模块；

所述LED模块包括在电源电压的高频段发光的第一LED模块、在所述电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块以及在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块；

各控制模块内设置有开关，通过所述开关分别实现各控制模块的选通或断开从而控制各LED模块发光或熄灭。

2.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述电源模块的正极输出电源电压的高频信号及低频正半周期信号，所述电源模块的负极输出电源电压的低频负半周期信号。

3.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述电源模块包括第一方波振荡器；连接于所述第一方波振荡器的第一反相器，所述第一反相器的输出端连接至所述电源模块的负极；连接于所述第一反相器的第二反相器；连接于所述第二反相器的第一电阻，所述第一电阻的另一端连接于所述电源模块的正极；第二方波振荡器以及连接于所述第二方波振荡器的第一电容，所述第一电容的另一端连接于所述电源模块的正极。

4.根据权利要求3所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一方波振荡器产生低频方波信号，所述第二方波振荡器产生高频方波信号。

5.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一控制模块包括并联的第一开关及第一电感。

6.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第二控制模块包括并联的第二开关、第一二极管及第二电容，所述第一二极管相对于所述电源模块的正极反向连接。

7.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第三控制模块包括并联的第三开关、第二二极管及第三电容，所述第二二极管相对于所述电源模块的正极正向连接。

8.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一LED模块包括并联的第一LED及第二电感，所述第一LED相对于所述电源模块的正极正向连接。

9.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第二LED模块包括并联的第二LED、第三二极管以及第四电容，所述第二LED及所述第三二极管反向并联，所述第二LED相对于所述电源模块的正极正向连接。

10.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第三LED模块包括并联的第三LED、第四二极管以及第五电容，所述第三LED及所述第四二极管反向并联，所述第三LED相对于所述电源模块的正极反向连接。

11.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述LED控制电路中还包括1个串联于所述回路中的负载。

12.一种LED控制方法，其特征在于，采用如权利要求1～11任意一项所述的LED控制电路，所述LED控制方法至少包括：单独点亮在电源电压的高频段发光的第一LED模块：隔断电源电压中的低频正半周期信号及低频负半周期信号，仅保留电源电压中的高频信号；

或，单独点亮在电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块：隔断所述电源电压中的高频信号及低频负半周期信号，仅保留所述电源电压中的低频正半周期信号；

或，单独点亮在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块：隔断所述电源电压中的高频信号及低频正半周期信号，仅保留所述电源电压中的低频负半周期信号。

说明书

一种LED控制电路及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及照明领域，特别是涉及一种LED控制电路及方法。

背景技术

[0002] 发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种能发光的半导体电子元件，这种电子元件早期只能发出低光度的红光，随着技术的不断进步，现在已发展到能发出可见光、红外线及紫外线的程度，光度也有了很大的提高。由于LED的单向导通特性，在LED两端加反向电压时，LED灯处于反向死区、不能发光；在LED两端加正向电压时，LED导通发光。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。LED最初的用途是作为指示灯、显示板等；而随着白光发光二极管的发展，近年来LED逐渐被推广至照明领域。

[0003] 在LED照明控制中，特别是景观、舞台灯光照明中，经常会用到单个或一组LED需要单独控制的情况。如图1所示，当有多个或多组LED需要单独控制时，目前一般的解决方法是将需要单独控制的LED串联上控制开关，然后以并联的方式连接电源。在需要单独控制的LED的数量比较多、或控制器离LED比较远的情况下，多路并联的连接方式会造成线材的浪费，而且电线上的电阻也会明显增加，造成不必要的能量损失，而且需要单独控制的LED的数量越多，这种线材与能量的浪费越明显。

[0004] 因此，如何在单独控制LED时，避免不必要的线材浪费和能量损耗已成为本领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED控制电路及方法，用于解决现有技术中LED控制电路中多路并联的方式造成线材的浪费，且电线上的电阻明显增加、造成能量的损失等问题。

[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED控制电路，所述LED控制电路至少包括：

[0007] 串联形成回路的电源模块、控制模块以及LED模块；

[0008] 所述控制模块包括隔断所述电源模块输出的高频信号的第一控制模块、隔断所述电源模块输出的低频正半周期信号的第二控制模块以及隔断所述电源模块输出的低频负半周期信号的第三控制模块；

[0009] 所述LED模块包括在电源电压的高频段发光的第一LED模块、在所述电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块或在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块；

[0010] 各控制模块内设置有开关，通过所述开关分别实现各控制模块的选通或断开从而控制各LED模块发光或熄灭。

[0011] 优选地，所述电源模块的正极输出电源电压的高频信号及低频正半周期信号，所述电源模块的负极输出电源电压的低频负半周期信号。

[0012] 优选地，所述电源模块包括第一方波振荡器；连接于所述第一方波振荡器的第一反相器，所述第一反相器的输出端连接至所述电源模块的负极；连接于所述第一反相器的第二反相器；连接于所述第二反相器的第一电阻，所述第一电阻的另一端连接于所述电源模块的正极；第二方波振荡器以及连接于所述第二方波振荡器的第一电容，所述第一电容的另一端连接于所述电源模块的正极。

[0013] 更优选地，所述第一方波振荡器产生低频方波信号，所述第二方波振荡器产生高频方波信号。

[0014] 优选地，所述第一控制模块包括并联的第一开关及第一电感。

[0015] 优选地，所述第二控制模块包括并联的第二开关、第一二极管及第二电容，所述第一二极管相对于所述电源模块的正极反向连接。

[0016] 优选地，所述第三控制模块包括并联的第三开关、第二二极管及第三电容，所述第二二极管相对于所述电源模块的正极正向连接。

[0017] 优选地，所述第一LED模块包括并联的第一LED及第二电感，所述第一LED相对于所述电源模块的正极正向连接。

[0018] 优选地，所述第二LED模块包括并联的第二LED、第三二极管以及第四电容，所述第二LED及所述第三二极管反向并联，所述第二LED相对于所述电源模块的正极正向连接。

[0019] 优选地，所述第三LED模块包括并联的第三LED、第四二极管以及第五电容，所述第三LED及所述第四二极管反向并联，所述第三LED相对于所述电源模块的正极反向连接。

[0020] 优选地，所述LED控制电路中还包括1个串联于所述回路中的负载。

[0021] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种LED控制方法，采用上述的LED控制电路，所述LED控制方法至少包括：

[0022] 单独点亮在电源电压的高频段发光的第一LED模块：隔断电源电压中的低频正半周期信号及低频负半周期信号，仅保留电源电压中的高频信号；

[0023] 或，单独点亮在电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块：隔断所述电源电压中的高频信号及低频负半周期信号，仅保留所述电源电压中的低频正半周期信号；

[0024] 或，单独点亮在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块：隔断所述电源电压中的高频信号及低频正半周期信号，仅保留所述电源电压中的低频负半周期信号。

[0025] 如上所述，本发明的LED控制电路及方法，具有以下有益效果：

[0026] 本发明的LED控制电路及方法以串联连接方式实现LED并联控制，实现特定开关控制特定LED是否发光的功能，相互之间没有影响。由于是串联连接，不会造成不必要的线材浪费，同时电路中的电阻不会明显增加，功耗大大降低。

附图说明

[0027] 图1显示为现有技术中的多路并联的LED控制电路示意图。

[0028] 图2显示为本发明的LED控制电路示意图。

[0029] 元件标号说明

[0030] 1                      LED控制电路

[0031] 11                     电源模块

[0032] 111                    第一方波振荡器

[0033] 112                    第一反相器

[0034] 113                    第二反相器

[0035] 114                    第二方波振荡器

[0036] 115                    第一电容

[0037] 116                    第一电阻

[0038] 12                     第一控制模块

[0039] 121                    第一开关

[0040] 122                    第一电感

[0041] 13                     第二控制模块

[0042] 131                    第二开关

[0043] 132                    第一二极管

[0044] 133                    第二电容

[0045] 14                     第三控制模块

[0046] 141                    第三开关

[0047] 142                    第二二极管

[0048] 143                    第三电容

[0049] 15                     第一LED模块

[0050] 151                    第一LED

[0051] 152                    第二电感

[0052] 16                     第二LED模块

[0053] 161                    第二LED

[0054] 162                    第三二极管

[0055] 163                    第四电容

[0056] 17                     第三LED模块

[0057] 171                    第三LED

[0058] 172                    第四二极管

[0059] 173                    第五电容

[0060] 18                     第二电阻

[0061] V+                     电源模块的正极

[0062] V-                     电源模块的负极

具体实施方式

[0063] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0064] 请参阅图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

[0065] 如图2所示，本发明提供一种LED控制电路1，所述LED控制电路1至少包括：

[0066] 串联形成回路的电源模块11、控制模块以及LED模块；

[0067] 所述控制模块包括隔断所述电源模块11输出的高频信号的第一控制模块12、隔断所述电源模块11输出的低频正半周期信号的第二控制模块13以及隔断所述电源模块11输出的低频负半周期信号的第三控制模块14；

[0068] 所述LED模块包括在电源电压的高频段发光的第一LED模块15、在所述电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块16或在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块17；

[0069] 各控制模块内设置有开关，通过所述开关分别实现各控制模块的选通或断开从而控制各LED模块发光或熄灭。

[0070] 所述LED控制电路1中还包括1个串联于所述回路中的负载。在本实施例中，所述负载为第二电阻18。由于所述回路中的模块及负载为串联连接，因此各模块及负载的连接顺序不限。如图2所示，在本实施例中，所述电源模块的正极V+依次连接所述第一控制模块12、所述第二控制模块13、所述第三控制模块14、所述第二电阻18、所述第三LED模块17、所述第二LED模块16以及所述第三LED模块17，所述第三LED模块17的另一端连接所述电源模块的负极V-，形成回路。

[0071] 如图2所示，所述电源模块的正极V+输出电源电压的高频信号及低频正半周期信号，所述电源模块的负极V-输出电源电压的低频负半周期信号。

[0072] 所述电源模块11可以通过任意在正极输出高频信号及低频正半周期信号，在负极输出低频负半周期信号的电路实现。如图2所示，在本实施例中，所述电源模块11包括第一方波振荡器111；连接于所述第一方波振荡器111的第一反相器112，所述第一反相器112的输出端连接至所述电源模块的负极V-；连接于所述第一反相器112的第二反相器113；连接于所述第二反相器113的第一电阻116，所述第一电阻116的另一端连接于所述电源模块的正极V+；第二方波振荡器114以及连接于所述第二方波振荡器114的第一电容115，所述第一电容115的另一端连接于所述电源模块的正极V+。所述第一方波振荡器111产生低频方波信号，所述第二方波振荡器114产生高频方波信号。

[0073] 所述第一方波振荡器111产生低频方波信号，在本实施例中，所述第一方波振荡器111产生频率为400Hz的低频方波信号，所述低频方波信号经第一反相器112后连接至所述电源模块的负极V-，输出低频负半周期信号。所述第一反相器112还连接至所述第二反相器
113，经过所述第二反相器113输出的仍为低频方波信号的正半周期。所述第二方波振荡器
114产生高频方波信号，在本实施例中，所述第二方波振荡器114产生频率为4MHz的高频方波信号，所述第二方波振荡器114输出的高频方波信号及所述第二反相器113输出的低频正半周期信号经过第一电容115及第一电阻116耦合至所述电源模块的正极V+。所述电源模块
11的输出信号为一个含有高频分量的低频交流方波信号，低频信号的正半周期和负半周期输出电压互为相反数。

[0074] 如图2所示，所述第一控制模块12包括并联的第一开关121及第一电感122。当所述第一开关121闭合时，所述第一电感122被断接，电源信号直接从开关通路中流过。所述第一开关121断开时，所述第一电感122被接入回路，电源信号从所述第一电感122流过，由于电感的特性，电源信号中的高频信号被隔断，低频信号通过。

[0075] 如图2所示，所述第二控制模块13包括并联的第二开关131、第一二极管132及第二电容133，所述第一二极管132相对于所述电源模块的正极V+反向连接。当所述第二开关131闭合时，所述第一二极管132及所述第二电容133被断接，电源信号直接从开关通路中流过。所述第二开关131断开时，所述第一二极管132及所述第二电容133被接入回路，电源信号从所述第一二极管132及所述第二电容133流过，由于所述第一二极管132的阴极朝向所述电源模块的正极V+、阳极朝向所述电源模块的负极V-，根据二极管的单向导通性，所述第一二极管132只能通过电源信号中的低频负半周期信号；由于电容的特性，电源信号中的低频信号被隔断，高频信号通过；因此当所述第二开关131断开时，电源电压中的低频正半周期信号被隔断，低频负半周期信号及高频信号通过。

[0076] 如图2所示，所述第三控制模块14包括并联的第三开关141、第二二极管142及第三电容143，所述第二二极管142相对于所述电源模块的正极V+正向连接。当所述第三开关141闭合时，所述第二二极管142及所述第三电容143被断接，电源信号直接从开关通路中流过。所述第三开关141断开时，所述第二二极管142及所述第三电容143被接入回路，电源信号从所述第二二极管142及所述第三电容143流过，由于所述第二二极管142的阳极朝向所述电源模块的正极V+、阴极朝向所述电源模块的负极V-，根据二极管的单向导通性，所述第二二极管142只能通过电源信号中的低频正半周期信号；由于电容的特性，电源信号中的低频信号被隔断，高频信号通过；因此当所述第三开关141断开时，电源电压中的低频负半周期信号被隔断，低频正半周期信号及高频信号通过。

[0077] 如图2所示，所述第一LED模块15包括并联的第一LED151及第二电感152，所述第一LED151相对于所述电源模块的正极V+正向连接。所述电源模块11输出的高频信号可流过所述第一LED151并使所述第一LED151发光；所述电源模块11输出的低频信号(包括低频正半周期信号及低频负半周期信号)通过所述第二电感152流过。

[0078] 如图2所示，所述第二LED模块16包括并联的第二LED161、第三二极管162以及第四电容163，所述第二LED161及所述第三二极管162反向并联，所述第二LED161相对于所述电源模块的正极V+正向连接。所述电源模块11输出的低频正半周期信号可流过所述第二LED161并使所述第二LED161发光；所述电源模块11输出的低频负半周期信号通过所述第三二极管162流过，所述电源模块11输出的高频信号通过所述第四电容163流过。

[0079] 如图2所示，所述第三LED模块17包括并联的第三LED171、第四二极管172以及第五电容173，所述第三LED171及所述第四二极管172反向并联，所述第三LED171相对于所述电源模块的正极V+反向连接。所述电源模块11输出的低频负半周期信号可流过所述第三LED171并使所述第三LED171发光；所述电源模块11输出的低频正半周期信号通过所述第四二极管172流过，所述电源模块11输出的高频信号通过所述第五电容173流过。

[0080] 需要单独控制的LED模块可以是所述第一～第三LED模块中的一种或几种，不以本实施例为限。

[0081] 本发明还提供一种LED控制方法，采用上述的LED控制电路1，所述LED控制方法至少包括：

[0082] 单独点亮在电源电压的高频段发光的第一LED模块15：隔断电源电压中的低频正半周期信号及低频负半周期信号，仅保留电源电压中的高频信号；

[0083] 或，单独点亮在电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块16：隔断所述电源电压中的高频信号及低频负半周期信号，仅保留所述电源电压中的低频正半周期信号；

[0084] 或，单独点亮在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块17：隔断所述电源电压中的高频信号及低频正半周期信号，仅保留所述电源电压中的低频负半周期信号。

[0085] 具体地，所述电源模块的正极V+输出低频正半周期信号及高频信号，所述电源模块的负极V-输出低频负半周期信号。

[0086] 当所述第一开关121、所述第二开关131及所述第三开关141均断开时，所述第一控制模块12中的所述第一电感122由于高频滤波效果将高频信号吸收；所述第二控制模块13中的所述第一二极管132由于单向导通性将低频正半周期信号隔断；所述第三控制模块14中的所述第二二极管142由于单向导通性将低频负半周期信号隔断。无法形成电流通路，也没有能量形成谐振，因此所述第一LED151、所述第二LED161及所述第三LED171均不发光。

[0087] 当所述第一开关121闭合，所述第二开关131、所述第三开关141断开时，所述第一控制模块12中的所述第一电感122被断接，高频信号直接通过所述第一开关121经过所述第二控制模块13中的所述第二电容133及所述第三控制模块14中的所述第三电容143输出至所述第二电阻18，再经由所述第三LED模块17中的所述第五电容173、所述第二LED161模块16中的所述第四电容163及所述第一LED模块15中的所述第二电感152回到所述电源模块的负极V-，形成回路，由于所述第二电感152谐振的高频电阻效应，高频信号的能量集中在所述第二电感152的两端，并使所述第一LED151发光。而低频正半周期信号被所述第二控制模块13隔断，低频负半周期信号被所述第三控制模块14隔断，均无法形成回路，因此所述第二LED161及所述第三LED171不发光。

[0088] 当所述第二开关131闭合，所述第一开关121、所述第三开关141断开时，低频正半周期信号从所述电源模块的正极V+输出，经过所述第一控制模块12中的所述第一电感122，然后直接通过所述第二开关131经由所述第三控制模块14中的所述第二二极管142、所述第二电阻18、所述第三LED模块17中的所述第四二极管172、所述第二LED模块16中的所述第二LED161及所述第一LED模块15中的第二电感152回到所述电源模块的负极V-，形成回路，根据LED的单向导通性，所述第二LED161在低频信号的正半周期导通并发光，由于低频信号的频率为400Hz，已超过人眼的分辨率，因此所述第二LED161并不会存在闪烁现象。而高频信号被所述第一控制模块12隔断，低频负半周期信号被所述第三控制模块14隔断，均无法形成回路，因此所述第一LED151及所述第三LED171不发光。

[0089] 当所述第三开关141闭合，所述第一开关121、所述第二开关131断开时，低频负半周期信号从所述电源模块的负极V-输出，经过所述第一LED模块15中的第二电感152、所述第二LED模块16中的所述第三二极管162、所述第三LED模块17中的所述第三LED171、所述第二电阻18输出后，直接经过所述第三控制模块14中的所述第三开关141经过所述第二控制模块13中的所述第一二极管132及所述第一控制模块12中的所述第一电感122回到所述电源模块的正极V+，形成回路，根据LED的单向导通性，所述第三LED171在低频信号的负半周期导通并发光，由于低频信号的频率为400Hz，已超过人眼的分辨率，因此所述第三LED171并不会存在闪烁现象。而高频信号被所述第一控制模块12隔断，低频正半周期信号被所述第二控制模块13隔断，均无法形成回路，因此所述第一LED151及所述第二LED161不发光。

[0090] 当所述第一开关121、所述第二开关131及所述第三开关141均闭合时，回路中不存在隔断信号的控制模块，因此，各LED均能发光。

[0091] 本发明的LED控制电路及方法通过所述第一开关121、所述第二开关131及所述第三开关141分别控制所述电源模块11输出的高频信号、低频正半周期信号及低频负半周期信号回路的形成。所述第一开关121、所述第二开关131及所述第三开关141的开关状态互不影响，因此可分别控制所述第一LED151、所述第二LED161及所述第三LED171的发光状态。当所述第一开关121闭合时，高频信号形成回路，所述第一LED151发光；当所述第二开关131闭合时，低频正半周期信号形成回路，所述第二LED161发光；当所述第三开关141闭合时，低频负半周期信号形成回路，所述第三LED171发光。本发明的LED控制电路及方法达到了在串联状态下实现并联控制的特性，节约了线材，降低了线阻的能量损耗。

[0092] 综上所述，本发明提供一种LED控制电路及方法，所述LED控制电路至少包括：串联形成回路的电源模块、控制模块以及LED模块；所述控制模块包括隔断所述电源模块输出的高频信号的第一控制模块、隔断所述电源模块输出的低频正半周期信号的第二控制模块以及隔断所述电源模块输出的低频负半周期信号的第三控制模块；各控制模块通过开关分别实现各控制模块的选通或断开；所述LED模块包括在电源电压的高频段导通的第一LED模块、在所述电源电压的低频正半周期导通的第二LED模块以及在电源电压的低频负半周期导通的第三LED模块；各控制模块内设置有开关，通过所述开关分别实现各控制模块的选通或断开从而控制各LED模块发光或熄灭。单独点亮在电源电压的高频段发光的第一LED模块：隔断电源电压中的低频正半周期信号及低频负半周期信号，仅保留电源电压中的高频信号；或，单独点亮在电源电压的低频正半周期发光的第二LED模块：隔断所述电源电压中的高频信号及低频负半周期信号，仅保留电源电压中的低频正半周期信号；或，单独点亮在电源电压的低频负半周期发光的第三LED模块：隔断所述电源电压中的高频信号及低频正半周期信号，仅保留电源电压中的低频负半周期信号。本发明的LED控制电路及方法以串联连接方式实现LED并联控制，实现特定开关控制特定LED是否发光的功能，相互之间没有影响。由于是串联连接，不会造成不必要的线材浪费，同时电路中的电阻不会明显增加，功耗大大降低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

[0093] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。