非PWM控制方式的幻彩LED控制器电路原理图

一、前言

随着智能家居越来越普及的现代社会，调光调色功能基本都成了灯具的标配，这样的灯具可以在不同场景和功能需求下，通过调节亮度和色温来提供适宜的照明效果， 最常见的为台灯、落地灯，吸顶灯等这些类型灯具。

常规的LED控制一般采用PWM信号，通过调节占空比控制一路至多路MOS管或IC进行调光调色功能，市面上大部分LED台灯上采用的就是PWM控制方式。

PWM调光的特点是简单方便，适合1-5路LED的控制，缺点是控制器上的MOS管需作为主功率器件对LED进行控制，控制器的最大功率主要由MOS管决定。

由于PWM频率较高（一般的为1KHZ），当流过大电流时或者输入或输出引线较长（主回路等效电感较大时），由于电感效应，MOS管DS端会产生非常高的尖峰电压。所以PWM调光一般用在台灯等小功率LED上（大功率使用需要加RCD电路吸收了）。

二、外观功能介绍

今天拆解的为一款非PWM控制方式的LED控制器，通过拆解一起来探究下其工作原理。

如下24V的幻彩LED控制器，输入为DC接口，输出为三线的接口，外置红外接收头，除了基本的RGBW调光调色功能外，还支持音乐律动，定时等功能。可以实现LED幻彩，渐变，流水灯等各种氛围效果，同时支持，按键，红外遥控、蓝牙APP三种控制方式，不得不说功能十分强大丰富。

控制器正面实物图

 

三、拆解

直接从背面拆开，不得不说外壳非常之牢固，基本看不到缝隙，还是非常暴力才把外壳撬开，如红色箭头，外壳三根线都是带防水胶套的，加上较为密封的外壳，防护效果还是做得不错的。

拆开后PCB细节图

正面的按键面PCB，塑料外壳设计比较巧妙的，如箭头处塑料按键只留单边连接，利用塑料形成的自然弹性与按键的配合，实现了较好的按键效果。

 

 

三、电路分析

表面PCB只有轻触按键，我们对背面PCB部分电路进行分析：

由于元件型号都非常明白的标注在PCB板上了,结合控制器的功能，整个电路原理就变得非常简单了,把电路原理图大概画出如下：

1、输入信号部分如上面PCB图片，主要由以下几个部分组成，

①正面PCB的轻触按键信号，通过按键产生的控制信号。

②板载的蓝牙天线可以接收手机APP的控制信号。

③红外接收头，红外遥控器控制发出被红外接收头接收的信号。

④咪头采集的声音信号,音乐模式下使用。

2、MCU部分

采用的为伦茨科技的蓝牙BLE芯片ST17H66 SOP16；输入直流电压通过二极管隔离，三端稳压器降压后得到3.3V的稳定电压给MUC 供电， MCU对输入的各种信号进行处理后输出3.3V的数字信号。

3、电平转换

这里用到了一颗电平转换IC SN74LV，这个料号查到的居然是TI半导体的型号，网上价格大概0.5-1.2元，有点怀疑实际型号是否为正品。SN74LV在这个电路的作用为电平转换，就是把输入3.3V的信号转换为5V信号输出。

如下为实测波形，CH1黄色为输入的3.3V信号，经过SN74LV后转换为了CH2蓝色的5V数字信号输出。

然后？然后就这样没了！控制器输出5V的数字信号就没然后了？那如何控制LED呢？

实际上LED需要后端的IC来实现控制，此款控制器产生的数字信号为单极性归零码信号，就是通过一根信号线控制后面一大串LED。

如下原理图，控制器产生的数字信号输出到后面的第一至第N个控制IC上，控制IC根据信号程序依次有序的执行LED控制指令，实现LED分时，分段，不同变化等各种功能。

 

 

四、总结

至此我们搞懂了这款幻彩LED控制器的工作原理：控制器主要接收处理信号然后输出控制的数字信号给后端LED光源，由后端LED光源上的IC对LED进行控制，控制器本身不直接参与LED的控制。

与常规的PWM控制器相比，此类型控制器自身只负责产生输出数字信号，不需承受主路功耗，理论上不受使用功率限制，并且能实现PWM控制器不能实现的幻彩、追光灯等功能。

整个控制器的硬件电路部分非常简单，主要难点为软件部分：支持多种调光调色效果外，兼容多种控制方式，信号协议的输出等。  

最后附上这款控制器的控制效果。

 

编辑：黄飞