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

控制器背面,带控制APP的二维码
![L0N2]LY9SRFP{8Q}DJP36PQ.png L0N2]LY9SRFP{8Q}DJP36PQ.png](data/attachment/forum/202309/18/100844gyzk250yiyq1dy6x.png)
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。