CN101711073B - 一种闪烁电路及信号灯 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电子照明的技术领域，提供了一种闪烁电路及信号灯，闪烁电路包括恒流输出电路，串联在电源供电端与所述恒流输出电路输出端之间的负载电路，以及串联在所述恒流输出电路输入端与所述电源供电端之间的起振脉冲宽度可调电路。在本发明中，可随意调整起振脉冲宽度可调电路的高低电平输出周期及脉冲占空比，方便快捷地延长电池放电时间，从而延长工作时间。

Description

一种闪烁电路及信号灯
技术领域
本发明属于电子照明的技术领域，尤其涉及一种闪烁电路及信号灯。
背景技术
采用闪烁电路的便携式信号灯具由于其方便携带性被广泛应用于需要信号指示的各种场所，如民航，铁路等。随着科技的进步，高亮度LED光源被开发出来以后，高亮度LED被广泛应用于不同功能的便携式灯具中，特别是用作信号指示。
现有的闪烁电路结构中，无法调整用以控制负载的脉冲输出周期及脉冲占空比，而导致不能根据灯具使用环境的要求而延长闪烁电路的工作时间，这时就必须更换电池，或者对电路进行重新设计，这样就会延长开发周期，无法在第一时间占领市场。
发明内容
本发明的目的在于提供一种闪烁电路，旨在解决现有的闪烁电路存在无法方便快捷地延长工作时间的问题。
本发明是这样实现的，一种闪烁电路，其特征在于，包括：恒流输出电路，串联在电源供电端与所述恒流输出电路输出端之间的负载电路，以及串联在所述恒流输出电路输入端与所述电源供电端之间的起振脉冲宽度可调电路；所述起振脉冲宽度可调电路包括：
分别通过一充电回路从所述电源供电端获取电能、及通过另一放电回路释放所述电能的蓄能元件；
一输入端接入一参考电压、另一输入端连接所述蓄能元件充放电端的比较单元；当所述蓄能元件上的电压高于所述参考电压时所述比较单元输出低电平，当所述蓄能元件上的电压低于所述参考电压时所述比较单元输出高电平，形成脉冲信号给所述恒流输出电路用以驱动负载电路；
所述起振脉冲宽度可调电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、采用运算放大器构成的比较单元、以及采用充放电电容构成的蓄能元件，所述第一电阻的第一端通过第二二极管连接所述电源供电端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端和所述运算放大器的同相输入端，所述第二电阻的第二端接地，所述运算放大器的同相输入端通过所述第三电阻接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的反相输入端通过所述第四电阻接所述运算放大器的输出端，且所述第四电阻的两端并联所述第五电阻和第一二极管的串联电路，所述运算放大器的反相输入端还通过充放电电容接地，所述运算放大器的输出端通过第六电阻连接所述恒流输出电路的输入端。
上述结构中，所述放电回路和/或充电回路中可设置可变电阻器。
上述结构中，所述蓄能元件可采用微调电容元件。
上述结构中，所述参考电压通过串联在所述电源供电端与地端之间的采样电路获取。
上述结构中，所述放电回路和/或充电回路中可设置单向导通元件。
上述结构中，所述第五电阻和第一二极管的阻值之和小于所述第四电阻的阻值。
上述结构中，所述恒流输出电路包括LED驱动芯片和第十一电阻，所述LED驱动芯片的电源端通过所述第六电阻接所述起振脉冲宽度可调电路的输出端，所述LED驱动芯片的电流检测端通过所述第十一电阻接地，所述LED驱动芯片的地端接地，所述LED驱动芯片的驱动输出端连接所述负载电路。
上述结构中，所述LED驱动芯片采用恒流芯片。
上述结构中，所述负载电路包括多路相互并联的结构单元，每一路结构单元包括发光二极管与电阻相串联的电路结构，多个发光二极管的阴极同时连接所述恒流输出电路的输出端，每一个发光二极管的阳极通过一个电阻连接所述电源供电端。
本发明的另一目的在于提供一种包括上述闪烁电路的信号灯。
在本发明中，通过延长电池放电时间，来满足了用户想延长闪烁电路的工作时间的要求，从而不必更换电池或者对电路进行重新设计。本发明通过分离设置灯具闪烁电路中起振脉冲宽度可调电路的充放电回路，来实现延长电池放电时间的问题。另外，本发明还通过将放电回路和/或充电回路中设置可变电阻器，或者蓄能元件设置为微调元件，来随意改变放电回路和/或充电回路的参数性能，保证可随意调整起振脉冲宽度可调电路的高低电平输出周期及脉冲占空比，方便快捷地延长电池放电时间，从而延长工作时间。
附图说明
图1是本发明闪烁电路的结构框图；
图2是本发明实施例提供的闪烁电路的示例电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1给出了本发明闪烁电路的结构框图，另外图2示出了本发明实施例提供的闪烁电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。
如图1所示，本发明的闪烁电路包括：恒流输出电路200，串联在电源供电端VCC与恒流输出电路200输出端之间的负载电路300，以及串联在恒流输出电路200输入端与电源供电端VCC之间的起振脉冲宽度可调电路100；
起振脉冲宽度可调电路100包括：
分别通过一充电回路从电源供电端VCC获取电能、及通过另一放电回路释放电能的蓄能元件；
一输入端接入一参考电压、另一输入端连接蓄能元件充放电端的比较单元；当蓄能元件上的电压高于参考电压时比较单元输出低电平，当蓄能元件上的电压低于参考电压时比较单元输出高电平，形成脉冲信号给恒流输出电路200用以驱动负载电路300。
从上述结构可以看出，本发明采用分离的充放电回路，并通过选用不同的元件参数，保证延长放电时间，从而实现延长电源工作时间的目的。
更进一步地，在上述结构中，放电回路和/或充电回路中设置可变电阻器，和/或蓄能元件采用微调电容元件。上述可调参数的元件可以同时使用，也可只采用其中一个，比如可以是：只在放电回路设置可变电阻器，或者只在充电回路中设置可变电阻器，或者蓄能元件采用微调电容元件，或者在放电回路和充电回路中设置可变电阻器、以及蓄能元件采用微调电容元件等等组合情况。通过改变起振脉冲宽度可调电路100的元件参数，调整起振脉冲宽度可调电路100的高低电平输出周期及脉冲占空比，可延长电池放电时间。
更进一步地，在上述结构中，上述参考电压通过串联在电源供电端VCC与地端之间的采样电路获取，此种结构方式更简单，而且不用引入新的电源输入，只需要统一采用灯具的供电电池即可。
更进一步地，在上述结构中，上述放电回路和/或充电回路中设置单向导通元件，避免两条回路相互干扰，影响充放电工作的分离执行。
如图2所示，作为本发明一实施例，上述起振脉冲宽度可调电路100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、采用运算放大器U1构成的比较单元，以及采用充放电电容C1构成的蓄能元件，第一电阻R1的第一端通过第二二极管D2连接电源供电端VCC(即灯具电池的输出)，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端和运算放大器U1的同相输入端，第二电阻R2的第二端接地，运算放大器U1的同相输入端通过第三电阻R3接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的反相输入端通过第四电阻R4连接运算放大器U1的输出端，且第四电阻R4的两端并联第五电阻R5和第一二极管D1的串联电路，运算放大器U1的反相输入端还通过充放电电容C1接地，运算放大器U1的输出端通过第六电阻R6连接恒流输出电路200的输入端。在此起振脉冲宽度可调电路100的电路结构中，比较单元可以还可以采用其他的元件构成，只要能实现比较功能即可，比如上述运算放大器U1可以采用型号是LM258的运放，也可以采用电压比较器LM393等等。另外，第一电阻R1、第三电阻R3、第一二极管D1、第五电阻R5和第四电阻R4构成电容C1的充电回路，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4构成电容C1的放电回路，放电回路在运算放大器U1同相输入端处分离开，选用不用的元件参数，构成不同的充放电性能参数。
如图2所示，作为本发明一实施例，恒流输出电路200包括LED驱动芯片U2和第十一电阻R11，LED驱动芯片U2的电源端VDD通过第六电阻R6接起振脉冲宽度可调电路100的输出端，即图2中的运算放大器U1，LED驱动芯片U2的电流检测端CS通过第十一电阻R11接地，LED驱动芯片U2的地端GND接地，LED驱动芯片U2的驱动输出端LED接负载电路300。此处的LED驱动芯片U2可采用恒流驱动芯片。
如图2所示，作为本发明一实施例，负载电路300包括第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3和第四发光二极管LED4的阴极同时接LED驱动芯片U2的驱动输出端LED，第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3和第四发光二极管LED4的阳极分别通过第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10接电源供电端VCC。此电路较为具体，其实负载电路中可以包括多路相互并联的结构单元，每一路结构单元包括发光二极管与电阻相串联的电路结构，多个发光二极管的阴极同时连接恒流输出电路200的输出端，每一个发光二极管的阳极通过一个电阻连接电源供电端VCC。发光二极管与电阻相串联结构的数目可以根据实际应用情况而定。
如图2所示，作为本发明一实施例，为了便于电路可控，可在电源供电端VCC与起振脉冲宽度可调电路100的电源输入端之间串联电源开关S。起振脉冲宽度可调电路100的电源输入端即图2中运算放大器U1输入侧的第二二极管D2的阳极，电源供电端VCC即灯具电池的输出端。
以下针对图2的结构，说明本发明闪烁电路的工作过程为：
当电源开关S接通瞬间，运算放大器U1的反相输入端为低电平，同相输入端通过第二电阻R2分压为高电平，即U＝[R2/(R1+R2)]*VDD，运算放大器U1的输出端输出高电平，即电源电压。
此时电路通过第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1和第四电阻R4对电容C1充电，当电容C1上的电压充到与运算放大器U1的同相输入端的电压相等时，此时运算放大器U1的同相输入端和反相输入端都为高电平，此时运算放大器U1的输出发生翻转，输出端输出低电平。
此时电容C1通过第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4放电，当电容C1上的电压放到低于同相输入端上的电压时，即运算放大器U1的反相输入端上的电压低于同相输入端上的电压，运算放大器U1的输出再次发生翻转，输出端输出高电平，电路通过第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一二极管D1对电容C1充电，一直循环。
通过调整第三电阻R3和第四电阻R4的阻值可调整电容C1的放电时间，
通过调整第四电阻R4、第五电阻R5的阻值可调整电容C1的充电时间，这样，综合调整以上元件参数可以调整电容C1的充放电时间，进而调整起振脉冲宽度可调电路100的高低电平输出周期及脉冲占空比，从而实现调整电池放电时间，比如当第五电阻R5和二极管D1的阻值之和小于第四电阻R4时，可延长电池放电时间。
根据上述原理分析可看出，为了便于充放电性能参数的随时可调，可以将第五电阻R5和/或第四电阻R4改为可调电阻元件，和/或电容C1改为微调电容。
本发明实施例还提供了一种包括上述闪烁电路的信号灯。
在本发明实施例中，用户想延长闪烁电路的工作时间即延长电池放电时间时，不必更换电池或者对电路进行重新设计，而只需要通过改变运算放大器起振脉冲宽度可调电路的元件参数，调整运算放大器起振脉冲宽度可调电路的高低电平输出周期及脉冲占空比，就可以方便快捷地延长工作时间即延长电池放电时间，本发明的电路结构更加灵活、快捷，并且降低研发成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种闪烁电路，其特征在于，包括：恒流输出电路，串联在电源供电端与所述恒流输出电路输出端之间的负载电路，以及串联在所述恒流输出电路输入端与所述电源供电端之间的起振脉冲宽度可调电路；所述起振脉冲宽度可调电路包括：
分别通过一充电回路从所述电源供电端获取电能、及通过另一放电回路释放所述电能的蓄能元件；
一输入端接入一参考电压、另一输入端连接所述蓄能元件充放电端的比较单元；当所述蓄能元件上的电压高于所述参考电压时所述比较单元输出低电平，当所述蓄能元件上的电压低于所述参考电压时所述比较单元输出高电平，形成脉冲信号给所述恒流输出电路用以驱动负载电路；
所述起振脉冲宽度可调电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、采用运算放大器构成的比较单元、以及采用充放电电容构成的蓄能元件，所述第一电阻的第一端通过第二二极管连接所述电源供电端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端和所述运算放大器的同相输入端，所述第二电阻的第二端接地，所述运算放大器的同相输入端通过所述第三电阻接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的反相输入端通过所述第四电阻接所述运算放大器的输出端，且所述第四电阻的两端并联所述第五电阻和第一二极管的串联电路，所述运算放大器的反相输入端还通过充放电电容接地，所述运算放大器的输出端通过第六电阻连接所述恒流输出电路的输入端。
2.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述放电回路和/或充电回路中设置可变电阻器。
3.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述蓄能元件采用微调电容元件。
4.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述参考电压通过串联在所述电源供电端与地端之间的采样电路获取。
5.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述放电回路和/或充电回路中设置单向导通元件。
6.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述第五电阻和第一二极管的阻值之和小于所述第四电阻的阻值。
7.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述恒流输出电路包括LED驱动芯片和第十一电阻，所述LED驱动芯片的电源端通过所述第六电阻接所述起振脉冲宽度可调电路的输出端，所述LED驱动芯片的电流检测端通过所述第十一电阻接地，所述LED驱动芯片的地端接地，所述LED驱动芯片的驱动输出端连接所述负载电路。
8.如权利要求1所述的闪烁电路，其特征在于，所述负载电路包括多路相互并联的结构单元，每一路结构单元包括发光二极管与电阻相串联的电路结构，多个发光二极管的阴极同时连接所述恒流输出电路的输出端，每一个发光二极管的阳极通过一个电阻连接所述电源供电端。
9.一种信号灯，其特征在于，所述信号灯包括如权利要求1-8任一项所述的闪烁电路。
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