CN101715261A - 一种led控制器状态转换电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED控制器的状态转换电路，包括与LED控制器电源输入端和电源地输入端对应连接的直流电源及其开关，还包括跨接在所述电源和电源地输入端上的电容，所述LED控制器检测所述电源输入端电压进行状态转换，这样实现了LED控制器检测输入端和电源输入端的合并。这种状态转换电路，使LED控制器减少一个引脚，从而缩减电路成本，方便电路布线。

Description

一种LED控制器状态转换电路

技术领域

本发明涉及环保节能电子产品，具体涉及一种LED照明中LED控制器的状态转换电路。

背景技术

高端LED手电筒采用专用控制器可实现全亮、半亮、快闪、SOS等多种功能，因而状态转换电路是多功能LED手电筒控制器中的一个关键单元，其作用是实现在多个功能之间的状态切换。状态转换电路一般由外接开关以及内部的脉冲信号产生器、状态机和上电复位等电路组成。

一种常用的LED手电筒控制器方案，如图1所示，上电以后LED控制器始终与电池保持电气连接。开关连接至LED控制器的一个专用引脚ON/OFF。当开关在导通与断开两种状态之间进行切换时，LED控制器检测开关的动作并在内部产生脉冲信号，此脉冲信号用作状态机的触发脉冲，即可实现状态机的状态转换。其中开关仅为状态转换开关。

另一种常用的LED手电筒控制器方案，如图2所示，与上一种方案不同的是：当开关断开时，LED控制器及LED灯与电池不再构成电流回路，所以关断后电池不耗电。此种方案需要在开关断开期间实现状态转换，所以需外接一个电容实现记忆功能。为了检测到开关的动作，电容一端连接到电池正极，另外一端连接到控制器的一个专用引脚VC，通过检测此引脚的电压或电流可识别开关的动作从而产生脉冲信号，此脉冲信号用作状态机的触发脉冲，即可实现状态机的状态转换。其中开关为电源及状态转换开关。

图1所示电路的缺点在于上电后电池始终耗电，另外此LED控制器至少需要四个引脚：VDD、VSS、ON/OFF、LED(LED只需占用一个引脚：可将阳极接电池或者将阴极接地)，其中ON/OFF引脚为状态转换电路所必需。

图2所示LED控制器同样至少需要四个引脚：VDD、VSS、VC、LED，其中VC引脚为状态转换电路所用，这样不利于电路布线，也增加LED控制器的制造难度和成本。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种LED控制器的状态转换电路，能减少LED控制器一个引脚。

本发明的技术问题这样解决：构建一种LED控制器的状态转换电路，包括与LED控制器电源输入端和电源地输入端对应连接的直流电源及其开关，其特征在于，还包括跨接在所述电源和电源地输入端上的电容，所述LED控制器检测所述电源输入端电压进行状态转换。

按照本发明提供的状态转换电路，所述开关与所述直流电源正极或者负极连接。

按照本发明提供的状态转换电路，所述LED控制器包括依次连接的电压检测单元、状态机和控制单元，所述电压检测单元还输出连接所述控制单元。

按照本发明提供的状态转换电路，所述电压检测单元包括但不限制于采用电压比较器进行检测；所述状态机包括但不限制于采用触发器电路或门级电路实现。

按照本发明提供的状态转换电路，所述LED控制器还包括与所述状态机连接的上电复位单元。

按照本发明提供的状态转换电路，所述LED控制器连接LED灯阴极，则LED灯阳极连接所述直流电源正极，或所述LED控制器连接LED灯阳极，则LED灯阴极连接所述直流电源负极。

按照本发明提供的状态转换电路，该电路包括但不限制于应用在LED手电筒中。

本发明提供的LED控制器的状态转换电路，合并检测脚和电源脚，使LED控制器能减少一个引脚，从而缩减电路成本，方便了电路布线。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是一种传统LED手电筒电路连接示意图；

图2是另一种传统LED手电筒电路连接示意图；

图3是本发明LED手电筒电路连接示意图；

图4是图3中LED控制器内状态转换电路原理示意图；

图5是图4所示电路对应控制信号时序示意图；

图6是图3中LED控制器内电压检测单元电路原理图；

图7是本发明一种具体实施例电路原理示意图；

图8是本发明另一种具体实施例电路原理示意图。

具体实施方式

本发明LED手电筒，如图3所示，由电池、电容、开关、LED控制器和LED灯组成。其中：LED控制器仅需要三个引脚：VDD、VSS、LED(LED灯只需占用一个引脚：可将阳极接电池或者将阴极接地)；状态转换电路由电压检测单元和状态机构成，具体如图4所示，其具体工作原理是：电压检测单元将电源电压VDD与VTH1相比较，输出数字电平信号Y作为状态机的脉冲触发信号CP，同时Y也作为控制器的使能信号EN。此状态转换电路的关键点在于产生状态机进行状态切换所必需的脉冲触发信号CP。产生该脉冲信号的原理如下：开关导通时，LED控制器的电源VDD之电压等于电池的电压VBAT(假定VBAT大于VTH1)，电压检测单元输出Y为高电平；当开关断开时LED控制器及LED灯由电容供电，VDD电压逐渐降低，当VDD低过设定的阀值电压VTH1时，电压检测单元输出Y为低电平，使能信号EN为低电平将关闭LED灯及部分LED控制器电路，电容仅需为LED控制器提供很小的静态电流，VDD下降速度变得很慢；当开关再次接通时，VDD电压上升至电池电压VBAT，电压检测单元输出Y变为高电平。其中：开关、电源电压VDD以及电压检测电路Y的波形，如图5所示，图中TOFF为开关断开时间，T1为电源VDD之电压由VBAT下降至VTH1所需时间，T2为电容电压从VTH1开始下降直至TOFF结束所持续的时间。

说明：由于在T1阶段Y为高电平，使能信号EN有效，所以电容放电电流较大，放电速度快，T1持续时间较短；在T2阶段Y为低电平，使能信号EN将关闭大部分耗电电路，所以电容放电电流很小，放电速度慢。从上图可以看出，为保证开关动作时电压检测单元之输出Y产生脉冲信号则开关关断时间TOFF需大于T1。此外，为避免电容过度放电以致电源电压VDD过低而使得电路无法正确实现记忆功能则开关关断时间TOFF不能大于T3(T3为电容从电池电压VBAT放电至能够保证电路记忆功能的最低临界电压所需时间)。通过选择电容的大小可调节时间常数T1和T3。通常T3远大于T1。

为保证开关有效触发状态转换则关断时间TOFF需满足以下条件：

如果TOFF小于T1则无脉冲信号出现，状态机将停留在上次状态；如果TOFF大于T3则再次接通开关时会由上电复位电路将状态机恢复至第一状态。

本发明中的电压检测单元可以由比较器实现，如图6所示，也可以由其它方法实现，只要其功能是实现对电源电压的检测都属于本发明所申请之保护范围。

本发明中的状态机则属于常见数字电路，很容易由触发器及门级电路来实现。

本发明LED手电筒的一个具体实施例，如图7所示，开关接在电池的负极，状态转换部分由电池、开关以及LED控制器中的电压检测单元和状态机组成，LED控制器中上电复位是为了保证在初始上电时LED进入设定的第一个状态，如果不需要对上电时的LED之初始状态严格定义则可以不用上电复位电路。本发明LED手电筒的另一个具体实施例，如图8所示，开关接在电池的正极。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种LED控制器的状态转换电路，包括与LED控制器电源输入端和电源地输入端对应连接的直流电源及其开关，其特征在于，还包括跨接在所述电源和电源地输入端上的电容，所述LED控制器检测所述电源输入端电压进行状态转换。

2.根据权利要求1所述状态转换电路，其特征在于，所述开关与所述直流电源正极连接。

3.根据权利要求1所述状态转换电路，其特征在于，所述开关与所述直流电源负极连接。

4.根据权利要求1所述状态转换电路，其特征在于，所述LED控制器包括依次连接的电压检测单元、状态机和控制单元，所述电压检测单元还输出连接所述控制单元。

5.根据权利要求4所述状态转换电路，其特征在于，所述电压检测单元包括与电压比较器。

6.根据权利要求4所述状态转换电路，其特征在于，所述状态机是触发器电路或门级电路。

7.根据权利要求4所述状态转换电路，其特征在于，所述LED控制器还包括与所述状态机连接的上电复位单元。

8.根据权利要求1所述状态转换电路，其特征在于，所述LED控制器连接所述LED灯阴极，所述LED灯阳极连接所述直流电源正极。

9.根据权利要求1所述状态转换电路，其特征在于，所述LED控制器连接所述LED灯阳极，所述LED灯阴极连接所述直流电源负极。

Images