CN101835306B - Led灯具控制电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED灯具控制电路及LED灯具，该LED灯具控制电路包括控制模块、驱动模块和降压稳压模块，直流电源提供的直流电压经降压稳压模块后产生一直流低电压，该直流低电压为控制模块供电，该直流电源还直接为驱动模块提供工作电压，控制模块对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若该电源电压采样值小于其内设置的第一预设电压阈值，则产生一低电量警示控制信号；驱动模块在接收到低电量警示控制信号时控制LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示。本发明在直流电源的电压较低时控制LED光源闪烁以产生低电量警示，以提醒用户及时充电。另外，在接收到用户发出的电量指示请求时，可产生电量信息提示。

Description

LED灯具控制电路及LED灯具

技术领域

本发明涉及照明技术领域，更具体地说，涉及一种LED灯具控制电路及LED灯具。

背景技术

LED光源具有高效节能、寿命长、低压可控等优点，因此被广泛应用于各种灯具中。现有技术中采用电池供电的LED灯具一般没有电量提示及低电量警示功能，于是，当电池电压快要降低至保护电压时，用户不能及时发现，若充电不及时，将导致LED灯具在正常使用过程中熄灭，从而影响正常使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中采用电池供电的LED灯具没有电量提示及低电量警示功能的缺陷，提供一种具有电量提示及低电量警示功能的LED灯具控制电路及LED灯具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：构造一种LED灯具控制电路，其包括控制模块、驱动模块和降压稳压模块，所述降压稳压模块对直流电源提供的直流电压进行降压处理以产生一直流低电压，所述直流低电压为所述控制模块供电，所述直流电源还为所述驱动模块提供工作电压，所述控制模块对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若所述电源电压采样值小于其内设置的第一预设电压阈值，则产生一低电量警示控制信号；所述驱动模块在接收到所述低电量警示控制信号时控制LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：构造一种LED灯具，包括LED光源及LED灯具控制电路，所述LED灯具控制电路包括控制模块、驱动模块和降压稳压模块，所述降压稳压模块对直流电源提供的直流电压进行降压处理以产生一直流低电压，所述直流低电压为所述控制模块供电，所述直流电源还为所述驱动模块提供工作电压，所述控制模块对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若所述电源电压采样值小于其内设置的第一预设电压阈值，则产生一低电量警示控制信号；所述驱动模块在接收到所述低电量警示控制信号时控制LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述控制模块在接收到用户发出的电量指示请求信号时，若所述电源电压采样值大于其内设置的第二预设电压阈值，则产生满电量提示控制信号，所述驱动模块在接收到所述满电量提示控制信号时控制LED光源以第二种状态闪烁以产生满电量提示；

所述控制模块在接收到用户发出的电量提示请求信号时，若所述电源电压采样值小于或等于其内设置的第三预设电压阈值，则产生低电量提示控制信号，所述驱动模块在接收到所述低电量提示控制信号时控制LED光源以第三种状态闪烁以产生低电量提示；

第二预设电压阈值大于或等于第三预设电压阈值，第三预设电压阈值大于第一预设电压阈值。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述驱动模块还对LED光源的工作电压进行采样得到一工作电压采样值，并依据所述工作电压采样值控制调节LED光源的工作电流。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述控制模块包括单片机和电压采样电路，所述电压采样电路用于对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，所述电压采样电路包括电阻R1、电阻R2和电容C6，电阻R1的一端连接至直流电源，电阻R1的另一端通过电阻R2接地，电容C6并联至电阻R2的两端，电阻R1和电阻R2的节点连接至单片机的第一输入/输出接口，所述单片机对电源电压采样值进行处理，并输出控制信号给所述驱动模块。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述控制模块还包括开关电路，该开关电路包括开关S2和电容CS，开关S2的一端连接至单片机的第二输入/输出接口，开关S2的另一端接地，电容CS并联在开关S2的两端，通过打开或断开开关S2控制打开或关闭LED光源，并且通过开关S2的复用以在受用户触发时产生电量指示请求信号。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述驱动模块包括恒流驱动芯片和采样反馈电路，所述采样反馈电路包括电阻R14和电阻R15，电阻R14的一端连接至恒流驱动芯片的反馈端，电阻R14的另一端连接至电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R14和电阻R15的节点连接至LED光源的负端；所述恒流驱动芯片的使能端连接至单片机的第三输入/输出接口。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述恒流驱动芯片的输出端连接整流电路，所述整流电路包括电感L1、电容C10、电容C11和二极管D2，电感L1的一端连接至恒流驱动芯片的输出端，电感L1的另一端同时连接至电容C10的一端和LED光源40的正端，电容C10的另一端接地，电容C11并联在电容C10的两端，且二极管D2的负极连接至恒流驱动芯片的输出端，二极管D2的正极接地；

所述恒流驱动芯片的输出端与恒流驱动芯片的馈电端之间连接有电容C9。

本发明所述的LED灯具控制电路中，所述降压稳压模块包括线性稳压器，线性稳压器的输入端连接至直流电源，线性稳压器的输出端输出所述直流低电压，所述线性稳压器的输入端与地之间连接有相并联的电容C1和电容C2，所述线性稳压器的输出端与地之间连接有相并联的电容C4和电容C5。

实施本发明的LED灯具控制电路及使用该电路的LED灯具，具有以下有益效果：控制模块对直流电源提供的直流电压进行采样，在该直流电压较低时通过控制驱动模块使LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示；另外，控制模块在接收到用户发出的电量指示请求时，通过控制驱动模块使LED光源以第二种状态闪烁以产生满电量提示，或者使LED光源以第三种状态闪烁以产生低电量提示，从而使用户能有效获取到直流电源的电量信息，以提醒用户及时充电。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明LED灯具控制电路优选实施方式的原理框图；

图2是图1所示LED灯具控制电路的电路图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明LED灯具控制电路优选实施方式的原理框图。本发明的LED灯具控制电路包括控制模块10、驱动模块20和降压稳压模块30。直流电源、降压稳压模块30、控制模块10、驱动模块20和LED光源40依次相连，直流电源还直接与控制模块10和驱动模块20相连，降压稳压模块30采用一线性稳压器对直流电源提供的直流电压进行降压处理以产生一直流低电压，所述直流低电压为所述控制模块10供电，直流电源还为驱动模块20提供工作电压。

控制模块10中预先设定一第一电压阈值、第二电压阈值和第三电压阈值，控制模块10对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若所述电源电压采样值小于第一预设电压阈值，则产生一低电量警示控制信号；驱动模块20在接收到所述低电量警示控制信号时控制LED光源40以第一种状态闪烁以产生低电量警示。

当控制模块10在接收到用户发出的电量指示请求信号时：若所述电源电压采样值大于第二预设电压阈值，则产生满电量提示控制信号，所述驱动模块20在接收到所述满电量提示控制信号时，控制LED光源40以第二种状态闪烁以产生满电量提示；若所述电源电压采样值小于或等于第三预设电压阈值，则产生低电量提示控制信号，所述驱动模块20在接收到所述低电量提示控制信号时，控制LED光源40以第三种状态闪烁以产生低电量提示。

进一步地，驱动模块20还对LED光源40的工作电压进行采样得到一工作电压采样值，并依据所述工作电压采样值控制调节LED光源40的工作电流。

优选地，第二预设电压阈值大于或等于第三预设电压阈值，第三预设电压阈值大于第一预设电压阈值。

如图2所示，是图1所示LED灯具控制电路的电路图。本发明的LED灯具控制电路用于控制LED光源40工作。

直流电源为一电池，可提供4-15V的输入电压，该输入电压通过电池接口JP2接入，电源接口JP1也用于接入4-15V输入电压，电池接口JP2的1脚接地，其2脚连接整流二级管D1的正极，电源接口JP1的1脚接地，其2脚与电池接口JP2的2脚连接。

其中，控制模块10主要采用单片机U2，优选地，选用型号为TINY13的单片机。单片机U2的引脚1接复位电路，该复位电路包括电阻R9和电容C7，电阻R9的一端连接至到单片机U2的工作电源+3V，另一端连接至电容C7的一端，电容C7的另一端接地，电阻R9和电容C7的节点连接至单片机U2的引脚1。单片机U2的引脚2接电压采样电路，该电压采样电路包括电阻R1、电阻R2和电容C6，电阻R1的一端连接至整流二极管D1的负极，电阻R1的另一端通过电阻R2连接至地，电容C6并联至电阻R2的两端，电阻R1和电阻R2的节点连接至单片机U2的第一输入/输出接口即引脚2。单片机U2的引脚5连接开关电路，该开关电路包括开关S2和电容CS，开关S2的一端连接至单片机U2的第二输入/输出接口即引脚5，另一端接地，电容CS并联在开关S2的两端，该开关电路主要用于控制打开或关闭LED光源40，并且在受用户触发时产生电量指示请求信号。单片机U2的引脚8连接至工作电源+3V。单片机U2的引脚4接地。

驱动模块20主要采用恒流驱动芯片U3，优选地，选用型号为MP2370的恒流驱动芯片。恒流驱动芯片U3的输入端即引脚5连接至整流二极管D1的负极，电容C8连接在恒流驱动芯片U3的输入端即引脚5与地之间，恒流驱动芯片U3的接地端即引脚2接地，恒流驱动芯片U3的使能端即引脚4通过电阻R3连接至单片机U2的第三输入/输出接口即引脚6。恒流驱动芯片U3的馈电端即引脚1和输出端即引脚6之间连接电容C9。恒流驱动芯片U3的输出端即引脚6连接整流电路，所述整流电路包括电感L1、电容C10、电容C11和二极管D2，电感L1的一端连接至恒流驱动芯片U3的引脚6，电感L1的另一端同时连接至电容C10的一端和LED光源40的正端，电容C10的另一端接地，电容C11并联在电容C10的两端，且二极管D2的负极连接至恒流驱动芯片U3的引脚6，二极管D2的正极接地。恒流驱动芯片U3的反馈端即引脚3连接采样反馈电路，所述采样反馈电路包括电阻R14和电阻R15，电阻R14的一端连接至恒流驱动芯片U3的反馈端即引脚3，电阻R14的另一端连接至电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R14和电阻R15的节点连接至LED光源40的负端。

降压稳压模块30主要采用线性稳压器U1，优选地，选用一宽电压输入、工作温度范围较宽且型号为MD7530的线性稳压器，其输入电压范围为4-15V，工作温度范围-40℃-85℃，输出电压为3.0V。线性稳压器U1的引脚2连接至整流二极管D1的负极，电容C1连接在线性稳压器U1的引脚2与地之间，电容C2与电容C1并联。线性稳压器U1的引脚1接地。线性稳压器U1的引脚3连接至单片机U2的工作电源+3V，电容C3一端连接至线性稳压器U1的引脚3，电容C3的另一端接地，电容C4与电容C3并联。

本发明中，所述LED光源40包括至少一个LED灯，当然，可包括多个LED灯，该多个LED灯可呈串联条或矩阵形式排布。本实施例中，LED光源40包括一LED灯(未标示)、电容C12、接线端口JP4和接线端口JP5，接线端口JP5上设有四个接端，电容C12并联在LED灯两端，起保护作用。LED灯的正极连接至接线端口JP5的第三接线端，LED灯的负极连接至接线端口JP5的第四接线端，接线端口JP5的第一接线端和第二接线端悬空。接线端口JP4与接线端口JP5配合插接，接线端口JP4上也设有四个接端，电感L1的另一端连接至接线端口JP4的第三接线端，电阻R14和电阻R15的节点连接至接线端口JP4的第四接线端，接线端口JP4的第一接线端和第二接线端悬空。于是，通过接线端口JP5与接线端口JP5的配合插接，即可实现LED光源40的可插拔连接。

本LED灯具控制电路的工作过程如下：

直流电源通过电池接口JP2提供4-15V的直流电压，降压稳压模块30最终输出+3.0V的直流低电压，所述直流低电压为控制模块10供电。

工作过程一：

当用户手动闭合开关S1时，单片机U2的引脚5上的电平拉低，此时，单片机U2的引脚6输出使能信号，该使能信号送至恒流驱动芯片U3的引脚4，恒流驱动芯片U3接收到该使能信号时开始工作，于是恒流驱动芯片U3的引脚6上输出一方波信号，该方波信号经过整流电路整流产生一恒定电流，该恒定电流为LED光源40提供工作电流，于是LED光源40点亮工作。同时，采样反馈电路对LED光源40的工作电压进行采样得到一工作电压采样值，并将该工作电压采样值送至恒流驱动芯片U3的引脚3，恒流驱动芯片U3依据所述工作电压采样值控制调节恒流驱动芯片U3的引脚6输出的方波信号的占空比，从而调节LED光源40的工作电流。

此过程中，电压采样电路对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若所述电源电压采样值小于第一预设电压阈值时，则产生一低电量警示控制信号，假设该低电量警示控制信号为一脉冲信号，该脉冲信号通过单片机U2的引脚6送至恒流驱动芯片U3的引脚4，于是恒流驱动芯片U3的引脚6将输出不连续的方波信号，从而导致经整流电路整流产生的恒定电流不连续，于是LED光源40以第一种状态闪烁，从而起到低电量警示作用。

工作过程二：

当用户连续两次闭合开关S1时，单片机U2的引脚5发出电量指示请求信号时，此过程中，电压采样电路对直流电源提供的直流电压进行采样，有两种情况：

第一种：若所述电源电压采样值大于第二预设电压阈值时，单片机U2的引脚6将产生满电量提示控制信号，假设该满电量提示控制信号为含有三个脉峰的脉冲信号，该脉冲信号通过单片机U2的引脚6送至恒流驱动芯片U3的引脚4，于是恒流驱动芯片U3的引脚6将输出三段不连续的方波信号，从而导致整流电路整流产生的恒定电流不连续，于是LED光源40以第二种状态闪烁，即，LED光源40闪烁3次，从而产生满电量提示。

第二种：在所述电源电压采样值小于或等于第三预设电压阈值时，单片机U2的引脚6将产生低电量提示控制信号，假设低电量提示控制信号为含有一个脉峰的脉冲信号，该脉冲信号通过单片机U2的引脚6送至恒流驱动芯片U3的引脚4，于是恒流驱动芯片U3的引脚6将输出不连续的方波信号，从而导致整流电路整流产生的恒定电流不连续，于是LED光源40以第三种状态闪烁，即，LED光源40闪烁1次，从而产生低电量提示。

上述连续2次闭合开关S1的过程中，第一次和第二次闭合开关S1之间的时间间隔T可依据实际需求在单片机U2的控制程序中进行设置，若该时间间隔T大于控制程序中的设置值，则对第二次闭合开关S1的动作不响应。

本发明中，优选地，第二预设电压阈值大于或等于第三预设电压阈值，所述第三预设电压阈值大于第一预设电压阈值，当然，上述预设电压阈值的选择需依据直流电源的提供的直流电压的大小进行设置。如，在直流电源提供9V的直流电压时，将第一预设电压阈值设为3V，将第二预设电压阈值设为8V，将第三预设电压阈值设为4V等。

本发明中，所述控制模块10、驱动模块20和降压稳压模块30可选用的芯片型号并不局限于上述所提及到的，另外，上述各种闪烁状态也可以依据实际需求进行设置。

与现有技术相比，本发明的LED灯具控制电路中的控制模块10对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，且在所述电源电压采样值小于第一预设电压阈值时产生一低电量警示控制信号，驱动模块20在接收到所述低电量警示控制信号时控制LED光源40以第一种状态闪烁以产生低电量警示。并且，控制模块10在接收到用户发出的电量指示请求时，若所述电源电压采样值大于第二预设电压阈值，则产生满电量提示控制信号，驱动模块30在接收到所述满电量提示控制信号时控制LED光源以第二种状态闪烁以产生满电量提示；若所述电源电压采样值小于或等于第三预设电压阈值，则产生低电量提示控制信号，驱动模块20在接收到所述低电量提示控制信号时控制LED光源以第三种状态闪烁以产生低电量提示，从而使用户能有效获取到直流电源的电量信息，以提醒用户及时充电，可以避免在电池电压快要降低至保护电压时，用户若不能及时发现将导致LED灯具在正常使用过程中熄灭的现象。

本发明还涉及一种LED灯具，包括LED光源和LED灯具控制电路，所述LED灯具控制电路与上述相同，控制模块10对直流电源提供的直流电压进行采样，且在该直流电压较低时通过控制驱动模块20从而使LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示；另外，控制模块10在接收到用户发出的电量指示请求时，通过控制驱动模块20从而使LED光源以第二种状态闪烁以产生满电量提示，或者通过控制驱动模块20从而使LED光源以第三种状态闪烁以产生低电量提示，从而使用户能有效获取到直流电源的电量信息，以提醒用户及时充电，以避免LED灯具在正常使用过程中熄灭。此处，将不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种LED灯具控制电路，包括控制模块、驱动模块和降压稳压模块，所述降压稳压模块对直流电源提供的直流电压进行降压处理以产生一直流低电压，所述直流低电压为所述控制模块供电，所述直流电源还为所述驱动模块提供工作电压，其特征在于，

所述控制模块对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若所述电源电压采样值小于其内设置的第一预设电压阈值，则产生一低电量警示控制信号；

所述驱动模块在接收到所述低电量警示控制信号时控制LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示；

所述降压稳压模块包括线性稳压器，线性稳压器的输入端连接至直流电源，线性稳压器的输出端输出所述直流低电压，所述线性稳压器的输入端与地之间连接有相并联的电容C1和电容C2，所述线性稳压器的输出端与地之间连接有相并联的电容C4和电容C5。

2.根据权利要求1所述的LED灯具控制电路，其特征在于，

所述控制模块在接收到用户发出的电量指示请求信号时，若所述电源电压采样值大于其内设置的第二预设电压阈值，则产生满电量提示控制信号，所述驱动模块在接收到所述满电量提示控制信号时控制LED光源以第二种状态闪烁以产生满电量提示；

所述控制模块在接收到用户发出的电量提示请求信号时，若所述电源电压采样值小于或等于其内设置的第三预设电压阈值，则产生低电量提示控制信号，所述驱动模块在接收到所述低电量提示控制信号时控制LED光源以第三种状态闪烁以产生低电量提示；

第二预设电压阈值大于或等于第三预设电压阈值，第三预设电压阈值大于第一预设电压阈值。

3.根据权利要求1或2所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述驱动模块还对LED光源的工作电压进行采样得到一工作电压采样值，并依据所述工作电压采样值控制调节LED光源的工作电流。

4.根据权利要求1所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述控制模块包括单片机和电压采样电路，所述电压采样电路用于对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，所述电压采样电路包括电阻R1、电阻R2和电容C6，电阻R1的一端连接至直流电源，电阻R1的另一端通过电阻R2接地，电容C6并联至电阻R2的两端，电阻R1和电阻R2的节点连接至单片机的第一输入/输出接口，所述单片机对电源电压采样值进行处理，并输出控制信号给所述驱动模块。

5.根据权利要求4所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述控制模块还包括开关电路，该开关电路包括开关S2和电容CS，开关S2的一端连接至单片机的第二输入/输出接口，开关S2的另一端接地，电容CS并联在开关S2的两端，通过打开或断开开关S2控制打开或关闭LED光源，并且通过开关S2的复用以在受用户触发时产生电量指示请求信号。

6.根据权利要求4所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述驱动模块包括恒流驱动芯片和采样反馈电路，所述采样反馈电路包括电阻R14和电阻R15，电阻R14的一端连接至恒流驱动芯片的反馈端，电阻R14的另一端连接至电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R14和电阻R15的节点连接至LED光源的负端；所述恒流驱动芯片的使能端连接至单片机的第三输入/输出接口。

7.根据权利要求6所述的LED灯具控制电路，其特征在于，所述恒流驱动芯片的输出端连接整流电路，所述整流电路包括电感L1、电容C10、电容C11和二极管D2，电感L1的一端连接至恒流驱动芯片的输出端，电感L1的另一端同时连接至电容C10的一端和LED光源的正端，电容C10的另一端接地，电容C11并联在电容C10的两端，且二极管D2的负极连接至恒流驱动芯片的输出端，二极管D2的正极接地；所述恒流驱动芯片的输出端与恒流驱动芯片的馈电端之间连接有电容C9。

8.一种LED灯具，包括LED光源及LED灯具控制电路，所述LED灯具控制电路包括控制模块、驱动模块和降压稳压模块，所述降压稳压模块对直流电源提供的直流电压进行降压处理以产生一直流低电压，所述直流低电压为所述控制模块供电，所述直流电源还为所述驱动模块提供工作电压，其特征在于，

所述控制模块对直流电源提供的直流电压进行采样得到一电源电压采样值，若所述电源电压采样值小于其内设置的第一预设电压阈值，则产生一低电量警示控制信号；

所述驱动模块在接收到所述低电量警示控制信号时控制LED光源以第一种状态闪烁以产生低电量警示；

所述降压稳压模块包括线性稳压器，线性稳压器的输入端连接至直流电源，线性稳压器的输出端输出所述直流低电压，所述线性稳压器的输入端与地之间连接有相并联的电容C1和电容C2，所述线性稳压器的输出端与地之间连接有相并联的电容C4和电容C5。

9.根据权利要求8所述的LED灯具，其特征在于，

所述控制模块在接收到用户发出的电量指示请求信号时，若所述电源电压采样值大于其内设置的第二预设电压阈值，则产生满电量提示控制信号，所述驱动模块在接收到所述满电量提示控制信号时控制LED光源以第二种状态闪烁以产生满电量提示；

所述控制模块在接收到用户发出的电量提示请求信号时，若所述电源电压采样值小于或等于其内设置的第三预设电压阈值，则产生低电量提示控制信号，所述驱动模块在接收到所述低电量提示控制信号时控制LED光源以第三种状态闪烁以产生低电量提示；

第二预设电压阈值大于或等于第三预设电压阈值，第三预设电压阈值大于第一预设电压阈值。

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