CN101868080B - 一种便携式信号灯电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式信号灯电路，包括：控制电路，与所述控制电路输出端相连的LED恒流驱动电路，与所述恒流驱动电路相连的LED模组，以及为所述控制电路、所述LED恒流驱动电路和所述LED模组提供电能的电池，其特征在于，所述控制电路的控制芯片是：单片机，所述单片机的工作电压范围为直流2.5V～6V。实施本发明的便携式信号灯电路，由于采用了工作电压范围为直流2.5V～6V的单片机作为便携式信号灯电路的控制芯片，相对于现有技术中工作电压范围在3.0V-18.0V的MC14017B芯片作为便携式信号灯电路的控制芯片，可以延长便携式信号灯电路的工作时间，从而延长信号灯的工作时间。且单片机作为控制芯片，可以根据受控灯具的需求进行改变控制程序，可以满足不同的需求。

Description

一种便携式信号灯电路

技术领域

本发明涉及信号灯，更具体地说，涉及一种便携式信号灯电路。

背景技术

便携式信号灯是铁路或野外作业人员的常规装备。由于这类信号灯通常应用于室外或野外场合，因此期望其供电电池能够维续较长的工作时间。

例如，现有技术中有一种便携式信号灯电路，其控制电路采用MC14017B芯片作为控制芯片，其工作电压范围在3.0V-18.0V(直流)，而为控制电路供电的电池最高电压为3.7V，电池的供电电压很快就会低于MC14017B芯片最低工作电压3V，电池的使用时间很短。

针对上述问题，除了选择适当电池外，如高质、大容量电池，有必要在便携式信号灯电路设计上做进一步改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的便携式信号灯电路电池使用时间较短的缺陷，提供一种便携式信号灯电路，能够延长便携式信号灯电路电池的工作时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携式信号灯电路，包括：控制电路，与所述控制电路输出端相连的LED恒流驱动电路，与所述恒流驱动电路相连的LED模组，以及为所述控制电路、所述LED恒流驱动电路和所述LED模组提供电能的电池，其特征在于，所述控制电路的控制芯片是：单片机，所述单片机的工作电压范围为直流2.5V～6V。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述便携式信号灯电路还包括：控制信号输入电路，用于向所述单片机输入控制信号，所述单片机根据所述控制信号输入电路输入的控制信号控制所述LED模组的显示状态；

所述控制信号包括：按键次数或/和按键程度。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述便携式信号灯电路还包括：电池状态指示电路；

所述电池状态指示电路，与所述电池连接，用于指示所述电池的状态，当所述电池的供电电压小于3V时，发出电池电量低需要充电的指示信号。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述便携式信号灯电路还包括：电池充电管理电路；

所述电池充电管理电路与所述电池和外部充电电源连接，用于在所述外部充电电源对所述电池的充电电压大于基准电压时，切断所述外部充电电源对所述电池的充电。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述便携式信号灯电路还包括：防干扰电路；

所述防干扰电路一端接地、一端与所述单片机连接，用于防止外部信号对所述便携式信号灯电路的干扰。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述LED恒流驱动电路包括：第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路；所述LED模组包括：第一LED模组和第二LED模组；所述第一恒流驱动电路与所述第一LED模组连接，所述第二流驱动电路与所述第二LED模组连接；

所述LED模组的显示状态包括四种显示状态；第一显示状态为所述第一LED模组和所述第二LED模组中的LED灯均亮；

第二显示状态为所述第一LED模组中的LED灯亮，所述第二LED模组中的LED灯熄；

第三显示状态为所述第一LED模组中的LED灯熄，所述第二LED模组中的LED灯亮；

第四显示状态为所述第一LED模组和所述第二LED模组中的LED灯均熄。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述电池是锂电池。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述单片机是PIC12C508A单片机。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述单片机的端脚4通过电阻(R5)与所述电池的正极连接；所述控制信号输入电路为仅有一个按键的开关检测电路，连接在所述电阻(R5)与电池正极之间；所述第一恒流驱动电路包括第一QX7136LED恒流驱动器(U4)、第一开关管(Q1)及第一LED电流采样电阻(R8和R9)，电阻(R7)，所述第一开关管(Q1)的基极通过所述电阻(R7)与所述单片机的端脚7连接；所述第二流驱动电路包括第二QX7136LED恒流驱动器(U3)、第二开关管(Q1)及第一LED电流采样电阻(R10和R11)，电阻(R6)，所述第二开关管(Q2)的基极通过所述电阻(R6)与所述单片机的端脚6连接。

在本发明所述的便携式信号灯电路中，所述防干扰电路包括：并联的电容(C2)和电容(C3)，一端接地，一端接单片机的端脚1。

实施本发明的便携式信号灯电路，具有以下有益效果：由于采用了工作电压范围为直流2.5V～6V的单片机作为便携式信号灯电路的控制芯片，相对于现有技术中工作电压范围在3.0V-18.0VMC14017B芯片作为便携式信号灯电路的控制芯片，可以延长便携式信号灯电路的工作时间，从而延长信号灯的工作时间。且单片机作为控制芯片，可以根据受控灯具的需求进行改变控制程序，可以满足不同的需求。

进一步的，由于本发明提供的便携式信号灯电路还包括控制信号输入电路，单片机可以根据控制信号输入电路输入的控制信号对信号灯的显示状态进行控制，可以满足现场复杂情况对铁路信号灯的需求，实现一灯多用的控制方式。

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为本发明的便携式信号灯电路框图；

图2为根据本发明一实施例的便携式信号灯电路原理图。

具体实施方式

图1为本发明的便携式信号灯电路框图。如图1所示，本发明的便携式信号灯电路包括电源电路、控制电路10、控制信号输入电路12、第一LED恒流驱动电路20a、第二LED恒流驱动电路20b、第一LED模组22a和第二LED模组22b。其中，第一LED恒流驱动电路20a和第二LED恒流驱动电路20b的输入端与控制电路输出端相连；第一LED模组22a和第二LED模组22b分别与第一和第二LED恒流驱动电路20a、20b输出端相连。控制信号输入电路12与控制电路10的输入端相连，用于输入控制信号。需要说明的是虽然图1中示出了两组LED恒流驱动电路和LED模组，但如本领域技术人员所知悉，本发明的便携式信号灯中也可以只有一组LED恒流驱动电路和LED模组，或者可以有三组、四组等。

电源电路为便携式信号灯电路提供电能，其包括锂电池30、电池充电管理电路32、电池状态指示电路36。其中，电池状态指示电路36与锂电池30连接，用于指示电池的状态，并当电池的供电电压小于预定阈值时，发出电池电量低需要充电的指示信号。电池充电管理电路32与锂电池30和外部充电电源40连接，用于在外部充电电源40对锂电池30的充电电压大于基准电压时，切断外部充电电源40对锂电池的充电。

在本发明的一实施例中，锂电池30的最高电压为3.7V，控制电路10的控制芯片是单片机，该单片机的工作电压范围为直流2.5V～6V。本领域技术人员可以理解，本发明便携式信号灯电路中的电池不限于锂电池，也可以采用其它类型的电池。

在本发明的一实施例中，上述单片机根据控制信号输入电路12输入的控制信号控制LED模组22a、22b的显示状态。例如，在具有两组LED恒流驱动电路和LED模组的实施例中，LED模组的显示状态包括四种显示状态；第一显示状态为第一LED模组22a和第二LED模组22b中的LED灯均亮；第二显示状态为第一LED模组22a中的LED灯亮，第二LED模组22b中的LED灯熄；第三显示状态为第一LED模组22a中的LED灯熄，第二LED模组22b中的LED灯亮；第四显示状态为第一LED22a模组和第二LED模组22b中的LED灯均熄。

作为一种选择，控制信号输入电路12可以采用按键电路实现。作为另一选择，控制信号输入电路12还可以采用无线接口控制电路来实现，例如采用红外遥控器及安装在信号灯电路上的红外遥控信号接收电路来实现。

图2为根据本发明一实施例的便携式信号灯电路原理图。如图2所示，控制电路10采用单片机作为控制芯片，对便携式信号灯进行逻辑控制，该单片机选用PIC12C508A，其工作电压范围为2.5V-5.5V(直流)，可以维持信号灯工作直到电池电压降至2.5V，从而延长了电池使用时间，提高了电池利用率，使信号灯的工作时间延长。

在本实施例中，采用可充电锂电池30作为灯具内部电源，在电池充电管理电路32中，Q3为充电控制MOS管，外部充电电压经过电阻R3和R13分压后与电阻R4与D4组成的基准电压通过比较器U1A进行比较，比较后比较器U1A-1脚输出电压控制三极管(例如3904三极管)Q6的B极，从而控制场效应管(IRLML6401)Q3的G极，可以对电池充电进行管理，防止过充。当电压低于2.5V时，单片机启动断电保护程序，切断电源电路的供电，确保电池不过放。

电池状态指示电路36在电池电压小于等于3V时，发出电池电量低需充电指示信号。其中，电池电压通过电阻R14和R15分压电路采样，与通过电阻R16、R17分压形成的基准电压通过比较器U1B进行比较，比较器U1B-7脚比较输出电压控制三极管Q5的B极，进行状态显示。

单片机的第四端脚通过电阻R5及控制信号输入电路12与锂电池30的正极相连，第八端脚接地，第六和第七端脚分别与LED恒流驱动电路20(包括第一LED恒流驱动电路20a和第二LED恒流驱动电路20b)的两个支路相连。LED恒流驱动电路20中各支路中的开关管Q1或Q2的集电极与恒流驱动器的第二管脚相连接，基极与单片机的第六或第七端脚连接，发射极接地。电阻R8、R9、R10、R11为LED电流的采样电阻，将采样电压反馈到QX7136恒流驱动器，QX7136恒流驱动器根据CS脚采样电压，调整内部调流MOS管沟道电阻，从而调整LED模组22a、22b中通过LED的电流。所述恒流电路中的恒流驱动器的电压输入端(第三管脚Vdd(电源输入脚正端))与电源电路的正极相连。

控制信号输入电路12由一个具有轻触和自锁功能的开关来实现。所述单片机第四端脚为开关(即按键)状态采样，单片机中的程序对轻触和自锁功能进行判定，并对应输出逻辑控制电压，从而实现操作者需要。例如，控制信号可包括：按键次数或/和按键程度。

在本实施例中，还为单片机设置了一个防干扰电路18，其包括电容C3和C2。如图2所示，单片机的电压输入第一端脚VDD通过并联连接的电容C2、C3接地，可以有效防止铁路工作人员的对讲机对灯具的干扰。

另外，该单片机还可以根据受控灯具的需求进行二次开发利用，如LED显示顺序等有新要求，可以通过更改单片机程序来满足新需求；可以组合多种显示逻辑，还可以根据通过单片机端脚5对灯具状态进行采样，对逻辑作出调整等。

本发明提供的便携式信号灯电路，采用单片机对信号电路进行逻辑控制，并对开关动作进行采样分析后，实现逻辑控制，进而避免出现逻辑混乱，简单可靠；同时，采用该单片机可以减少电路元件，简化了电路结构，降低了制作成本。本灯具显示有4种不同显示状态，可以应用于要求复杂指示命令的工作环境。

Claims (7)

1.一种便携式信号灯电路，包括：控制电路，与所述控制电路输出端相连的LED恒流驱动电路，与所述恒流驱动电路相连的LED模组，以及为所述控制电路、所述LED恒流驱动电路和所述LED模组提供电能的电池，其特征在于，所述控制电路的控制芯片是：单片机，所述单片机的工作电压范围为直流2.5V～6V；所述单片机是PIC12C508A单片机；所述单片机的端脚4通过第一电阻（R5）与所述电池的正极连接；控制信号输入电路为仅有一个按键的开关检测电路，连接在所述第一电阻（R5）与电池正极之间，向所述单片机输入控制信号，所述单片机根据所述控制信号输入电路输入的控制信号控制所述LED模组的显示状态；所述控制信号包括：按键次数或/和按键程度；LED恒流驱动电路包括第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路；所述LED模组包括：第一LED模组和第二LED模组；所述第一恒流驱动电路与所述第一LED模组连接，所述第二恒流驱动电路与所述第二LED模组连接；所述第一恒流驱动电路包括第一QX7136LED恒流驱动器(U4)、第一开关管(Q1)及第一LED电流采样电阻(R8、R9)、第三电阻（R7），所述第一开关管（Q1）的基极通过所述第三电阻（R7）与所述单片机的端脚7连接；所述第二恒流驱动电路包括第二QX7136LED恒流驱动器(U3)、第二开关管(Q2)及第二LED电流采样电阻(R10、R11)、第二电阻（R6），所述第二开关管（Q2）的基极通过所述第二电阻（R6）与所述单片机的端脚6连接。

2.根据权利要求1所述的便携式信号灯电路，其特征在于，所述便携式信号灯电路还包括：电池状态指示电路；

所述电池状态指示电路，与所述电池连接，用于指示所述电池的状态，当所述电池的供电电压小于3V时，发出电池电量低需要充电的指示信号。

3.根据权利要求2所述的便携式信号灯电路，其特征在于，所述便携式信号灯电路还包括：电池充电管理电路；

所述电池充电管理电路与所述电池和外部充电电源连接，用于在所述外部充电电源对所述电池的充电电压大于基准电压时，切断所述外部充电电源对所述电池的充电。

4.根据权利要求3所述的便携式信号灯电路，其特征在于，所述便携式信号灯电路还包括：防干扰电路；

所述防干扰电路一端接地、一端与所述单片机连接，用于防止外部信号对所述便携式信号灯电路的干扰。

5.根据权利要求4所述的便携式信号灯电路，其特征在于，所述LED模组的显示状态包括四种显示状态；第一显示状态为所述第一LED模组和所述第二LED模组中的LED灯均亮；

第二显示状态为所述第一LED模组中的LED灯亮，所述第二LED模组中的LED灯熄；

第三显示状态为所述第一LED模组中的LED灯熄，所述第二LED模组中的LED灯亮；

第四显示状态为所述第一LED模组和所述第二LED模组中的LED灯均熄。

6.根据权利要求5所述的便携式信号灯电路，其特征在于，所述电池是锂电池。

7.根据权利要求4所述的便携式信号灯电路，其特征在于，所述防干扰电路包括：并联的第一电容（C2）和第二电容（C3），一端接地，一端接单片机的端脚1。

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