CN102281675B - Led巡检灯控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED巡检灯控制电路,旨在解决现有的电路稳定性不佳、无手摇发电、无电量显示和高压区报警的缺陷。其特征是包括分别与一MCU控制单元(600)连接的交流整流及充电检测单元(100),按键控制单元(200),电池电压检测单元(300),包含有一锂电池组(501)的电池充放电检测单元(500),LED恒流控制单元(1000)及一手摇发电单元(900)和多个照明LED(1100);还可增设LED巡检灯靠近高压区时的高压报警检测及驱动单元(800)和LED指示及驱动单元(700)。它可用于巡检或携带照明之用。

Description

LED巡检灯控制电路
技术领域
本发明涉及一种便携式灯具的控制电路,尤其是一种巡检灯的控制电路。
背景技术
便携式照明装置自古有之,在人们日常生活中已经并不陌生,从以前的灯笼、马提灯,到后来的手电筒等。随着科技的进步,便携式照明装置也得到了很大的发展,从手电筒发展到手提灯,从以前安装干电池到后来使用内部的充电电池,无论从结构还是供电装置上都有了很大的提高,随着LED技术的成熟,LED已经被普遍应用于便携式灯具之中。但是,将LED便携式灯具用在巡检灯中对其稳定性和可靠性提出了更高的要求;另外,在巡检过程中,当充电电池缺电时则无法使用,于是提出了能够随时显示充电电池电量的需求,以便提醒人们及时充电;还提出了可以临时手摇充电的需求;再则,人们还提出了在巡检中如果遇到危及人身安全的区域时,该灯如能发出报警信号,则会避免事故的发生,但这些要求现有的灯具尚不能满足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提高LED巡检灯的稳定性和可靠性,使照明LED发出的光亮基本保持不变,同时可以手摇发电以补充可充电池临时缺电,而提供一种LED巡检灯的控制电路。
本发明进一步要解决的技术问题是,在巡检中如遇危及人身安全的区域时,巡检灯可以发出报警信号,避免事故的发生,而提供一种LED巡检灯的控制电路。
本发明更进一步要解决的技术问题是,能够随时显示充电电池的电量,而提供一种LED巡检灯的控制电路。
为了实现上述的第一个目的,可以采用以下的技术方案:本方案包括分别与一MCU控制单元600连接的交流整流及充电检测单元100,按键控制单元200,电池电压检测单元300,包含有一锂电池组501的电池充放电检测单元500,LED恒流控制单元1000以及一手摇发电单元900和多个照明LED1100;
所述的交流整流以及充电检测单元100可与市电通过电源适配器连接,对其整流并降压,输出供所述的锂电池组501贮存并进行充电检测;
所述的LED恒流控制单元1000与MCU控制单元600的控制接口连接,MCU控制单元600的控制信号经LED恒流控制单元1000恒流处理后,向照明LED1100输出相应的恒流电流;
所述的LED恒流控制单元(1000)包括第一放大三极管Q2和第二放大三极管Q3、第一场效应管Q1、电感L1、第一电容C1、肖特基D2、第一电阻R2和第二电阻R3;
由MCU控制单元600送过来的PWM方波控制信号经第二放大三极管Q3和第一放大三极管Q2放大后,加到第一场效应管Q1的G极,从而让第一场效应管Q1处于开关状态,开和关的时间分别由MCU控制单元600输出的方波占空比控制,第一场效应管Q1处于开状态时通过电感L1储能,从而使原先储存在电感L1上的能量相叠加后足够点亮照明LED1100,第一电容C1可以滤除直流电中的杂波成分,第一场效应管Q1关闭时电感L1就释放能量,流过照明LED1100的电流通过第二电阻R3接地,电流取样电压由第一电阻R2送至MCU控制单元600的模数转换器,从而让多个串联的照明LED1100的电流变化及时的反应给MCU控制单元600,MCU控制单元600根据送入值与设定的值进行比较,从而让I/O口输出不同占空比的方波到第二放大三极管Q3和第一放大三极管Q2,以达到调节照明LED1100的电流大小而使其工作于恒定电流值,发光的亮度保持不变;
所述的电池充放电检测单元500与锂电池组501连接,将检测到的信息送MCU控制单元600处理,防止过流和过压,使电池处于恒流充电;
所述的手摇发电单元900发出的低压交流电经交流整流及充电检测单元100处理后与锂电池组501连接,向锂电池组501充电;
所述的按键控制单元200经MCU控制单元600控制照明LED1100的开启或关闭。
为了实现上述的第二个目的,可以采用以下的技术方案:本方案是在上述技术方案的基础上,增加了分别与MCU控制单元600连接的一LED巡检灯靠近高压区时的高压报警检测及驱动单元800和一包含报警LED701的LED指示及驱动单元700;高压报警检测及驱动单元800将空间辐射的高压信号检测放大并送MCU控制单元600处理,MCU控制单元600根据检测到的电压阈值开启或关闭LED指示及驱动单元700中的报警LED701。
为了实现上述的第三个目的,可以采用以下的技术方案:本方案是在上述技术方案的基础上,增加了一数码管电量显示及驱动单元400;数码管电量显示及驱动单元400与MCU控制单元600连接并接受其控制指令,通过数码管显示电池的电量。
本发明的有益效果是:
1、第一个技术方案使LED巡检灯工作稳定、可靠,照明LED发出的光亮恒定,在电池缺电时,可以使用手摇发电给电池充电,保证了巡检工作的顺利进行。
2、第二个技术方案除了有上述效果外,在巡检中如遇危及人身安全的区域时,巡检灯可以发出报警信号,避免事故的发生。
3、第三个技术方案除了有上述效果外,还能够随时显示充电电池电量的需求,以便提醒人们及时充电
为了使本发明便于理解和更加清晰,下面通过附图和实施例对其作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的实施例之电路原理方框示意图。
图2是上述实施例的电路示意图。
图3是上述实施例的LED巡检灯的立体示意图。
具体实施方式
实施例1,参看图1和图2。本实施例的LED巡检灯控制电路包括分别与一MCU控制单元600连接的交流整流及充电检测单元100,按键控制单元200,电池电压检测单元300,包含有一锂电池组501的电池充放电检测单元500,LED恒流控制单元1000以及一手摇发电单元900,和3个照明LED1100;
所述的交流整流以及充电检测单元100可以与市电通过电源适配器连接,对其整流并降压,输出供所述的锂电池组501贮存并进行充电检测;
所述的LED恒流控制单元1000与MCU控制单元600的控制接口连接,MCU控制单元600的控制信号经LED恒流控制单元1000恒流处理后,向3个照明LED1100输出相应的恒流电流;
所述的LED恒流控制单元1000包括第一放大三极管Q2和第二放大三极管Q3、第一场效应管Q1、电感L1、第一电容C1、肖特基D2、第一电阻R2和第二电阻R3;
由MCU控制单元600送过来的PWM方波控制信号经第二放大三极管Q3和第一放大三极管Q2放大后,加到第一场效应管Q1的G极,从而让第一场效应管Q1处于开关状态,开和关的时间分别由MCU控制单元600输出的方波占空比控制,第一场效应管Q1处于开状态时通过电感L1储能,从而使原先储存在电感L1上的能量相叠加后足够点亮照明LED1100,第一电容C1可以滤除直流电中的杂波成分,第一场效应管Q1关闭时电感L1就释放能量,流过照明LED1100的电流通过第二电阻R3接地,电流取样电压由第一电阻R2送至MCU控制单元600的模数转换器,从而让多个串联的照明LED1100的电流变化及时的反应给MCU控制单元600,MCU控制单元600根据送入值与设定的值进行比较,从而让I/O口输出不同占空比的方波到第二放大三极管Q3和第一放大三极管Q2,以达到调节照明LED1100的电流大小而使其工作于恒定电流值,发光的亮度保持不变;
所述的电池充放电检测单元500与锂电池组501连接,将检测到的信息送MCU控制单元600处理,防止过流和过压,使电池处于恒流充电;
所述的手摇发电单元900发出的低压交流电经交流整流以及充电检测单元100处理后与锂电池组501连接,向锂电池组501充电;
所述的按键控制单元200经MCU控制单元600控制照明LED1100的开启或关闭。
实施例2,再参看图1和图2。本实施例是在实施例1的基础上,增加了分别与MCU控制单元600连接的一LED巡检灯靠近高压区时的高压报警检测及驱动单元800和一包含报警LED701的LED指示及驱动单元700;高压报警检测及驱动单元800将空间辐射的高压信号检测放大并送MCU控制单元600处理,MCU控制单元600根据检测到的电压阈值开启或关闭LED指示及驱动单元700中的报警LED701。
实施例3,再参看图1和图2。本实施例是在实施例2的基础上,增加了一数码管电量显示及驱动单元400;数码管电量显示及驱动单元400与MCU控制单元600连接并接受其控制指令,通过数码管显示电池的电量。
上述实施例中的电路单元可以采用下述的具体实施方式:
所述的交流整流以及充电检测单元100经第一二极管D5隔离后与锂电池组501连接,该单元还包括6个二极管和第二场效应管Q8,该6个二极管是:第二二极管D6、第三二极管D7、第四二极管D8、第五二极管D10、第六二极管D11和第七二极管D12,上述的6个二极管组成桥式整流,手摇发电单元输出的交流电经上述的6个二极管整流和外部适配器输入的直流电送至第二场效应管Q8的G极,MCU控制单元600通过读外部端口VCH值可检测到充电信号的有无输入,并让LED指示及驱动单元700和数码管电量显示及驱动单元400作相应的指示。
所述的电池充放电检测单元500包含的锂电池组501与第六电阻R20串联后接地,还包括一运算放大器U3和多个取样反馈电阻:第三电阻R16、第四电阻R17、第五电阻R18、第七电阻R21、第八电阻R25、第九电阻R26、第十电阻R27、第十一电阻R29;电池充放电电流或者电压经电阻取样后经运算放大器U3放大后再送至MCU控制单元600,运算放大器U3内含有两个运算放大器,即第一运算放大器U3A和第二运算放大器U3B,第一运算放大器U3A负责过流放大,第二运算放大器U3B负责过压放大;若充放电处于异常状态,MCU控制单元600切断所有的输出,若处于正常充放电状态,让锂电池处于恒流恒压充电,保护了电路的安全性。
所述的MCU控制单元600中的MCU芯片U1之型号为HT46R47,该芯片集成了模数转换以及休眠等功能,若产品在长时间未使用即可进入休眠模式,环保节能。
所述的数码管电量显示及驱动单元400包括一数码管驱动芯片U2和一个两位的数码管,驱动芯片U2的型号为TM1617。
图3为LED巡检灯的立体示意图,图中示出了按键201,数码显示管401,和LED指示灯701的位置。
以上仅为本发明之较佳实施例,但其并不限制本发明的实施范围,即不偏离本发明的权利要求所作之等同变化与修饰,仍应属于本发明之保护范围。

Claims (7)

1.一种LED巡检灯控制电路,其特征是包括分别与一MCU控制单元(600)连接的交流整流及充电检测单元(100),按键控制单元(200),电池电压检测单元(300),包含有一锂电池组(501)的电池充放电检测单元(500),LED恒流控制单元(1000)以及一手摇发电单元(900)和多个照明LED(1100);
所述的交流整流以及充电检测单元(100)可与市电通过电源适配器连接,对其整流并降压,输出供所述的锂电池组(501)贮存并进行充电检测;
所述的LED恒流控制单元(1000)与MCU控制单元(600)的控制接口连接,MCU控制单元(600)的控制信号经LED恒流控制单元(1000)恒流处理后,向照明LED(1100)输出相应的恒流电流;
所述的LED恒流控制单元(1000)包括第一放大三极管(Q2)和第二放大三极管(Q3)、第一场效应管(Q1)、电感(L1)、第一电容(C1)、肖特基(D2)、第一电阻(R2)和第二电阻(R3);
由MCU控制单元(600)送过来的PWM方波控制信号经第二放大三极管(Q3)和第一放大三极管(Q2)放大后,加到第一场效应管(Q1)的G极,从而让第一场效应管(Q1)处于开关状态,开和关的时间分别由MCU控制单元(600)输出的方波占空比控制,第一场效应管(Q1)处于开状态时通过电感(L1)储能,从而使原先储存在电感(L1)上的能量相叠加后足够点亮照明LED(1100),第一电容(C1)可以滤除直流电中的杂波成分,第一场效应管(Q1)关闭时电感(L1)就释放能量,流过照明LED(1100)的电流通过第二电阻(R3)接地,电流取样电压由第一电阻(R2)送至MCU控制单元(600)的模数转换器,从而让多个串联的照明LED(1100)的电流变化及时的反应给MCU控制单元(600),MCU控制单元(600)根据送入值与设定的值进行比较,从而让I/O口输出不同占空比的方波到第二放大三极管(Q3)和第一放大三极管(Q2),以达到调节照明LED(1100)的电流大小而使其工作于恒定电流值,发光的亮度保持不变;
所述的电池充放电电流检测单元(500)与锂电池组(501)连接,将检测到的信息送MCU控制单元(600)处理,防止过流和过压,使电池处于恒流充电;
所述的手摇发电单元(900)发出的低压交流电经交流整流及充电检测单元(100)处理后与锂电池组(501)连接,向锂电池组(501)充电;
所述的按键控制单元(200)经MCU控制单元(600)控制照明LED(1100)的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的LED巡检灯控制电路,其特征是还包括分别与MCU控制单元(600)连接的一LED巡检灯靠近高压区时的高压报警检测及驱动单元(800)和一包含报警LED(701)的LED指示及驱动单元(700);高压报警检测及驱动单元(800)将空间辐射的高压信号检测放大并送MCU控制单元(600)处理,MCU控制单元(600)根据检测到的电压阈值开启或关闭LED指示及驱动单元(700)中的报警LED(701)。
3.根据权利要求1或2所述的LED巡检灯控制电路,其特征是还包括一数码管电量显示及驱动单元(400);数码管电量显示及驱动单元(400)与MCU控制单元(600)连接并接受其控制指令,通过数码管显示电池的电量。
4.根据权利要求3所述的LED巡检灯控制电路,其特征是所述的交流整流以及充电检测单元(100)经第一二极管(D5)隔离后与锂电池组(501)连接,该单元还包括6个二极管和第二场效应管(Q8),该6个二极管是:第二二极管(D6)、第三二极管(D7)、第四二极管(D8)、第五二极管(D10)、第六二极管(D11)和第七二极管(D12),上述的6个二极管组成桥式整流,手摇发电单元输出的交流电经上述的6个二极管整流和外部适配器输入的直流电送至第二场效应管(Q8)的G极,MCU控制单元(600)通过读外部端口VCH值可检测到充电信号的有无输入,并让LED指示及驱动单元(700)和数码管电量显示及驱动单元(400)作相应的指示。
5.根据权利要求4所述的LED巡检灯控制电路,其特征是所述的电池充放电检测单元(500)包含的锂电池组(501)与第六电阻(R20)串联后接地,还包括一运算放大器(U3)和多个取样反馈电阻:第三电阻(R16)、第四电阻(R17)、第五电阻(R18)、第七电阻(R21)、第八电阻(R25)、第九电阻(R26)、第十电阻(R27)、第十一电阻(R29);电池充放电电流或者电压经电阻取样后经运算放大器(U3)放大后再送至MCU控制单元(600),运算放大器(U3)内含有两个运算放大器,即第一运算放大器(U3A)和第二运算放大器(U3B),第一运算放大器(U3A)负责过流放大,第二运算放大器(U3B)负责过压放大;若充放电处于异常状态,MCU控制单元(600)切断所有的输出,若处于正常充放电状态,让锂电池处于恒流恒压充电,保护了电路的安全性。
6.根据权利要求5所述的LED巡检灯控制电路,其特征是所述的MCU控制单元(600)中的MCU芯片(U1)之型号为HT46R47,该芯片集成了模数转换以及休眠等功能,若产品在长时间未使用即可进入休眠模式,环保节能。
7.根据权利要求6所述的LED巡检灯控制电路,其特征是所述的数码管电量显示及驱动单元(400)包括一数码管驱动芯片(U2)和一个两位的数码管,驱动芯片(U2)的型号为TM1617。
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