CN102378454A

CN102378454A - 一种呼吸灯控制电路

Info

Publication number: CN102378454A
Application number: CN2011103993633A
Authority: CN
Inventors: 孙超; 申在成; 刘富明
Original assignee: Hefei Hualing Co Ltd; Hefei Midea Rongshida Refrigerator Co Ltd
Current assignee: Hefei Hualing Co Ltd; Hefei Midea Refrigerator Co Ltd
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2031-12-05
Also published as: CN102378454B

Abstract

本发明提出一种呼吸灯控制电路，包括：电源；串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端与电源相连；第一开关管，第一开关管的集电极与第二电阻的一端相连，第一开关管的发射极接地；第二开关管，第二开关管的基极与第一电阻和第二电阻之间的节点相连，第二开关管的发射极与电源相连；第三电阻，第三电阻的一端与第二开关管的集电极相连，第三电阻的另一端与呼吸灯相连；第四电阻，第四电阻的一端与第一开关管的基极相连；以及控制器，控制器与第四电阻的另一端相连，用于通过第四电阻向第一开关管施加PWM控制信号，并以预设时间为周期以预设步长逐渐调整PWM控制信号的占空比。本发明的呼吸灯控制电路具有设计简单，成本较低的优点。

Description

一种呼吸灯控制电路

技术领域

本发明涉及非便携照明装置或系统，具体涉及一种呼吸灯控制电路。

背景技术

呼吸灯装置应用于终端设备，装置中的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的亮度在微电脑控制之下完成由亮到暗的逐渐变化，仿佛呼吸一般，可以在终端设备提供视觉提示，起到很好的视觉装饰效果，已经被广泛应用于家电、手机、电脑、汽车等各个领域。

目前市场上的呼吸灯产品通常采用以下两种方式控制LED灯：

(1)通过高频(10KHz以上)的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制呼吸灯工作，该方法的缺点是需要用到的主芯片较高级，成本较高；

(2)单独增加芯片控制电流输出大小来控制呼吸灯工作，该方法的缺点是需要增加较多元器件，从而也会增大生产成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种结构简单且成本较低的呼吸灯控制电路。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种呼吸灯控制电路，包括：串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电源相连；第一开关管，所述第一开关管的集电极与所述第二电阻的一端相连，所述第一开关管的发射极接地；第二开关管，所述第二开关管的基极与所述第一电阻和第二电阻之间的节点相连，所述第二开关管的发射极与所述电源相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二开关管的集电极相连，所述第三电阻的另一端与呼吸灯相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一开关管的基极相连；以及控制器，所述控制器与所述第四电阻的另一端相连，用于通过所述第四电阻向所述第一开关管施加PWM控制信号，并以预设时间为周期以预设步长逐渐调整所述PWM控制信号的占空比。

在本发明的一个实施例中，所述呼吸灯控制电路还包括：与所述呼吸灯并联的滤波电容。

在本发明的一个实施例中，所述预设时间约为100ms。

在本发明的一个实施例中，所述预设步长为2％。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还用于在所述PWM控制信号的占空比等于第一阈值之后，以所述预设步长调高所述占空比，并在所述PWM控制信号的占空比等于第二阈值之后，以所述预设步长调低所述占空比。

在本发明的一个实施例中，所述第一阈值为0，所述第二阈值为80％。

根据本发明实施例的呼吸灯控制电路的结构简单，通过低频PWM信号即可实现对呼吸灯的亮度的控制，从而较大程度地降低了成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的呼吸灯控制电路的电路原理图；

图2为本发明实施例的呼吸灯控制电路输入波形图；

图3为本发明实施例的呼吸灯控制电路输出波形图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参考图1至图3描述根据本发明实施例的呼吸灯控制电路。

如图1所示，本发明实施例提供的呼吸灯控制电路包括：电源100、第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4以及控制器200。其中，第一电阻R1的一端与电源100连接，第一电阻R1与第二电阻R2串联，第一开关管Q1的集电极与第二电阻R2的一端相连，第一开关管Q1的发射极接地，第二开关管Q2的基极与第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点相连，第二开关管Q2的发射极与电源100相连，第三电阻R3的一端与第二开关管Q2的集电极相连，第三电阻R3的另一端与呼吸灯L相连，第四电阻R4的一端与第一开关管Q1的基极相连。控制器200与第四电阻R4的另一端相连，通过第四电阻R4向第一开光Q1施加PWM控制信号，并以预设时间为周期以预设步长逐渐调整PWM控制信号的占空比。

在本发明的一个示例中，第一电阻R1的阻值可以为10K欧姆，第二电阻R2的阻值可以为2.2K欧姆，第三电阻R3的阻值可以为1K欧姆，第四电阻R4的阻值可以为2.2K欧姆。

在本发明的一个实施例中，上述呼吸灯L为发光二极管LED。LED是一种单色性好、功率能耗小、热效应少、廉价易得的光源，在电子领域中广泛应用。采用发光二极管LED作为呼吸灯，可以呼吸灯的能耗并且生产成本较低。

在本发明的一个实施例中，上述电源100可以提供直流供电电压，电压值可以为12V。其中，电源100可以由220V交流电源经过交流-直流(AC-DC)转换单元转换得到。

在本发明的一个实施例中，上述第一开关管Q1为NPN型三极管，上述第二开关管Q2为PNP型三极管。在本发明的一个实施例中，上述控制器200为MCU(MicrO Control Unit，微控制单元)，芯片管脚功能设置为GPIO(General Purpose Input/Output，通用输入/输出)，可以控制芯片的管脚输出为周期性变化的PWM信号。

在本发明的一个实施例中，控制器200输出的PWM信号频率为160Hz。需要说明的是，该信号频率值仅是出于示例的目的，信号频率值并不限定于此。由于人的视觉暂留效应，在光源闪动频率高于100Hz时，觉察不到闪烁现象，故控制器200输出的PWM信号频率也可以为高于100Hz的其他值。但高频的设备价格较贵，故优选PWM信号频率值为160Hz。

在本发明的一个实施例中，预设时间可以为100ms，预设步长可以为2％。即控制器200以100ms为周期、以2％为幅度来逐渐调整输出的PWM控制信号的占空比。需要说明的是，该预设时间值与预设步长值仅是出于示例的目的，本发明提出的呼吸灯控制电路并不限定于此数值的情况。预设时间的值也可以取50ms、200ms、250ms等等，预设时间的值越大，则意味着输出信号的占空比的变化越慢，呼吸灯L的亮度变化越慢。预设步长的值也可以取1％、4％、5％等等，预设步长的值越大，则意味着输出信号的占空比的变化越快，呼吸灯L的亮度变化越快。因此，根据对呼吸灯闪烁的强度和变化要求的不同，预设时间和预设步长可以另行设置。

在本发明的一个实施例中，控制器200还用于在PWM控制信号的占空比等于第一阈值之后，以预设步长调高占空比，并在PWM控制信号的占空比等于第二阈值之后，以预设步长调低占空比，从而控制器200输出的PWM控制信号的占空比在第一阈值和第二阈值之间波动，呼吸灯的亮度也在较暗和较亮的两种状态之间波动。

在本发明的一个优选实施例中，第一阈值为0，第二阈值为80％。需要说明的是，该第一阈值与第二阈值仅是出于示例的目的，本发明提出的呼吸灯控制电路并不限定于此数值的情况，可以根据实际应用情况进行调整。

下面结合图1具体阐述该呼吸灯控制电路的实施例的工作方式。

在本发明中，由控制器200输出数字信号来控制呼吸灯L的开启和关闭。当控制器200输出高电平信号时，第一开关管Q1与第二开关管Q2依次导通，第二开关管Q2的集电极为高电平，呼吸灯L发光；当控制器200输出低电平信号时，第一开关管Q1与第二开关管Q2依次关断，第二开关管Q2的集电极为低电平，呼吸灯L熄灭。由于控制器200输出的PWM信号具有一定占空比且该占空比周期性变化，故电路中的平均输出电流值具有一定值且该值周期性变化，故呼吸灯L也具有一定亮度且周期性变化。

其中，控制器200输出的PWM信号频率为160Hz，即输出信号以6.25ms为一个周期。控制器200输出信号的占空比从2％到80％间变化，每隔100ms(即16个周期)占空比变化2％。具体地有，初始通电时的时刻记为0时刻。随后控制器200开始控制I/O周期性地输出占空比为2％的信号。具体地，在时长为6.25ms的一个周期中，可以输出1*125μs高电平和49*125μs低电平信号，以实现占空比为2％。经过100ms之后，即输出16个周期后，控制器200控制I/O周期性地输出占空比为4％的信号。具体地，在时长为6.25ms的一个周期中，可以输出2*125μs高电平和48*125μs低电平信号，以实现占空比为4％。依次类推，输出信号的占空比逐渐增大，呼吸灯亮度递增。直到3900ms之后，I/O周期性地输出占空比为80％的信号，呼吸灯亮度达到最大。再过100ms之后，即输出16个周期后，按照同样方法通过I/O控制占空比开始减小，呼吸灯亮度递减。7800ms时，输出信号的占空比为2％，与0时刻的占空比相同，此时可视作从7800ms开始系统进入新一轮循环，输出信号的占空比由2％升至80％再降回2％，呼吸灯亮度从最暗到最亮再到最暗。

表1示出了不同时刻的输出信号占空比情况以及呼吸灯亮度状态。

表1

其中，从时刻0到时刻4000ms，占空比递增且呼吸灯亮度递增，从时刻4000ms到7900ms，占空比递减，且呼吸灯亮度递减。

在本发明的一个优选实施例中，呼吸灯控制电路还进一步包括，与呼吸灯L并联的滤波电容C。其中，滤波电阻C的容值可以为470μF。

滤波电容C能使输出电压的大小平稳变化。图2为本发明实施例的呼吸灯控制电路输入波形图，该波形图是由第四电阻R4与第一开关管Q1之间的A点(见图1)检测得到。图3为本发明实施例的呼吸灯控制电路输出波形图，该波形图是由第三电阻R3与呼吸灯L之间的B点(见图1)检测得到。结合图2及图3对比可知，在滤波电容C的作用下，原来间断的输入波形转换为稳定的连续输出波形。

根据本发明实施例的呼吸灯控制电路的结构简单，通过低频PWM信号即可实现对呼吸灯的亮度的控制，对芯片要求不高，也可以通过软件控制方式实现，从而较大程度地降低了成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管以及示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种呼吸灯控制电路，其特征在于，包括：

电源；

串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电源相连；

第一开关管，所述第一开关管的集电极与所述第二电阻的一端相连，所述第一开关管的发射极接地；

第二开关管，所述第二开关管的基极与所述第一电阻和第二电阻之间的节点相连，所述第二开关管的发射极与所述电源相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二开关管的集电极相连，所述第三电阻的另一端与呼吸灯相连；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一开关管的基极相连；以及

控制器，所述控制器与所述第四电阻的另一端相连，用于通过所述第四电阻向所述第一开关管施加PWM控制信号，并以预设时间为周期以预设步长逐渐调整所述PWM控制信号的占空比。

2.如权利要求1所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，还包括：

与所述呼吸灯并联的滤波电容。

3.如权利要求1或2所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述预设时间约为100ms。

4.如权利要求1-3任一项所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述预设步长为2％。

5.如权利要求1-3任一项所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述控制器还用于在所述PWM控制信号的占空比等于第一阈值之后，以所述预设步长调高所述占空比，并在所述PWM控制信号的占空比等于第二阈值之后，以所述预设步长调低所述占空比。

6.如权利要求1-5任一项所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述第一阈值为0，所述第二阈值为80％。