CN102811528A - Led标识灯 - Google Patents

Abstract

本发明一种LED标识灯，包括电源和LED单元，还包括控制单元和驱动单元，其中控制单元包括输入控制端口、处理单元、输出控制端口（24）、查找单元和含有光线变化量与多级闪烁频率对应关系的程序存储器，输入控制端口连接一感知背景光线的感光器件，其将光线变化量转化为电压变化量或电流变化量后反馈至输入控制端口，查找单元依据预设光线变化量与闪烁频率的对应关系、根据表征光线变化量的电压变化量或电流变化量查找获得相应的闪烁频率；处理单元将获取的闪烁频率生成PWM驱动信号，并通过输出控制端口输出至驱动单元。本发明的LED标识灯的控制和驱动电路简单，实现成本低。

Description

LED标识灯

技术领域

本发明涉及LED显示领域，尤其涉及一种LED标识灯。

背景技术

随着科学技术的不断发展，新产品新技术不断革新，LED作为新型光源，它有着节能、环保、高效的特点，技术已经成熟并应用于各个领域，LED作为光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路。目前在低电压的场所都是采用DC-DC斩波技术来驱动LED，它有着功耗小、效率高、稳定可靠、单位功率体积小、重量轻等优点，但是其成本高、电路复杂、易损坏、有较强的高频干扰等缺点，给使用者带来了不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中对LED灯的控制电路成本高、电路复杂的缺陷，提供一种成本低、电路简单的LED标识灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种LED标识灯，包括电源和LED单元，还包括控制单元和驱动单元，其中，

所述控制单元包括输入控制端口、处理单元、输出控制端口、查找单元和含有光线变化量与多级闪烁频率对应关系的程序存储器，所述输入控制端口连接一感知背景光线的感光器件，所述感光器件将光线变化量转化为电压变化量或电流变化量后反馈至所述输入控制端口，所述查找单元依据预设光线变化量与闪烁频率的对应关系、根据表征光线变化量的电压变化量或电流变化量查找获得相应的闪烁频率；所述处理单元将获取的闪烁频率生成PWM驱动信号，并通过所述输出控制端口输出至驱动单元；

所述驱动单元与所述控制单元的输出控制端口连接，用于根据所述输出控制端口输出的所述PWM驱动信号驱动所述LED单元发光。

本发明所述的LED标识灯中，所述控制单元还包括开关控制端口，所述开关控制端口连接一按压开关，所述按压开关的一端与电源负输入端连接，所述按压开关的另一端与所述开关控制端口连接，所述按压开关的另一端与电源正输入端之间还连接有第一上拉电阻。

本发明所述的LED标识灯中，所述感光器件为光敏电阻，光敏电阻的一端与电源负输入端连接，光敏电阻的另一端与所述输入控制端口连接，所述光敏电阻的另一端与电源正输入端之间还连接有第二上拉电阻。

本发明所述的LED标识灯中，所述驱动单元包括第一限流电阻、第一下拉电阻和三极管，所述第一限流电阻的一端与所述控制单元的输出控制端口连接，所述第一限流电阻的另一端连接所述三极管的基极，所述三极管的基极和发射极之间连接所述第一下拉电阻，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述LED单元连接。

本发明所述的LED标识灯中，所述LED单元包括多个并联的发光二极管，所述发光二极管的阴极均与所述三极管的集电极连接，所述发光二极管的阳极连接所述电源正输入端。

本发明所述的LED标识灯中，在每个所述发光二极管的正极与所述电源正输入端之间均串接有恒流二极管。

本发明所述的LED标识灯中，所述LED单元包括串接在所述电源正输入端和所述三极管集电极之间的恒流二极管和发光二极管灯组，所述发光二极管灯组包括多个串联的发光二极管。

本发明所述的LED标识灯中，在电源正负输入端之间还串接有第二限流电阻和稳压二极管，所述稳压二极管用于给所述控制单元供电。

本发明所述的LED标识灯中，所述发光二极管为红色发光二极管。

本发明产生的有益效果是：本发明通过控制单元中输入控制端口连接一感知背景光线的感光器件，所述感光器件将光线变化量转化为电压变化量或电流变化量后反馈至所述输入控制端口，控制单元中的所述查找单元依据预设光线变化量与闪烁频率的对应关系、根据表征光线变化量的电压变化量或电流变化量查找获得相应的闪烁频率；控制单元中的所述处理单元将获取的闪烁频率生成PWM驱动信号，并通过所述输出控制端口输出至驱动单元，本发明通过感光器件对背景光线的感知即可控制LED标志灯的闪烁频率，控制和驱动电路简单，实现成本低。

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是本发明实施例LED标志灯的结构示意图一；

图2是本发明实施例LED标志灯的结构示意图二；

图3是本发明较佳实施例LED标志灯的电路图；

图4是本发明另一较佳实施例LED标志灯的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例LED标识灯包括电源10、控制单元20、驱动单元30和LED单元40，其中：

控制单元20包括输入控制端口22、处理单元23、输出控制端口24、查找单元27和程序存储器28，程序存储器28中含有光线变化量与多级闪烁频率对应关系，输入控制端口22连接一感知背景光线的感光器件26，感光器件26将光线变化量转化为电压变化量或电流变化量后反馈至输入控制端口22，查找单元27依据预设光线变化量与闪烁频率的对应关系、根据表征光线变化量的电压变化量或电流变化量从程序存储器28中查找获得相应的闪烁频率；处理单元23将获取的闪烁频率生成PWM驱动信号，并通过输出控制端口24输出至驱动单元30；本发明较佳实施例中通过感光器件26所感知背景光线的变化即可调整LED的闪烁频率。可设置当背景光很暗时，LED每隔一段时间闪烁一次，在背景光较强时，加快闪烁频率。

驱动单元30，与控制单元20的输出控制端口24连接，用于根据输出控制端口24输出的PWM驱动信号驱动LED单元40发光。

如图3所示，本发明较佳实施例LED标识灯中，电源10使用电池BT1实现，控制单元20中感光器件26使用光敏电阻RG1实现，控制单元20中处理单元23采用控制芯片U1实现，控制芯片U1可写入控制程序，控制芯片U1包括8个引脚，其中引脚8与电源正输入端连接，引脚4接地，引脚6为输入控制端口22，与光敏电阻RG1的一端连接，引脚5为开关控制端口21，引脚3为输出控制端24，引脚3与驱动单元30连接。

如图3所示，本发明较佳实施例LED标识灯中，光敏电阻RG1的一端与电源负输入端连接，另一端与控制芯片U1的引脚6连接，光敏电阻RG1另一端与电源正输入端之间还连接有第二上拉电阻R2，光敏电阻RG1随着光强的变化电阻的阻值改变，从而改变电路中的电压，从而改变控制芯片U1的引脚6的输入电压，控制芯片U1对输入电压进行采样，并进行模数转换(A/D)，得到A/D的变化值，依据控制芯片U1中预设的光线变化量与闪烁频率的对应关系、根据表征光线变化量的电压变化量(对应A/D的变化值)查找获得相应的闪烁频率，依据获得的闪烁频率来调整PWM的占空比，从而改变控制芯片U1的引脚3输出的PWM驱动信号，驱动单元30根据PWM驱动信号驱动LED单元40中LED的亮熄。

进一步地，如图2所示，本发明较佳实施例LED标识灯中，控制单元20还包括开关控制端口21，开关控制端口21连接一按压开关25，按压开关25用于开/关控制单元20，在无需使用LED标志灯时，通过操作按压开关25，关闭控制单元20，可以达到省电的目的；按压开关25具体对应图3中的开关K1，其一端与电源负输入端连接，另一端与控制芯片U1的引脚5连接，按压开关K1另一端与电源正输入端之间还连接有第一上拉电阻R1。

进一步地，如图3所示，本发明较佳实施例LED标识灯中，驱动单元30包括第一限流电阻R3、第一下拉电阻R4和三极管Q1，第一限流电阻R3的一端与控制芯片U1的引脚3连接，第一限流电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极和发射极之间连接第一下拉电阻R4，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与LED单元40连接。

LED单元40包括多个并联的发光二极管，如LED1、LED2、LED3……LEDn+1，本发明较佳实施例中发光二极管为红色发光二极管，因为红光的波长较长，在空气中传播的距离较长，且较能引起人的注意，用红色发光二极管作为标识灯的发光体效果较好。发光二极管的阴极均与三极管Q1的集电极连接，发光二极管的阳极连接电源正输入端。

进一步地，为了保证发光二极管发光的稳定，且不受其他高频的干扰，本发明较佳实施例中，如图3所示，在每个发光二极管的阳极与电源正输入端之间均串接有恒流二极管，如恒流二极管ZD1与发光二极管LED1串联，恒流二极管ZD2与发光二极管LED2串联，恒流二极管ZDn+1与发光二极管LEDn+1串联，等等，串接后的恒流二极管和发光二极管再并联在电源正极输入端和三极管Q1的集电极之间。

本发明较佳实施例中，开关K1第一次按压后，红色发光二极管LED1、LED2、LED3……LEDn+1光源闪烁；开关K1第二次按压后，红色发光二极管LED1、LED2、LED3……LEDn+1光源熄灭。

具体实现中，PWM信号中的高低电平控制驱动单元30中三极管Q1的通断，当三极管Q1导通时，LED单元40发光，当三极管Q1截止时，LED单元40熄灭。可设置光敏电阻RG1只改变LED单元40中LED灭的时间，不改变亮的时间，PWM信号的低电平的最长与最短时间之间是线性变化的。在开关K1连通的情况下，当背景光很暗时，红色发光二极管每隔一段时间闪烁一次，如亮0.5秒，灭2.5秒，即红色发光二极管每3秒闪烁一次，在背景光较强时，亮0.5秒，灭0.5秒，即减少灭的时间，加快了闪烁频率。

本发明LED标志灯可作为交通标识灯，具体应用中，在白天可以通过控制开关关闭此标识灯，在夜晚或者光线很暗时，打开标识灯，当远处的对面有车驶来时，光敏电阻RQ1感应到车灯照过来光线时，标识灯的闪烁频率慢慢加快，当车离标识灯越来越近时，闪烁的频率就越来越快，这样就能很好的警示了司机要注意安全，避开障碍物，防止了车祸的发生；同时没有车来时，标识灯更能节能。

在本发明另一较佳实施例中，如图4所示，LED单元40包括串接在电源正输入端和三极管Q1集电极之间的恒流二极管ZD1和发光二极管灯组，采用恒流二极管ZD1保证发光二极管灯组不受其他高频的干扰而正常发光。发光二极管灯组包括多个串联的LED(LED1、LED2、……LEDn)，这里LED同样采用红色发光二极管。电源采用24V的直流电压，为了给控制单元20提供5V的工作电压，在电源正负输入端之间还串接有第二限流电阻R5和稳压二极管D1，使稳压管D1两端之间的电压稳定在5V，以保证处理单元23(例如控制芯片U1)的供电。除上述之外，本实施例与如图2所示的实施例中的其他结构及其功能相同或者相似，在此不再赘述。

本发明LED标识灯的电路简单，容易实现，且实现成本低，同时LED标识灯的显示稳定，不易受外界高频的干扰。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED标识灯，包括电源（10）和LED单元（40），其特征在于，还包括控制单元（20）和驱动单元（30），其中，

所述控制单元（20）包括输入控制端口（22）、处理单元（23）、输出控制端口（24）、查找单元（27）和含有光线变化量与多级闪烁频率对应关系的程序存储器（28），所述输入控制端口（22）连接一感知背景光线的感光器件（26），所述感光器件（26）将光线变化量转化为电压变化量或电流变化量后反馈至所述输入控制端口（22），所述查找单元（27）依据预设光线变化量与闪烁频率的对应关系、根据表征光线变化量的电压变化量或电流变化量查找获得相应的闪烁频率；所述处理单元（23）将获取的闪烁频率生成PWM驱动信号，并通过所述输出控制端口（24）输出至驱动单元（30）；

所述驱动单元（30）与所述控制单元（20）的输出控制端口（24）连接，用于根据所述输出控制端口（24）输出的所述PWM驱动信号驱动所述LED单元（40）发光。

2.根据权利要求1所述的LED标识灯，其特征在于，所述控制单元（20）还包括开关控制端口（21），所述开关控制端口（21）连接一按压开关（25），所述按压开关（25）的一端与电源负输入端连接，所述按压开关（25）的另一端与所述开关控制端口（21）连接，所述按压开关（25）的另一端与电源正输入端之间还连接有第一上拉电阻（R1）。

3.根据权利要求2所述的LED标识灯，其特征在于，所述感光器件（26）为光敏电阻，光敏电阻的一端与电源负输入端连接，光敏电阻的另一端与所述输入控制端口（22）连接，所述光敏电阻的另一端与电源正输入端之间还连接有第二上拉电阻（R2）。

4.根据权利要求3所述的LED标识灯，其特征在于，所述驱动单元（30）包括第一限流电阻（R3）、第一下拉电阻（R4）和三极管（Q1），所述第一限流电阻（R3）的一端与所述控制单元（20）的输出控制端口（24）连接，所述第一限流电阻（R3）的另一端连接所述三极管（Q1）的基极，所述三极管（Q1）的基极和发射极之间连接所述第一下拉电阻（R4），所述三极管（Q1）的发射极接地，所述三极管（Q1）的集电极与所述LED单元（40）连接。

5.根据权利要求4所述的LED标识灯，其特征在于，所述LED单元（40）包括多个并联的发光二极管，所述发光二极管的阴极均与所述三极管（Q1）的集电极连接，所述发光二极管的阳极连接所述电源正输入端。

6.根据权利要求5所述的LED标识灯，其特征在于，在每个所述发光二极管的正极与所述电源正输入端之间均串接有恒流二极管。

7.根据权利要求4所述的LED标识灯，其特征在于，所述LED单元（40）包括串接在所述电源正输入端和所述三极管（Q1）集电极之间的恒流二极管和发光二极管灯组，所述发光二极管灯组包括多个串联的发光二极管。

8.根据权利要求7所述的LED标识灯，其特征在于，在电源正负输入端之间还串接有第二限流电阻（R5）和稳压二极管（D1），所述稳压二极管（D1）用于给所述控制单元（20）供电。

9.根据权利要求5或7所述的LED标识灯，其特征在于，所述发光二极管为红色发光二极管。

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