CN103209524A - 一种led灯照明管理装置 - Google Patents
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Abstract
一种LED灯照明管理装置，包括处理模块和电源切换模块，所述处理模块与所述电源切换模块相连，所述电源切换模块用于控制切换外接电源和电池作为输入电源，还包括与所述处理模块相连的电源监测电路，所述电源监测电路用于监测外接电源的开关情况，当监测到外接电源一次开通到关断的时间小于预设的短暂时间时，通知所述处理模块，所述处理模块控制所述电源切换模块彻底关闭LED灯的电源。该装置能节省元器件，降低开发、生产、售后成本，并为用户的操作带来很大的方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯照明管理装置。
背景技术
在LED智能照明领域，采用锂电池充电管理芯片、DCDC升压管理芯片、MCU等其他元器件的方案得到普遍应用。然而，传统方案需要搜集不同功能的芯片，通过电子线路、元件将分立的模块与MCU组合在一起才能实现较完整的LED灯的照明管理功能，电子产品开发人员在开发此类产品时必须要经过大量元器件的选型、MCU程序的繁琐调试，造成开发周期比较漫长，同时元器件成本、生产成本、售后成本过高。现有的LED灯照明管理装置同时具有普通照明功能和应急灯功能，因此支持市电供电和电池供电两种模式，市电供电由单独的墙壁开关进行控制，当LED灯照明管理装置没有市电时不知道是市电停电了还是用户关闭了墙壁开关，只能以市电停电了处理，即将锂电池升压后作为LED灯的照明电源，因为真正市电停电后需要来这样处理。此时想关闭LED照明灯必须通过遥控器来控制。但实际使用时，遥控器可能一时难以找到，若总是需要先寻找到遥控器才能关闭LED灯，对用户来说并不方便。为了达到这个目的，常规的方法是增加一个专门用来控制电池供电的开关，但是，这种方式增加了产品的成本，电路的结构也更为复杂，为了让用户好操作，可能还需要将此开关像市电开关那样设置在墙壁上，布线更多，而且，由此还会带来此开关与市电开关容易被用户混淆的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能的LED灯照明管理装置，能节省元器件，降低开发、生产、售后成本，并为用户的操作带来很大的方便。
实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种LED灯照明管理装置，包括处理模块和电源切换模块，所述处理模块与所述电源切换模块相连，所述电源切换模块用于控制切换外接电源和电池作为输入电源，还包括与所述处理模块相连的电源监测电路，所述电源监测电路用于监测外接电源的开关情况，当监测到外接电源一次开通到关断的时间小于预设的短暂时间时，通知所述处理模块，所述处理模块控制所述电源切换模块彻底关闭LED灯的电源。
可进一步采用以下一些技术方案：
所述预设的短暂时间为2秒。
所述装置还包括LED功率控制输出电路、电池充电管理模块和DCDC升压管理模块，所述处理模块分别与所述LED功率控制输出电路、所述电池充电管理模块和所述DCDC升压管理模块相连，所述LED功率控制输出电路用于输出不同占空比的PWM波形以控制LED灯的照明功率，所述电池充电管理模块包括与所述处理模块相连的电池电压反馈电路、充电电流反馈电路和充电PWM输出电路，所述电池电压反馈电路用于共同完成充电电流的反馈，所述充电PWM输出电路用于通过调整占空比以控制电池充电电流，所述DCDC升压管理模块包括与所述处理模块相连的升压PWM输出电路和升压反馈电路，所述升压PWM输出电通过输出PWM信号来控制升压，升压反馈电路将升压后的电压反馈到所述处理模块，以调节升压PWM输出电路输出的占空比使升压后电压稳定在所需的电压上。
所述装置还包括与所述处理模块相连的上电复位电路, 所述上电复位电路用于在上电时进行所述LED灯照明管理装置的全局复位动作。
所述装置还包括与所述处理模块相连的振荡电路，所述振荡电路用于提供时钟参考。
所述装置还包括与所述处理模块相连的光控信号分析电路，所述光控信号分析电路用于对外部光敏器件送来的信号进行分析处理，判断外部环境的光线强度，生成光控数据。
所述装置还包括与所述处理模块相连的音频信号分析电路，所述音频信号分析电路用于将外部咪头送来的音频信号进行分析处理，生成声控数据。
所述装置还包括与所述处理模块相连的红外解码电路，所述红外解码电路将外部红外接收器送来的信号进行分析处理，生成遥控数据。
所述处理模块包括ADC及逻辑运算电路。
所述装置集成建立在一个集成电路上。
所述电池可以是锂电池，电池充电管理模块为锂电池充电管理模块。
本发明的有益技术效果：
本发明的LED灯照明管理装置自身集成多种照明管理功能，能够大量节省传统的分立器件+MCU的方案所需的元器件，大幅度降低产品的开发、生产、售后成本，与传统方案相比，在实现较多功能的同时也能获得更稳定的性能。在优选的实施方案下，该LED灯照明管理装置集电池充电管理、DCDC升压管理、光控、声控、遥控等模块为一体，不仅功能强大，同时具有高度智能性和易用性，为用户的使用带来极大的便利。通过电源监测电路监测外接电源的开关情况，当监测到外接电源一次开通到关断的时间小于预设的短暂时间例如2秒时，使电源切换模块停止将电池作为可供切换使用的输入电源，彻底断电，这样，用户只需要对外接电源（如市电）进行一次开关，即可使电池停止工作，从而不需要借助遥控器，这在许多情况下能够为用户提供方便。因为也不要专门为此设置控制电池的开关，节约了成本，还能避免用户因有多个开关而易产生操作上的混淆。另外，用户一次开关操作就能同时完成外接电源和电池的关断，巧妙而简便。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2是本发明一种实施例的外接电源信号监控示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1，在一些实施例里，LED灯照明管理装置包括处理模块、电源切换模块和电源监测电路，所述处理模块分别与所述电源切换模块及电源监测电路相连，所述电源切换模块用于控制切换外接电源和电池作为输入电源，所述电源监测电路用于监测外接电源的开关情况，特别是每次开关的时间，当监测到外接电源一次开通到关断的时间小于预设的短暂时间时，通知所述处理模块，所述处理模块控制所述电源切换模块彻底关闭LED灯的电源，而不是将输入电源切换为电池。
预设的短暂时间可以是数秒钟，例如2秒。如图2所示，电源监测电路监测到外接电源V的一次开通到关断的时间小于2秒，处理模块获此信息后，控制所述电源切换模块停止将电池作为可供切换使用的输入电源。这种方式实现了不通过遥控器也可以关灯的特殊控制。
如图1所示，优选地， 处理模块包括ADC及逻辑运算电路，LED灯照明管理装置包括ADC及逻辑运算电路、LED功率控制输出电路、电池充电管理模块和DCDC升压管理模块，所述ADC及逻辑运算电路分别与所述LED功率控制输出电路、所述电池充电管理模块和所述DCDC升压管理模块相连，所述LED功率控制输出电路用于输出不同占空比的PWM波形以控制LED灯的照明功率，所述电池充电管理模块包括与所述ADC及逻辑运算电路相连的电池电压反馈电路、充电电流反馈电路和充电PWM输出电路，所述电池电压反馈电路用于共同完成充电电流的反馈，所述充电PWM输出电路用于通过调整占空比以控制电池充电电流，所述DCDC升压管理模块包括与所述ADC及逻辑运算电路相连的升压PWM输出电路和升压反馈电路，所述升压PWM输出电通过输出PWM信号来控制升压，升压反馈电路将升压后的电压反馈到所述ADC及逻辑运算电路，以调节升压PWM输出电路输出的占空比使升压后电压稳定在所需的电压上。
优选地，所述电源监测电路对电源的开关次数及时间进行逻辑判断，实现电源开关的特殊控制。电源监测电路与IC的VCC相连，时刻监测电源的开关时间和次数，并分析用户的开关意图，将分析结果送给ADC及逻辑运算电路，作为LED灯开关控制的参考。
该照明管理装置可以控制LED灯照明的功率。通过LED功率控制输出电路输出不同占空比的PWM波形，来控制LED灯的照明功率。LED功率控制输出电路输出PWM波形配合调光芯片，可实现LED灯的亮灭和灰度控制。
在典型的实施例里，LED灯使用锂电池，电池充电管理模块相应为锂电池充电管理模块。
在一些实施例里，为了满足锂电池供电的应用环境，该照明管理装置集成了完整的锂电池充电管理模块、DCDC升压管理模块和电源切换模块。
锂电池充电管理模块包括电池电压反馈电路、充电电流反馈电路和充电PWM输出电路。电池电压反馈电路采样电路电池电压送给ADC及逻辑运算电路得到电池电压，得到电池电后即刻决定电池的充电模式。通过充电PWM输出电路即可对电池进行降压充电，同时电池电压反馈电路和充电电流反馈电路共同完成充电电流的反馈，这样充电PWM输出电路通过调整占空比可精确控制电池充电电流，进而精确控制锂电池的整个充电过程。
锂电池充电管理模块采用PWM降压管理与电压、电流反馈相结合对锂电池进行充电管理，PWM占空比的微调步进可为1/512，可使充电电流波动控制在5mA以内，电池充饱率98%以上。
DCDC升压管理电路包括升压PWM输出电路和升压反馈电路。通过升压PWM输出电路输出PWM来控制外置N MOSFET，来实现DCDC升压电路的控制。升压反馈电路将升压后的电压经分压后反馈到ADC及逻辑运算电路，得到升压后的电压，同时调节升压PWM输出电路输出的占空比使升压后电压稳定在所需的电压上，实现完整的DCDC升压管理。
DCDC升压管理模块采用PWM升压管理与电压反馈相结合，PWM占空比的微调步进可为1/128，升压效率达到80%以上。
为了保护锂电池该电路集成了电池过流和欠压保护功能，在电池放电升压时设置PWM占空比最大上限，防止电池放电电流过大，损坏电池。当电池电压低于3V后停止升压放电，保护电池。
如图1所示，在优选的实施例里，LED灯照明管理装置还可以进一步包括上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、光控信号分析电路、音频信号分析电路、红外遥控解码电路以及双电源切换电路，以实现光控、声控、红外遥控、电源开关控制为一体的LED灯照明控制。
优选地，所述LED灯照明管理装置在一个集成电路上实现，此时该装置实际上为一个LED灯照明管理集成电路。
电源切换模块可用于实现双电源的输入，内部自动切换电源，无需外围器件切换。
所述光控信号分析电路对外部光敏器件输送来的信号进行分析处理，通过采样输入信号与内置基准电压进行比较，判断环境光线强度，并将结果送给ADC及逻辑运算电路，作为LED灯功率输出的参考，实现LED灯功率输出的光控。
所述音频分析电路将咪头送过来的音频信号进行放大分析，增益倍数可通过寄存器设置进行调整，放大后的音频信号作为声控触发信号送给ADC及逻辑运算电路，作为LED灯功率输出的参考，实现LED灯功率输出的声控。
所述红外遥控解码电路将红外接收器送来的信号进行分析处理，识别红外接收器发送的数据，得到遥控命令，作为LED灯功率输出的参考，实现遥控。
所述上电复位电路可在上电时进行所述LED灯照明管理装置的全局复位动作。
所述振荡电路为ADC及逻辑运算电路、LED功率控制输出电路、电池充电管理模块、DCDC升压管理电路、光控信号分析电路、音频信号分析电路、红外遥控解码电路、电源监测电路、双电源切换电路提供时钟参考以实现高精度的逻辑控制。
所述AD及逻辑运算电路完成各个模块的信号采集及逻辑运算任务，通过LED功率控制输出电路输出各种占空比的PWM，实现LED灯功率的最终控制。
所述上电复位电路、振荡电路、ADC及逻辑运算电路、LED功率控制输出电路、锂电池充电管理模块、DCDC升压管理电路、光控信号分析电路、音频信号分析电路、红外遥控解码电路、电源监测电路、双电源切换电路均可根据经典电路结合实际需要而设计。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED灯照明管理装置，包括处理模块和电源切换模块，所述处理模块与所述电源切换模块相连，所述电源切换模块用于控制切换外接电源和电池作为输入电源，所述其特征在于, 还包括与所述处理模块相连的电源监测电路，所述电源监测电路用于监测外接电源的开关情况，当监测到外接电源一次开通到关断的时间小于预设的短暂时间时，通知所述处理模块，所述处理模块控制所述电源切换模块彻底关闭LED灯的电源。
2.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，所述其特征在于,所述预设的短暂时间为2秒。
3.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，其特征在于,还包括LED功率控制输出电路、电池充电管理模块和DCDC升压管理模块，所述处理模块分别与所述LED功率控制输出电路、所述电池充电管理模块和所述DCDC升压管理模块相连，所述LED功率控制输出电路用于输出不同占空比的PWM波形以控制LED灯的照明功率，所述电池充电管理模块包括与所述处理模块相连的电池电压反馈电路、充电电流反馈电路和充电PWM输出电路，所述电池电压反馈电路用于共同完成充电电流的反馈，所述充电PWM输出电路用于通过调整占空比以控制电池充电电流，所述DCDC升压管理模块包括与所述处理模块相连的升压PWM输出电路和升压反馈电路，所述升压PWM输出电通过输出PWM信号来控制升压，升压反馈电路将升压后的电压反馈到所述处理模块，以调节升压PWM输出电路输出的占空比使升压后电压稳定在所需的电压上。
4.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，其特征在于, 还包括与所述处理模块相连的上电复位电路, 所述上电复位电路用于在上电时进行所述LED灯照明管理装置的全局复位动作。
5.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，其特征在于, 还包括与所述处理模块相连的振荡电路，所述振荡电路用于提供时钟参考。
6.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，其特征在于, 还包括与所述处理模块相连的光控信号分析电路，所述光控信号分析电路用于对外部光敏器件送来的信号进行分析处理，判断外部环境的光线强度，生成光控数据。
7.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，其特征在于, 还包括与所述处理模块相连的音频信号分析电路，所述音频信号分析电路用于将外部咪头送来的音频信号进行分析处理，生成声控数据。
8.如权利要求1所述的LED灯照明管理装置，其特征在于, 还包括与所述处理模块相连的红外解码电路，所述红外解码电路将外部红外接收器送来的信号进行分析处理，生成遥控数据。
9.如权利要求1至8任一项所述的LED灯照明管理装置，所述处理模块包括ADC及逻辑运算电路。
10.如权利要求1至9任一项所述的LED灯照明管理装置，其特征在于,所述装置集成建立在一个集成电路上。
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