CN103517498A - Led手电筒智能温控调光控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种LED手电筒温控调光控制电路，包括：用于给LED供电的电池供电电路，用于给LED提供直流电流的调光电路，用于产生所述调光电路的脉冲驱动信号，并根据LED的温度改变所述脉冲驱动信号的占空比从而控制所述直流电流大小以实现温控目的的控制电路。本发明以LED的温度作为反馈信号控制流过LED的直流电流的大小，从而将LED的温度控制在设定范围内，延长了LED的使用寿命，方便了用户使用。

Description

LED手电筒智能温控调光控制电路

技术领域

本发明涉及一种控制电器，具体涉及一种LED手电筒智能温控调光控制电路。

背景技术

LED(发光二极管)手电筒是以LED为光源的一种手电筒，LED因其具有亮度高、寿命长、可调光等优点而受到越来越多用户的欢迎。LED的调光是通过改变流过LED的电流来实现的。在强光条件下流过LED的电流大，LED发出的热量高，无法通过自然通风来快速散热，因此工作在强光条件下LED手电筒容易出现发热的现象。这就会造成LED使用寿命缩短，且由于手电筒发热而让用户握着感觉不舒服的问题。

发明内容

针对现在技术存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种LED手电筒智能温控调光控制电路，能根据LED手电筒的温度自动调节流过LED的电流从而实现智能温控调光的目的，使LED手电筒的温度维持在正常范围内。

本发明解决上述技术问题的LED手电筒智能温控调光控制电路包括：

用于给发光二极管供电的电池供电电路；用于给发光二极管提供直流电流的调光电路；用于产生上述调光电路的脉冲驱动信号，并根据发光二极管的温度改变脉冲驱动信号的占空比从而控制上述直流电流大小以实现温控目的的控制电路。

可选择地，上述电池供电电路中电池为可充电电池，电池的正极和负极分别串接防反接二极管D1和D2。电池正极和负极之间并联有一滤波电容CT1。电池正极输出通过电感L1和电容CT2滤波后作为供电电源VCC给电路中控制芯片U1、温度采样电路和其它需要供电的部件供电。

上述调光电路包括开关管Q1和恒流芯片U2，所述开关管Q1串联连接在电池供电电路正极输出端和发光二极管D3阳极之间。可选择地，开关管Q1的驱动电路可以通过电阻R1和电阻R2实现，具体为电阻R1接在开关管Q1栅极和源极之间，电阻R2串联在开关管Q1栅极和脉冲驱动信号输出引脚之间。恒流芯片U2的LED引脚电连接到发光二极管D3阴极，恒流芯片U2的接地引脚接地，恒流芯片U2的电源输入引脚电连接到所述发光二极管D3阳极。可选择地，可以在恒流芯片U2的电源输入引脚和接地引脚之间并联滤波电容C1。

上述控制电路包括温度采样电路和控制芯片U1，温度采样电路采样发光二极管的温度并将发光二极管的温度转换为相应的电压信号，上述电压信号发送到控制芯片U1的信号采集引脚。控制芯片U1内部固化的程序根据与发光二极管的温度相应的电压信号判断是否改变脉冲驱动信号的占空比，上述脉冲驱动信号通过控制芯片U1的输出引脚发出，并用于驱动开关管Q1。

可选择地，上述温度采样电路由温度传感器U4和电阻R6实现，温度传感器U4的第3引脚电连接到供电电源VCC，温度传感器U4的第1引脚电连接到控制芯片U1的信号采集引脚，电阻R6连接在温度传感器U4的第1引脚和第3引脚之间。

可选择地，上述控制电路还包括：按键电路和2.5V基准电压生成电路。

按键电路包括：电阻R4，电阻R3和按键SW。电阻R4，电阻R3和按键SW依次串联在供电电源VCC和接地端之间，电阻R4和电阻R3的连接点电连接到控制芯片U1的输入引脚。

2.5V基准电压生成电路包括：三端可编程并联稳压二极管U3、电阻R5和电容C2，电阻R5连接所述控制芯片U1的输出引脚和所述三端可编程并联稳压二极管U3阴极，电容并联连接在三端可编程并联稳压二极管U3阳极和阴极之间，三端可编程并联稳压二极管U3参考端引脚和阴极连接在一起用于输出2.5V基准电压。2.5V基准电压电连接到控制芯片U1的模数转换参考电压引脚。

本发明提供的LED手电筒智能温控调光控制电路通过温度采样电路采样LED的温度并将温度信息发送给控制芯片，控制芯片判断当前温度是否大于设定的温度，如果大于设定温度则改变脉冲驱动信号的占空比，从而将流过LED的电流调小，使LED的温度下降下来，当温度下降到某一值时控制芯片又调节脉冲驱动信号的占空比将流过LED的电流调大，增强其亮度。用温度信息作为反馈信号用于调节脉冲驱动信号的占空比可以实现将LED的温度限定在设定的范围内的目的，从而延长LED的寿命，减少了成本，且方便了用户的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种LED手电筒智能温控调光控制电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的LED手电筒智能温控调光控制电路包括：

用于给发光二极管供电的电池供电电路；用于给发光二极管提供直流电流的调光电路；用于产生所述调光电路的脉冲驱动信号，并根据发光二极管的温度改变所述脉冲驱动信号的占空比从而控制所述直流电流大小以实现温控目的的控制电路。

上述电池供电电路中电池为可充电电池，为了防止充电时用户将充电器接反造成电池爆炸或是损伤电池，在电池的正极和负极分别串接防反接二极管D1和D2。为了得到更稳定的电压，在电池正极和负极之间并联一滤波电容CT1。由于电池是手电筒中唯一的电源，电路中的芯片和其它的部件都需要由电池直接或间接的供电，而芯片对电源的质量要求比较高，因此电池电压经过电感L1和电容CT2滤波后作为较高质量的供电电源VCC给电路中控制芯片U1、温度采样电路和其它需要供电的部件供电。

上述调光电路包括开关管Q1和恒流芯片U2。本实施例中开关管Q1选用P沟道MOS管。开关管Q1的源极电连接到电池供电电路正极，开关管Q1的漏极电连接到发光二极管D3阳极。开关管Q1的驱动电路由电阻R1和电阻R2实现，具体为电阻R1接在开关管Q1栅极和源极之间，电阻R2串联在开关管Q1栅极和脉冲驱动信号输出引脚之间。上述开关管也可以为N沟道MOS管或其它全控型开关器件，具体的电路连接图依据具体选用的管子而做相应调整，这里不再一一赘述。

本实施例恒流芯片U2选用恒流驱动器QX7135，恒流芯片U2也可以选用或其它具有相同功能的芯片，这里不一一赘述。QX7135的LED引脚电连接到发光二极管D3阴极，QX7135的接地引脚接地，QX7135的电源输入引脚电连接到发光二极管D3的阳极。为了提高电路的性能可以在恒流芯片U2的电源输入引脚和接地引脚之间并联滤波电容C1。

上述控制电路包括控制芯片U1和温度采样电路。控制芯片可以由单片机实现，本实施例选用HT66F03C，单片机也可以是其它资源能满足本实施例应用的其它型号单片机。温度采样电路由温度传感器DS18B20和电阻R6实现，DS18B20采样温度值并转换成相应电压信号输出，DS18B20的第3引脚为供电引脚，电连接到供电电源VCC，DS18B20的第1引脚为输出引脚，电连接到HT66F03C的模数转换模块的模拟信号输入引脚（引脚5），电阻R6连接在温度传感器U4的第1引脚和第3引脚之间。DS18B20的第2引脚为接地引脚，连接到地。

HT66F03C模数转换模块将上述电压信号转换成对应的数值，HT66F03C内部程序将该数值换算成对应的温度值，并根据该温度值判断是否改变脉冲驱动信号的占空比。HT66F03C第3引脚用于输出脉冲驱动信号，所述脉冲驱动信号用于驱动开关管Q1。

控制电路还包括按键电路，包括：电阻R4，电阻R3和按键SW。电阻R4，电阻R3和按键SW依次串联在供电电源VCC和接地端之间，电阻R4和电阻R3的连接点电连接到HT66F03C的第4脚（通用I/O口），通常状态下HT66F03C的第4脚为高电平，当按键按下时HT66F03C的第4脚出现低电平，HT66F03C通过扫描方式能检测到该按键动作。为实现人性化设计，用户按下按键时单片机可以通过软件实现这样功能：当用户第一次按下时亮弱光，第二次按下时亮强光，第三次按下时爆闪，第四次按下时关断，循环切换。上述功能可以通过改变脉冲驱动信号的占空比和输出/关闭脉冲驱动信号来实现。

HT66F03C的模数转换模块需要有一精准的参考电压，本实施例通过2.5V基准电压生成电路实现。2.5V基准电压生成电路包括：三端可编程并联稳压二极管TL431、电阻R5和电容C2。电阻R5连接HT66F03C的第2脚（通用I/O口）和TL431的阴极，电容并联连接在TL431的阳极和阴极之间，TL431的参考端引脚和阴极连接在一起用于输出2.5V基准电压。2.5V基准电压电连接到HT66F03C的模数转换参考电压引脚（引脚6）。

脉冲驱动信号控制开关管Q1的开通和判断，Q1开通时D3阳极电压为电池电压，Q1关断时D3阳极电压为零，因此D3阳极的电压为与脉冲驱动信号频率、占空比均相同的脉冲状电压。因此D3阳极电压的平均值与脉冲驱动信号的占空比成正比，通过改变占空比可以改变输入到D3阳极的电压的平均值，从而改变恒流芯片U2的电流大小，达到调光的目的。

本实施例实现温控调光的过程为：当LED手电筒工作在弱光或强光模式时HT66F03C的模拟数字转换模块定时将DS18B20送来的与LED温度相应电压信号转换相应的温度，HT66F03C内部程序判断当前温度是否大于设定的温度，如果大于设定温度则减小脉冲驱动信号的占空比。从而将流过LED的电流调小，使LED的温度下降下来，当温度下降到某一值时控制芯片又增大脉冲驱动信号的占空比将流过LED的电流调大，增强其亮度。当LED手电筒工作在爆闪模式时，HT66F03C内部程序控制脉冲驱动信号按爆闪的频率输出和关闭，调温过程与工作在弱光、强光模式时相同。当LED手电筒关闭时HT66F03C内部程序关闭脉冲驱动信号。

作为扩展，本实施例单片机第7引脚用于检测电池电压Vbat，当检测到电压电压低时用于关闭脉冲驱动信号，停止LED手电筒工作，防止因过度放电而损伤电池。

采用本发明的LED手电筒智能温控电路，能实现将LED的温度限定在设定的范围内的目的，从而延长LED的寿命，减少了成本，且方便了用户的使用。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种LED手电筒智能温控调光控制电路，其特征在于，包括：用于给发光二极管供电的电池供电电路；用于给发光二极管提供直流电流的调光电路；用于产生所述调光电路的脉冲驱动信号，并根据发光二极管的温度改变所述脉冲驱动信号的占空比从而控制所述直流电流大小以实现温控目的的控制电路；

所述调光电路包括开关管Q1、恒流芯片U2和发光二极管D3；所述开关管Q1串联连接在所述电池供电电路正极输出端和所述发光二极管D3阳极之间；所述恒流芯片U2的LED引脚电连接到所述发光二极管D3阴极，所述恒流芯片U2的接地引脚接地，所述恒流芯片U2的电源输入引脚电连接到所述发光二极管D3阳极；

所述控制电路包括温度采样电路和控制芯片U1；所述温度采样电路采样所述发光二极管D3的温度并将所述发光二极管D3的温度转换为相应的电压信号，所述电压信号发送到所述控制芯片U1的信号采集引脚；所述控制芯片U1内部固化的程序根据与所述发光二极管D3的温度相应的所述电压信号判断是否改变脉冲驱动信号的占空比，所述脉冲驱动信号通过所述控制芯片U1的输出引脚发出，并用于驱动开关管Q1。

2.根据权利要求1所述LED手电筒智能温控调光控制电路，其特征在于，所述电池供电电路中电池为充电电池，电池的正极和负极分别串接防反接二极管D1和D2；电池正极和负极之间并联有一滤波电容CT1；电池输出的电压通过电感L1和电容CT2滤波后作为供电电源VCC给电路中控制芯片U1、温度采样电路供电。

3.根据权利要求1所述LED手电筒智能温控调光控制电路，其特征在于，所述调光电路中开关管Q1的驱动电路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1接在所述开关管Q1栅极和源极之间，所述脉冲驱动信号通过电阻R2送到所述开关管Q1栅极；所述恒流芯片U2的电源输入引脚和接地引脚之间并联滤波电容C1。

4.根据权利要求1所述LED手电筒智能温控调光控制电路，其特征在于，所述温度采样电路包括温度传感器U4和电阻R6，温度传感器U4的第3引脚电连接到所述供电电源VCC，温度传感器U4的第1引脚电连接到所述控制芯片U1的信号采集引脚，电阻R6连接在所述温度传感器U4的第1引脚和第3引脚之间。

5.根据权利要求1至4任一一项所述的智能温控调光手电筒控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：按键电路和2.5V基准电压生成电路；

所述按键电路包括：电阻R4，电阻R3和按键SW；电阻R4，电阻R3和按键SW依次串联在所述供电电源VCC和接地端之间，电阻R4和电阻R3的连接点电连接到控制芯片U1的输入引脚；所述2.5V基准电压生成电路包括：三端可编程并联稳压二极管U3、电阻R5和电容C2，电阻R5连接所述控制芯片U1的输出引脚和所述三端可编程并联稳压二极管U3阴极，电容并联连接在所述三端可编程并联稳压二极管U3阳极和阴极之间，所述三端可编程并联稳压二极管U3参考端引脚和阴极连接在一起用于输出2.5V基准电压；所述2.5V基准电压电连接到所述控制芯片U1的模数转换参考电压引脚。

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