CN104378868A - 一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法 - Google Patents

一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104378868A
CN104378868A CN201310357470.9A CN201310357470A CN104378868A CN 104378868 A CN104378868 A CN 104378868A CN 201310357470 A CN201310357470 A CN 201310357470A CN 104378868 A CN104378868 A CN 104378868A
Authority
CN
China
Prior art keywords
duty ratio
chip microcomputer
diode
electric capacity
led
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310357470.9A
Other languages
English (en)
Inventor
宋丹枫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EVERMORE ENTERPRISE (ZHEJIANG) Ltd
Original Assignee
EVERMORE ENTERPRISE (ZHEJIANG) Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EVERMORE ENTERPRISE (ZHEJIANG) Ltd filed Critical EVERMORE ENTERPRISE (ZHEJIANG) Ltd
Priority to CN201310357470.9A priority Critical patent/CN104378868A/zh
Publication of CN104378868A publication Critical patent/CN104378868A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高LED灯中电池组寿命的系统和方法，包括电池盒控制器和LED灯组，电池盒控制器包括有：直流电源BT，轻触开关S，单片机IC，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路，在控制器不断电的情况下，程序设定随着时间改变自动增加占空比。通过DC-DC升压电路给系统提供足够的电压，通过占空比增加，保证了随时间改变，电池电压不足时，供电输出电量基本不变。采用本系统和方法能够取得很好的节能效果。

Description

一种提高LED灯中电池组寿命的系统和方法
技术领域
本发明涉及节能领域，具体涉及通过单片机控制达到节能目的的电池组节能系统以及通过该系统实现的节能方法。
技术背景
在我国大力倡导节能环保的今天，有一份的节能就是有一份的贡献，智能控制领域，虽然整体一个系统耗电量不是很多，但是，当大范围的应用中就会有比较显著地节电效果和节能意义，当我们在街道上看到如LED组成的霓虹灯工作时，会有很强的增加视觉的效果，但是现有LED供电设计中对于LED灯组较多时，为了保证LED供电电压和电流和保护LED正常工作，采用的主要方式是：增加电源电压，同时在LED灯组串联限流电阻，这种方式可以保证LED正常工作，但是串联限流电阻必然带来限流电阻的能耗，减少电池使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提高输出电压，以达到LED的工作电压，减少限流电阻的无用功消耗，以及通过软件编程在单片机上实现，随时间改变增加占空比，减少电量供应，从而降低能耗，节约电池的使用时间。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种提高LED灯中电池组寿命的系统，包括电池盒控制器和LED灯组，其特征在于：电池盒控制器包括有：直流电源BT，轻触开关S，单片机IC，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路，直流电源BT，单片机IC分别与直流电源，轻触开关S，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路相连接。
其中单片机连接有外部晶振电路能够提供较高频率方波和较为稳定的工作状态，单片机内部集成有定时器和分频器，可以通过扫描溢出，来精确任意设定控制器的开启和关闭时间，单片机ROM中可以写入客户需要的各种闪烁机码，设置轻触开关，通过闭合时的单片机输入出口的电平变化，开启控制器，顺序转换多种灯跳模式，长按（大于3秒）可以关闭控制器，由于3节AA电池的工作范围在4.5V-2.7V之间，电池使用的早期，由于电池电压比较高，经过DC-DC转换输出的电压也比较高，LED灯串就比较明亮，随着电池电压的降低，LED就会明显变暗，为了解决这个问题，在控制器不断电的情况下，程序设定了随着时间改变自动增加占空比的功能，确保LED亮度基本不变。由于采用的3节AA电池，所以输出电压只有4.5V,为了点亮正常工作电压3V左右的绿蓝LED,需要将若干个LED并联，为了达到设计电流，往往还要串联电阻，在电阻上浪费了能量。单片机输出可变化占空比的150KHZ的方波，配合外围电阻电容二极管三极管，就能得到升高的电压，确保不用串联电阻就能输出合适的电压供给LED工作，避免了电能的浪费。
优选地，DC-DC升压电路由两个电阻R3、R4，两个电容C4、C5，色环带磁芯电感L1，开关二极管D2，开关三极管Q1连接组成，连接方式为：单片机输出端口依次串联连接电阻R3，R4后接地，单片机输出端口连接电容C4的一个极板，另一块极板连接到三极管的基极，R3和R4之间并接一根导线到三极管基极，三极管发射极接地线，直流电源连接电感L1，电感L1另一端连接三极管Q1集电极、二极管D2正极，二极管负极与地线之间连接电容C5。
优选地，限流滤波防反接供电回路由二极管D1，电阻R2和电容C3连接组成，连接方式为：二极管D1正极连接直流电源正极，二极管D1负极通过电阻R2连接到单片机端口，二极管负极通过电容C3后接地。
优选地，以上所述电阻采用碳膜电阻，所述电容采用瓷片电容。
采用上述系统，会出现这样一个现象，就是电池使用的早期，由于电池电压比较高，经过DC-DC转换输出的电压比较高，LED灯组比较明亮，随着电池电压的降低，LED就会明显变暗。
为了解决上述技术问题，本发明采用软件程序解决方法是：一种提高LED灯中电池组寿命的方法，在控制器不断电的情况下，程序设定随着时间改变自动增加占空比。
优选地，当按键按下时，关闭方波输出，计时清零，计数器清零，从新计时累加记数。
通过占空比增加，保证了随时间改变，电池电压不足时，供电输出电量基本不变，这样就能够确保LED亮度基本不变，增加了LED输出的亮度的稳定性。
优选地，单片机输出可变化占空比的150KHZ的方波，变化的速率小于5毫秒。
优选地，单片机输出的矩形波占空比数值变化范围在0-75%之间。
优选地，低占空比、中占空比、高占空比的数值分别为42%、46%和50%。
采用本发明方法能够达到的有益效果是：在电池电量充足时间段，提供较低占空比的电压，能够满足灯组的亮度需求，当随着电池电量不足时，单片机控制输出电压占空比增加满足供电需求，这样有一段时间流过LED的电流很小，或者为零，等于关闭了电源，由于电压变化非常快，大于人的视觉停留时间，因此人眼感觉不到LED变暗或者不亮，达到了节能的效果。
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明的电路连接图
图2是DC-DC等效升压电路图
图3是本发明方法的单片机上电工作流程图
具体实施方式
如图1所示的电路连接图，包括电池盒控制器1和LED灯组2，电池可控制器1由单片机连接由电容C1、C2，晶振Y组成的晶振电路模块，直流电源BT，由轻触S和电阻R1组成的按键模块，由电阻R2、电容C3和二极管D1组成的限流滤波防反接供电电路，由电阻R3、R4，电容C4、C5，三极管Q1，二极管D2和色环带磁芯电感组成的DC-DC升压电路。
如图2所示的等效DC-DC升压电路，输入一个较低的直流电压，通过一部分时间的开关S闭合，向电感L在充电，然后再断开开关S，输出电压就是UI+UL，输出电压大于输入电压，实现了生压。
在图1实际使用的线路中，图2中的开关换成了开关三极管，利用单片机输出的具有一定频率具有一定占空比的高频矩形波，控制三极管的饱和导通和截止，Uo=Ui/1-D,(D是占空比。实际应用中，在4节电池6V供电的情况下，将输出电压升高到24V,就需要单片机输出占空比为75%的矩形波，如单片机程序控制的方波输出是在0-75%之间变化的，变化的速率小于5毫秒，输出的电压在6V-24V之间变化，这样有一段时间输出电压低于灯串LED的工作电压，这段时间所产生的电流很小，或者根本没有电流，这样等于短时间关闭了电源，但由于电压变化非常快，变化速率大于人眼的视觉停留时间，因此人眼感觉不到LED变暗或者不亮，达到了节能的效果。
单片机中软件具体实施方式如图3所示，包括计时工作时间6小时模块，断电时间模块18小时，共计24小时。计时工作时间模块，单片机上电工作后，计数器清零，计时开始；单片机输出可变化占空比的150KHZ的方波，变化的速率小于5毫秒，单片机输出的矩形波占空比数值变化范围在0-75%之间，低占空比、中占空比、高占空比的数值分别为42%、46%和50%，当计数器数值为0-9：输出低占空比方波，当计数器数值为10-19：输出中占空比方波，当计数器数值为>20或=20：输出高占空比方波；在控制器不断电情况下，计时累加，并判断是否按键按下，若是，则关闭方波输出，再次判断是否按键按下，若是，则计时器清零，计时清零，从新开始计时；若没有按键按下，判断持续工作时间是否超过6小时，若没有超过6小时，则持续累加计时；若超过6小时，则关闭方波输出，LED灯关闭，进入断电时间模块；计时清零，从新计时累加，在此阶段单片机控制没有电压输出；判断按键是否按下，若按键按下，则进入计时工作时间模块，点亮LED灯；判断时间是否超过18小时，若超过18小时，计时清零，计数器清零，转到计时工作时间模块，若小于18小时，则持续累加计时。
上电工作后，计数器清零，计时开始，6小时开，18小时关（开关时间可由程序随意设定），终而复始，不停循环工作，通过单片机控制实现智能控制LED灯在一定的时间范围内工作，避免了因工作时间较长带来的能量浪费。
本发明取得的有益效果是：利用人眼的视觉停留时间，减少LED灯的实际工作时间，达到节流的的目的，并且不影响LED灯的整体视觉效果，在整体设计中，智能控制LED灯系统的工作时间区间，避免了人工控制带来的不稳定性，在一定程度上，达到节能的效果。

Claims (10)

1.一种提高LED灯中电池组寿命的系统，包括电池盒控制器和LED灯组，其特征在于：电池盒控制器包括有：直流电源BT，轻触开关S，单片机IC，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路，单片机IC分别与直流电源BT，轻触开关S，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路相连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：DC-DC升压电路由两个电阻R3、R4，两个电容C4、C5，色环带磁芯电感L1，二极管D2，三极管Q1连接组成，连接方式为：单片机输出端口依次串联连接电阻R3，R4后接地，单片机输出端口连接电容C4的一个极板，另一块极板连接到三极管的基极，R3和R4之间并接一根导线到三极管基极，三极管发射极接地线，直流电源连接电感L1，电感L1另一端连接三极管Q1集电极、二极管D2正极，二极管负极与地线之间连接电容C5。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：限流滤波防反接供电回路由二极管D1，电阻R2和电容C3连接组成，连接方式为：二极管D1正极连接直流电源正极，二极管D1负极通过电阻R2连接到单片机端口，二极管负极通过电容C3后接地。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于：电阻采用碳膜电阻。
5.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于：电容采用瓷片电容。
6.一种利用权利要求1所述系统提高LED灯中电池组寿命的方法，其特征在于：在控制器不断电的情况下，程序设定随着时间改变自动增加占空比。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：单片机输出可变化占空比的150KHZ的方波，变化的速率小于5毫秒。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：单片机输出的矩形波占空比数值变化范围在0-75%之间。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：当按键按下时，关闭方波输出，计时清零，计数器清零，从新计时累加记数。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：低占空比、中占空比、高占空比的数值分别为42%、46%和50%。
CN201310357470.9A 2013-08-16 2013-08-16 一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法 Pending CN104378868A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310357470.9A CN104378868A (zh) 2013-08-16 2013-08-16 一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310357470.9A CN104378868A (zh) 2013-08-16 2013-08-16 一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104378868A true CN104378868A (zh) 2015-02-25

Family

ID=52557431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310357470.9A Pending CN104378868A (zh) 2013-08-16 2013-08-16 一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104378868A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202334987U (zh) * 2011-09-16 2012-07-11 张秀红 电池升压供电的灯饰
CN102612200A (zh) * 2011-09-16 2012-07-25 张秀红 电池升压供电的灯饰
CN102769270A (zh) * 2012-07-02 2012-11-07 李冬 Dc-dc升压电源输出电路
US20120299488A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Feng Qu Led decorative light
CN102843034A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 苏州合欣美电子科技有限公司 一种dc-dc升压电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120299488A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Feng Qu Led decorative light
EP2532945A1 (en) * 2011-05-25 2012-12-12 Xiuhong Zhang LED Decorative Light
CN102843034A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 苏州合欣美电子科技有限公司 一种dc-dc升压电路
CN202334987U (zh) * 2011-09-16 2012-07-11 张秀红 电池升压供电的灯饰
CN102612200A (zh) * 2011-09-16 2012-07-25 张秀红 电池升压供电的灯饰
CN102769270A (zh) * 2012-07-02 2012-11-07 李冬 Dc-dc升压电源输出电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101437342B (zh) 低能耗单极电子开关电路和指示灯微能耗增亮电路
JP3177497U (ja) Ｌｅｄ装飾照明装置
CN101621873A (zh) 基于led阵列的路灯智能驱动系统及路灯节能控制方法
CN103052234A (zh) 一种无电解电容定时调光的led日光灯
CN209824090U (zh) 兼容无线调光调色和墙壁开关调色的led驱动控制电路
CN103152939A (zh) 一种led电源四合一调光电路
CN204795739U (zh) Led路灯控制器及led照明装置
CN201639821U (zh) Led灯的可调光控制电路
CN108235488A (zh) 一种自调光led驱动设备
CN207854242U (zh) 一种带断电记忆功能的开关调led亮度电路
CN201114886Y (zh) 圣诞灯或霓虹灯用电子节能定时器
CN103369763A (zh) 一种led信号灯及其驱动电路
CN109922568A (zh) 通用型太阳能控制系统
CN210579387U (zh) 一种新型智能调光器
CN205124073U (zh) 一种利用电源开关实现调光的电路和灯具
CN104378868A (zh) 一种提高led灯中电池组寿命的系统和方法
CN203618178U (zh) 一种提高led灯中电池组寿命的系统
CN205213122U (zh) 一种led灯带亮度可调节控制电路
CN204652709U (zh) 无极性电容器降分压整流线性led驱动电源
CN203136259U (zh) 一种led电源四合一调光电路
CN208739455U (zh) Led触控调光温驱动电源
CN202282641U (zh) 一种集成灶高频点火的供电电路
CN204305427U (zh) 升压恒流型太阳能路灯控制器
CN207039957U (zh) 一种光控节能路灯电路
CN102612200B (zh) 电池升压供电的灯饰

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150225