CN104955251A - 一种电压检测电路及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电压检测电路及灯具，包括电源模块、控制模块、开关模块和负载模块；所述电源模块分别与所述控制模块和所述负载模块连接，所述控制模块与所述开关模块连接，所述开关模块与所述负载模块连接；当所述控制模块检测到所述电源模块提供的电压低于预设阈值时，输出第一控制信号，关断所述开关模块，控制所述负载模块停止工作。这种电路能够简单、便捷地对电源模块提供的电压实现智能化检测，并根据检测结果控制负载模块停止工作，电路简单。

Description

一种电压检测电路及灯具

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电压检测电路及灯具。

背景技术

电能与我们的生活息息相关，电子设备、电子仪器等各种电子产品的正常运行均离不开电能，而且很多种电子产品都可以通过电池进行供电，补充电能。例如手电筒、计算器等，都可以利用电池进行供电。在对这些电子产品的使用过程中，电池会随着放电时间的增长，而出现电量不够，电压降低的现象，需要停止负载工作，并及时进行充电。如果负载还继续工作，就会造成电池过放的现象。由于这些电子产品不能向用户提供电池电量变化量，所以对于用户来说，不知道应该什么时候控制负载停止工作。往往都是在电池电量用完，即是负载因为电池电量消耗完而自动停止工作，这样往往会造成电池过放，减少电池使用寿命。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电压检测电路及灯具，能够简单、便捷地对电源模块提供的电压实现智能化检测，并根据检测结果控制负载模块停止工作。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电压检测电路，包括电源模块、控制模块、开关模块和负载模块；所述电源模块分别与所述控制模块和所述负载模块连接，所述控制模块与所述开关模块连接，所述开关模块与所述负载模块连接；当所述控制模块检测到所述电源模块提供的电压低于预设阈值时，输出第一控制信号，关断所述开关模块，控制所述负载模块停止工作。

其中，所述电路还包括反馈模块和电压调整模块；所述反馈模块分别与所述负载模块和所述控制模块连接，所述电压调整模块分别与所述控制模块和所述负载模块连接；所述反馈模块获取所述负载模块两端的电压，当所述控制模块检测到所述反馈模块所获取的电压发生变化时，输出第二控制信号，控制所述电压调整模块调整所述负载模块两端的电压。

其中，控制模块包括控制芯片；所述控制芯片的第一输入端与所述电源模块连接，所述控制芯片的第二输入端与所述反馈模块连接，所述控制芯片的第一输出端与所述开关模块连接，所述控制芯片的第二输出端与所述电压调整模块连接。

其中，电源模块包括电池和稳压芯片；所述电池的正极分别与所述稳压芯片的输入端和所述控制芯片的第一输入端连接，所述稳压芯片的输出端与所述控制芯片的电压端连接。

其中，所述开关模块包括继电器；所述继电器的一端与所述控制芯片的第一输出端连接，所述继电器的另一端用于接地，所述继电器的公共端与所述反馈模块连接，所述继电器的常闭点与所述负载模块连接。

其中，所述负载模块包括照明灯LED；所述照明灯LED的一端与所述继电器的常闭点连接，所述照明灯LED的另一端与所述电压调整模块连接。

其中，所述负载模块还包括电感、电容和二极管；所述电感的一端分别与所述电容的正极和所述照明灯LED连接，所述电感的另一端分别与所述二极管的负极和所述电压调整模块连接，所述二极管的正极分别与所述电压调整模块和所述反馈模块连接，所述电容的正极与所述照明灯LED连接，所述电容的负极分别与所述二极管的正极和所述反馈模块连接。

其中，所述反馈模块包括电阻；所述电阻的一端与所述继电器的公共端连接，所述电阻的另一端分别与所述电压调整模块和所述二极管正极连接。

其中，所述电压调整模块包括三极管；所述三极管的基极分别与所述控制芯片的第二输出端和所述负载模块连接，所述三极管的发射极分别与所述二极管的负极和所述电感连接，所述三极管的集电极与所述电池的正极连接。

相应的，本发明实施例还提供了一种灯具，包括上述的电压检测电路。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的电压检测电路结构简单，能够便捷、简单地对电源模块提供的电压实现智能化检测，当检测到电源模块提供的电压低于预设阈值时，关断开关模块，并控制负载模块停止工作，这种电压检测方法可以避免电源模块的电池在电量不够时，还继续放电而造成电池过放的现象，从而可以延长电池使用寿命。

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电压检测电路的框图；

图2是本发明实施例提供的另一种电压检测电路的框图；

图3是本发明实施例提供的一种电压检测电路的电路原理图。

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。

请参考图1，为本发明实施例提供的一种电压检测电路的框图；该电压检测电路包括电源模块100、控制模块101、开关模块102和负载模块103；电源模块100分别与控制模块101和负载模块103连接，控制模块101与开关模块102连接，开关模块102与负载模块103连接；

当控制模块101检测到电源模块100提供的电压低于预设阈值时，输出第一控制信号，关断开关模块102，控制负载模块103停止工作，防止电源模块100电池过放。

请参考图2，为本发明实施例提供的另一种电压检测电路的框图；该电压检测电路包括电源模块100、控制模块101、开关模块102、负载模块103、反馈模块104和电压调整模块105；电源模块100分别与控制模块101和负载模块103连接，控制模块101分别与反馈模块104、电压调整模块105和开关模块102连接，开关模块102与负载模块103连接，负载模块103分别与开关模块102、反馈模块104、电压调整模块105和电源模块100连接。

反馈模块104获取负载模块103两端的电压，当控制模块101检测到反馈模块104所获取的电压发生变化时，输出第二控制信号，控制电压调整模块105调整负载模块103两端的电压，从而使得负载模块103两端的电压稳定在一个正常值。

请参考图3，为本发明实施例提供的一种电压检测电路的电路原理图，在本实施方式中，控制模块101包括控制芯片U1；

控制芯片U1是AVR单片机，型号为ATtiny13，该单片机的作用主要是起到控制作用，控制整个系统，通过输出数字信号控制模拟电路。该控制芯片U1的第一输入端PB5与电源模块100连接，主要是采集电源模块100提供的电压，控制芯片U1的第二输入端PB4与反馈模块104连接，主要通过反馈模块104获取负载模块103两端的电压，控制芯片U1的第一输出端PB3与开关模块102连接，主要通过第一输出端PB3输出第一控制信号控制开关模块102的导通或者关断；控制芯片U1的第二输出端PB0与电压调整模块105连接，主要通过输出第二控制信号，以控制电压调整模块105调整负载模块103的电压。

当电源模块100提供的电压低于预设阈值时，则控制芯片U1的第一输入端PB5采集的电压值比较低，则控制芯片U1的第一输出端PB3输出高电平，以来控制开关模块102的关断，从而控制负载模块103停止工作。

当负载模块103的电压发生变化时，反馈模块104将负载模块103的电压变化值反馈给控制芯片U1的第二输入端PB4，控制芯片U1根据电压变化值调整第二输出端PB0输出的脉冲信号的占空比，从而调整负载模块103两端的电压值，从而使得负载模块103两端的电压值稳定。

在本实施方式中，电源模块100包括电池BT、稳压芯片U2、二极管D1、自锁开关S1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；

稳压芯片U2的型号为LM7805，为系统提高+5V工作电压。电池的正极分别与稳压芯片U2的输入端、自锁开关S1的一端、电阻R1的一端、电压调整模块105和二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与充电口的正极连接，电池的负极分别与充电口负极、电阻R4的一端以及三极管Q1的发射极连接；电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端和三极管Q1的基极连接，电阻R3的另一端与自锁开关的另一端连接，三极管Q1的集电极分别与控制芯片U1的接地端、稳压芯片U2的接地端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端分别与控制芯片U1的第一输入端PB5和电阻R1的另一端连接。稳压芯片U2的输出端与控制芯片U1的电压端VCC连接。

当按下开关S1时，电池BT的电压经过电阻R3和电阻R4分压，使得三极管Q1得到基极偏置电压而导通，整个系统接地，系统开始工作，稳压芯片U2为控制芯片U1提供+5V偏置电压，控制芯片U1通过第一输入端PB5采集电源模块100提供的电压值。

在本实施方式中，开关模块102包括继电器K1；继电器K1的一端与控制芯片U1的第一输出端PB3连接，继电器K1的另一端用于接地，继电器K1的公共端与反馈模块104连接，继电器K1的常闭点与负载模块103连接。当电源模块100提供的电压低于预设阈值时，控制芯片U1的第一输出端PB3输出高电平时，继电器K1工作，开关向下吸合，导致系统开路，负载模块103停止工作。

在本实施方式中，负载模块103包括照明灯LED、电感L1、电容C1和二极管D2；照明灯LED的一端与继电器的常闭点连接，照明灯LED的另一端分别与电感L1的一端、电容C1的正极连接，电容C1的负极分别与反馈模块104、二极管D2的正极和电压调整模块105连接，电感L1的另一端分别与二极管D2的负极和电压调整模块105连接。

电感L1、电容C1和二极管D2组成BUCK电路，为系统提供稳定的电流，二极管D2为续流二极管，在三极管Q2截止的时候，负责给系统提供连续的电流，因为照明灯LED需要稳定的电流所以需要给该电路设置BUCK电路。

在本实施方式中，反馈模块104包括电阻R5；电阻R5的一端与继电器K1的公共端连接，电阻R5的另一端分别与电压调整模块105、二极管D2的正极、电容C1的负极连接。

反馈模块104中的电阻R5主要用于获取负载模块103两端的电压，通过测量电阻R5的电压就可以知道负载模块103的电压，当检测到负载模块103的电压发生变化时，则需要获取该变化量，控制模块101并根据该变化量控制电压调整模块105调整负载模块103两端的电压，从而稳定负载模块103的电压。

本实施方式中，电压调整模块105包括三极管Q2、电阻R6和电阻R7；三极管Q2的发射极分别与二极管D2的负极和电感连接，三极管Q2的基极分别与电阻R6的一端和电阻R7的一端连接，三极管Q2的集电极与电源模块100连接，电阻R6的另一端与控制芯片U1的第二输出端PB0连接，电阻R7的另一端分别与二极管D2的正极和电容C1的负极连接。

当控制模块101检测到负载模块103两端的电压发生变化时，获取电压变化量，并根据变化量调整控制芯片U1的第二输出端PB0输出的脉冲信号的占空比，从而改变电压调整模块105中三极管Q2导通时间的改变，达到调整负载模块103两端电压的目的。

本发明实施例的用于电压检测的电路工作过程如下：

当按下自锁开关S1后，系统正常工作，此时，电池BT进行供电，电池BT的电压经过电阻R3和电阻R4分压，使得三极管Q1得到基极偏置电压而导通，整个系统接地，系统开始工作，此时，控制芯片U1的第一输入端PB5采集电源模块100提供的电压值，并将该电压值输入至控制芯片U1进行分析和处理，当控制芯片U1判断出第一输入端PB5所采集的电压低于预设阈值时，则控制芯片U1的第一输出端PB3输出高电平，使得继电器K1工作，继电器K1的开关向下吸合，导致系统开路，负载模块103停止工作。

同时，在该电路正常工作的时候，反馈模块104中的电阻R5也不断获取负载模块103两端的电压值，并将该电压值送入控制芯片U1的第二输入端PB4，进行分析。当检测到负载模块103两端的电压值发生变化时，则控制芯片U1调节控制芯片U1的第二输出端PB0所输出的脉冲信号的占空比，该脉冲信号输入至电压调整模块105，通过电压调整模块105中三极管Q2导通时间的改变，从而达到调整负载模块103两端电压的目的。

本发明的电压检测电路结构简单，能够便捷、简单地对电源模块提供的电压实现智能化检测，当检测到电源模块提供的电压低于预设阈值时，关断开关模块，并控制负载模块停止工作，这种电压检测方法可以避免电源模块的电池在电量不够时，还继续放电而造成电池过放的现象，从而可以延长电池使用寿命。

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 (10)

1.一种电压检测电路，其特征在于，包括电源模块、控制模块、开关模块和负载模块；

所述电源模块分别与所述控制模块和所述负载模块连接，所述控制模块与所述开关模块连接，所述开关模块与所述负载模块连接；

当所述控制模块检测到所述电源模块提供的电压低于预设阈值时，输出第一控制信号，关断所述开关模块，控制所述负载模块停止工作。

2.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述电路还包括反馈模块和电压调整模块；

所述反馈模块分别与所述负载模块和所述控制模块连接，所述电压调整模块分别与所述控制模块和所述负载模块连接；

所述反馈模块获取所述负载模块两端的电压，当所述控制模块检测到所述反馈模块所获取的电压发生变化时，输出第二控制信号，控制所述电压调整模块调整所述负载模块两端的电压。

3.如权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片；

所述控制芯片的第一输入端与所述电源模块连接，所述控制芯片的第二输入端与所述反馈模块连接，所述控制芯片的第一输出端与所述开关模块连接，所述控制芯片的第二输出端与所述电压调整模块连接。

4.如权利要求3所述的电压检测电路，其特征在于，所述电源模块包括电池和稳压芯片；

所述电池的正极分别与所述稳压芯片的输入端和所述控制芯片的第一输入端连接，所述稳压芯片的输出端与所述控制芯片的电压端连接。

5.如权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，所述开关模块包括继电器；

所述继电器的一端与所述控制芯片的第一输出端连接，所述继电器的另一端用于接地，所述继电器的公共端与所述反馈模块连接，所述继电器的常闭点与所述负载模块连接。

6.如权利要求5所述的电压检测电路，其特征在于，所述负载模块包括照明灯LED；

所述照明灯LED的一端与所述继电器的常闭点连接，所述照明灯LED的另一端与所述电压调整模块连接。

7.如权利要求6所述的电压检测电路，其特征在于，所述负载模块还包括电感、电容和二极管；

所述电感的一端分别与所述电容的正极和所述照明灯LED连接，所述电感的另一端分别与所述二极管的负极和所述电压调整模块连接，所述二极管的正极分别与所述电压调整模块和所述反馈模块连接，所述电容的正极与所述照明灯LED连接，所述电容的负极分别与所述二极管的正极和所述反馈模块连接。

8.如权利要求7所述的电压检测电路，其特征在于，所述反馈模块包括电阻；

所述电阻的一端与所述继电器的公共端连接，所述电阻的另一端分别与所述电压调整模块和所述二极管正极连接。

9.如权利要求8所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压调整模块包括三极管；

所述三极管的基极分别与所述控制芯片的第二输出端和所述负载模块连接，所述三极管的发射极分别与所述二极管的负极和所述电感连接，所述三极管的集电极与所述电池的正极连接。

10.一种灯具，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电压检测电路。