CN109462912B - 一种usb供电的led灯串 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种USB供电的LED灯串控制电路，涉及家用LED照明领域；其技术方案的要点是：包括具备USB接口的电源、USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯串、滤波电路、保护检测电路、时钟电路和功率输出电路。本发明通过具备USB接口的电源输出5V电压，通过升压电路增压，主控IC芯片连接保护检测电路实时监控电压是否异常，经过检测的电流通过功率输出电路流入LED灯串，达到了点亮LED灯串，输出稳定光亮的效果。

Description

一种USB供电的LED灯串
技术领域
本发明涉及LED灯照明领域，特别涉及一种USB供电的LED灯串控制电路。
背景技术
随着社会经济的迅猛发展，LED作为宣传广告和装饰美化的有力工具，使用越来越普遍，已成为企业标识宣传和美化城市不可或缺的一道亮丽风景线。
USB是应用在PC领域的接口技术，是目前电脑中的标准扩展接口，各USB版本间能很好的兼容。USB具有使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的接口之一。
LED灯串产品作为高新科技产品，可被广泛应用于地面、水景、喷泉及舞台的照明。但现有的装饰灯串所采用的电源为交流供电，但是室外场所有时难以找到电源进行供电，并且交流电不稳定，会造成灯闪烁，效果较差。
目前USB驱动的灯串普遍存在LED灯组数量小，没有办法发出强光照亮类似卧室的大面积空间，且频闪严重，大部分采用的是基本放大电路，放大功率效率很低，没有解决零点漂移现象，没有进行防水处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种USB供电的LED灯串控制电路。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种USB供电的LED灯串控制电路，包括具备USB接口的电源、USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯串、滤波电路、保护检测电路、时钟电路和功率输出电路。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述LED灯串包括若干串联的LED灯组，所述LED灯组连接一个电阻R11，所述电阻R11的另一端连接另一个LED灯组，所述LED灯组由若干并联的发光二极管组组成，所述发光二极管组包括两个正反朝向设置串联的LED发光二级管组成。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述升压电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2，二极管D1，极性电容C4，电感线圈L1组成；所述电阻R1一端与所述主控IC芯片的引脚1连接，所述电阻R1的另一端与R3连接，所述电阻R3的另一端与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述NPN型三极管Q1的发射级与所述电阻R6的一端连接；所述NPN型三极管Q2的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述NPN型三极管Q2的基极与电阻R5的一端连接，所述NPN型三极管Q2的发射极与所述电阻R6的另一端连接；所述电阻R2的另一端与所述电感线圈L1的一端连接，所诉电感线圈L1的另一端与所述主控IC芯片的引脚2连接；所述二极管D1的正极与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的负极与所述线性电容C4的正极连接。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述USB接口提供+5V电源，由主控IC芯片输出低占比的PWM信号，由于LED灯组在开启电压前有电流，低占比的升压控制也能将+5V的电压升至点亮所述LED灯组的所需的电压。PWM调制解调作为电路中常用的控制手段，通过改变脉冲的频率即可实现电压的改变。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述保护检测电路检测所述的LED灯组的工作电压，出现异常时断开升压电路输出。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述保护检测电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、场效应管Q3、场效应管Q4组成；所诉电阻R9的一端与所述线性电容C4的正极连接，所述电阻R9的另一端与所述场效应管Q3的栅极连接；所述场效应管Q3的漏极与所述电阻R7的一端连接，所述场效应管Q3的源极与所述电阻R11的一端连接；所述场效应管Q4的源极与所述电阻R11的另一端连接，所述场效应管Q4的栅极与所述电阻R10的一端连接，所述场效应管Q4的漏极与所述电阻R8的一端连接；所述电阻R8的另一端与所述电阻R7的另一端连接，所述电阻R10的另一端与线性电容C4的负极连接，所述电阻R10的另一端也与所述NPN型三极管Q2的集电极连接。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：还包括保护壳，所述保护壳将所述USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯串、滤波电路、保护检测电路、时钟电路和功率输出电路密封包裹于保护壳内部
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述的保护壳由下列重量份数的原料制成：二烯类橡胶85～95份、聚醚型聚氨酯橡胶15～25份、二苯基硅二醇3～5份、二羟基聚二甲基硅氧烷1～2份、气相法白炭黑20～30份、羟基硅油5～8份、防老剂2～3份、硬脂酸锌2～3份、氧化铁2～3份、氧化铜2～3份、过氧化二异丙苯2～3份、防老剂3～5份、纳米活性碳酸钙5～8份、增塑剂TP-9510～15份、硫磺1～5份、聚氯乙烯5～8份、聚乙烯5～8份、聚丙烯5～8份和古马隆树脂3～5份。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述的密封件本体由下列重量份数的原料制成：天然橡胶90份，聚醚型聚氨酯橡胶20份，二苯基硅二醇4份，二羟基聚二甲基硅氧烷1.5份，气相法白炭黑25份，羟基硅油7份，防老剂2.5份、硬脂酸锌2.5份、氧化铁2.5份，氧化铜2～3份，硫化促进剂2.5份、防老剂2.5份、纳米活性碳酸钙6份、增塑剂TP-9512份、硫磺3份、聚氯乙烯6份、聚乙烯6份、聚丙烯6份和古马隆树脂4份。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过增压电路将USB供电提供的5V电压最高增至36V输出至灯串，可以为500个LED灯组提供驱动的电压，保护检测电路的高输入电阻可以有效的防止高电压直接加载至LED灯组上导致LED灯组的部分损坏，防水材料的全覆盖可以使整个LED灯串避免了进水的危险…，达到了防水，输出多个LED灯组的效果。
附图说明
图1是实施例的系统结构图；
图2是实施例的电路图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：一种USB供电的LED灯，如图1所示，…
参照图1，本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种USB供电的LED灯串控制电路，包括具备USB接口的电源、USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯串、滤波电路、保护检测电路、时钟电路和功率输出电路。本发明通过具备USB接口的电源输出5V电压，通过升压电路增压，主控IC芯片连接保护检测电路实时监控电压是否异常，经过检测的电流通过功率输出电路流入LED灯串，达到了点亮LED灯串，输出稳定光亮的效果。
参照图2，本发明的技术方案，进一步设置为：所述LED灯串包括若干串联的LED灯组，所述LED灯组连接一个电阻R11，所述电阻R11的另一端连接另一个LED灯组，所述LED灯组由若干并联的发光二极管组组成，所述发光二极管组包括两个正反朝向设置串联的LED发光二级管组成。并联的发光二极管组可以让所有的发光二极管都有同样的电压，使整个LED灯串的供电要求可以符合USB供电的5V。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述升压电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2，二极管D1，极性电容C4，电感线圈L1组成；所述电阻R1一端与所述主控IC芯片的引脚1连接，所述电阻R1的另一端与R3连接，所述电阻R3的另一端与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述NPN型三极管Q1的发射级与所述电阻R6的一端连接；所述NPN型三极管Q2的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述NPN型三极管Q2的基极与电阻R5的一端连接，所述NPN型三极管Q2的发射极与所述电阻R6的另一端连接；所述电阻R2的另一端与所述电感线圈L1的一端连接，所诉电感线圈L1的另一端与所述主控IC芯片的引脚2连接；所述二极管D1的正极与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的负极与所述线性电容C4的正极连接。所述升压电路采用了差分放大电路，消除了零点漂移，对放大后的电流进行了滤波，让LED灯串获得的电流更加稳定，减少了频闪现象。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述USB接口提供+5V电源，由主控IC芯片输出低占比的PWM信号，由于LED灯组在开启电压前有电流，低占比的升压控制也能将+5V的电压升至点亮所述LED灯组的所需的电压。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述保护检测电路检测所述的LED灯组的工作电压，在日常使用过程中，预防运行初瞬间电流过高损坏LED灯组，一旦出现异常立即断开升压电路输出。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述保护检测电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、场效应管Q3、场效应管Q4组成；所诉电阻R9的一端与所述线性电容C4的正极连接，所述电阻R9的另一端与所述场效应管Q3的栅极连接；所述场效应管Q3的漏极与所述电阻R7的一端连接，所述场效应管Q3的源极与所述电阻R11的一端连接；所述场效应管Q4的源极与所述电阻R11的另一端连接，所述场效应管Q4的栅极与所述电阻R10的一端连接，所述场效应管Q4的漏极与所述电阻R8的一端连接；所述电阻R8的另一端与所述电阻R7的另一端连接，所述电阻R10的另一端与线性电容C4的负极连接，所述电阻R10的另一端也与所述NPN型三极管Q2的集电极连接。所述场效应管的特性就是内阻高，适用于需要高输入电阻的放大电路，符合本发明的LED灯组的情况，通过所述场效应管Q3和Q4的高内阻，及时将升压电路的异常电流消耗在保护检测电路中，同时所述电阻R8与所述主控IC芯片的12引脚连接，12引脚实时检测R8管脚处的电流大小，超过额定值立即输出低电平让保护检测电路接地断开保护LED灯串。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：还包括保护壳，所述保护壳将所述USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯串、滤波电路、保护检测电路、时钟电路和功率输出电路密封包裹于保护壳内部。通过保护壳将电路和芯片与外界环境隔绝，增加了安全性，可以长时间放置于室内环境。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述的保护壳由下列重量份数的原料制成：二烯类橡胶85～95份、聚醚型聚氨酯橡胶15～25份、二苯基硅二醇3～5份、二羟基聚二甲基硅氧烷1～2份、气相法白炭黑20～30份、羟基硅油5～8份、防老剂2～3份、硬脂酸锌2～3份、氧化铁2～3份、氧化铜2～3份、过氧化二异丙苯2～3份、防老剂3～5份、纳米活性碳酸钙5～8份、增塑剂TP-9510～15份、硫磺1～5份、聚氯乙烯5～8份、聚乙烯5～8份、聚丙烯5～8份和古马隆树脂3～5份。采用防老剂和增塑剂使保护壳的材料制品分散且相容性好，二烯类橡胶和聚醚型聚氨酯橡胶导热与阻燃性能极佳并且降低了保护壳的造价并让电路和芯片有一定的防水性，而导热性极佳可以使整个LED灯串长时间工作。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所述的密封件本体由下列重量份数的原料制成：天然橡胶90份，聚醚型聚氨酯橡胶20份，二苯基硅二醇4份，二羟基聚二甲基硅氧烷1.5份，气相法白炭黑25份，羟基硅油7份，防老剂2.5份、硬脂酸锌2.5份、氧化铁2.5份，氧化铜2～3份，硫化促进剂2.5份、防老剂2.5份、纳米活性碳酸钙6份、增塑剂TP-9512份、硫磺3份、聚氯乙烯6份、聚乙烯6份、聚丙烯6份和古马隆树脂4份。通过对密封件进行防水处理，制品分散且相容性好使连接处都有防水功能，避免了室内茶水泼溅造成的短路和元器件损坏，让LED灯串工作的更稳定。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种USB供电的LED灯串，包括具备USB接口的电源、USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯串、滤波电路、保护检测电路、时钟电路和功率输出电路，其特征在于，所述LED灯串包括若干串联的LED灯组，所述LED灯组连接一个电阻R12，所述电阻R12的另一端连接另一个LED灯组，所述LED灯组由若干串联的发光二极管组组成，所述发光二极管组包括两个正反朝向设置并联的LED发光二级管组成；所述升压电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2，二极管D1，极性电容C4，电感线圈L1组成；所述电阻R1一端与所述主控IC芯片的引脚1连接，所述电阻R1的另一端与R3连接，所述电阻R3的另一端与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述NPN型三极管Q1的发射级与所述电阻R6的一端连接；所述NPN型三极管Q2的集电极与所述电阻R4的一端连接，所述NPN型三极管Q2的基极与电阻R5的一端连接，所述NPN型三极管Q2的发射极与所述电阻R6的另一端连接；所述电阻R2的所述一端与所述电感线圈L1的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述电阻R4的另一端相连，所述电感线圈L1的另一端与所述主控IC芯片的引脚4连接；所述二极管D1的正极与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的负极与所述极性电容C4的正极连接，所述极性电容C4的负极连接所述电阻R5的另一端，所述NPN型三极管Q2的集电极还与所述电阻R5的另一端连接；所述保护检测电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、场效应管Q3、场效应管Q4组成；所述电阻R9的一端与所述极性电容C4的正极连接，所述电阻R9的另一端与所述场效应管Q3的栅极连接；所述场效应管Q3的漏极与所述电阻R7的一端连接，所述场效应管Q3的源极与所述电阻R11的一端连接；所述场效应管Q4的源极与所述电阻R11的另一端连接，所述场效应管Q4的栅极与所述电阻R10的一端连接，所述场效应管Q4的漏极与所述电阻R8的一端连接；所述电阻R8的另一端与所述电阻R7的另一端连接，所述电阻R10的另一端与极性电容C4的负极连接，所述电阻R10的另一端也与所述NPN型三极管Q2的集电极连接。
2.根据权利要求1所述的一种USB供电的LED灯串，其特征在于，所述USB接口提供+5V电源，由主控IC芯片输出低占比的PWM信号，由于LED灯组在开启电压前有电流，低占比的升压控制也能将+5V的电压升至点亮所述LED灯组的所需的电压。
3.根据权利要求1所述的一种USB供电的LED灯串，其特征在于，所述保护检测电路检测开启电压并反馈给主控IC芯片,调节PWM的占空比，使得升压电路提供所述LED灯组的正常工作电压。
4.根据权利要求1所述的一种USB供电的LED灯串，其特征在于，所述保护检测电路检测所述的LED灯组的工作电压，出现异常时断开升压电路输出。
5.根据权利要求1所述的一种USB供电的LED灯串，其特征在于，还包括保护壳，所述保护壳将所述USB接口、升压电路、主控IC芯片、LED灯组、检测电路以及保护检测电路密封包裹于保护壳内部。
6.根据权利要求5所述的一种USB供电的LED灯串，其特征在于，所述保护壳由下列重量份数的原料制成：二烯类橡胶85～95份、聚醚型聚氨酯橡胶15～25份、二苯基硅二醇3～5份、二羟基聚二甲基硅氧烷1～2份、气相法白炭黑20～30份、羟基硅油5～8份、防老剂2～3份、硬脂酸锌2～3份、氧化铁2～3份、氧化铜2～3份、过氧化二异丙苯2～3份、防老剂3～5份、纳米活性碳酸钙5～8份、增塑剂TP-9510～15份、硫磺1～5份、聚氯乙烯5～8份、聚乙烯5～8份、聚丙烯5～8份和古马隆树脂3～5份。
7.根据权利要求6所述的一种USB供电的LED灯串，其特征在于，所述保护壳通过密封件进行密封保护，所述密封件由下列重量份数的原料制成：天然橡胶90份，聚醚型聚氨酯橡胶20份，二苯基硅二醇4份，二羟基聚二甲基硅氧烷1.5份，气相法白炭黑25份，羟基硅油7份，防老剂2.5份、硬脂酸锌2.5份、氧化铁2.5份，氧化铜2～3份，硫化促进剂2.5份、防老剂2.5份、纳米活性碳酸钙6份、增塑剂TP-9512份、硫磺3份、聚氯乙烯6份、聚乙烯6份、聚丙烯6份和古马隆树脂4份。
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