CN109526097A - 智能led台灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种智能LED台灯，包括LED灯以及向LED灯提供照明用电的供电控制单元；所述供电控制单元包括整流电路Z1、稳压电路、控制电路、环境光检测电路、LED供电控制电路、用于检测人体的红外检测模块以及缓冲供电电路；所述整流电路Z1的输入端与市电连接，所述整流电路的输出端与缓冲供电电路输入端连接，所述缓冲供电电路的输出端与稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端向LED灯、控制电路、环境光检测电路以红外监测模块提供工作用电，所述环境光检测电路的输出端与控制电路的输入端连接，所述红外检测模块的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与LED供电控制电路的控制端连接，所述LED灯的电源输入端通过LED控制电路与稳压电路的输出端连接；能够在启动LED灯时实现对稳压电路的缓冲保护。

Description

智能LED台灯

技术领域

本发明涉及一种家用用电设备，尤其涉及一种智能LED台灯。

背景技术

台灯为一种十分常见的家用用电设备，在很多的办公场地也经常使用，用于办公，学习进行辅助照明；传统的台灯采用普通的灯泡，通过插座直接连接市电使用，随着半导体技术的发展，人们逐渐采用LED灯来制造台灯，由于LED台灯的白光光线更加接近于自然光，而且工作更加稳定，因此越来越受人们青睐；然而，现有的LED台灯仍然存在如下技术缺陷：现有的LED台灯供电，需要将交流电转换成直流电，即通过整流器和稳压电路后，向LED灯供电，然而，这种供电方式，使得LED台灯的使用寿命并不长，即稳压电路经常出现损坏的情况，这是由于虽然整流电路虽然能够将交流转换成直流，但是，并不能对市电的波动状况进行处理，即是说，无论市电是否波动，整流电路均输出相应的直流电，而此时输出的直流电也会随着市电的波动而波动，当市电电压过压时就会对稳压电路造成严重的冲击，从而烧损稳压电路，即使市电不过压，整流电路输出的直流电仍然直接施加到稳压电路，仍然会对稳压电路造成严重影响；另一方面，现有的LED灯不能够实现自动调光，无论周围环境光如何，都是按照出厂时设定的亮度进行发光，从而不方便用户使用，而且在无人在现场的情况仍然发光，从而浪费电能。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能LED台灯，能够在启动LED灯时实现对稳压电路的缓冲保护，而且在过压时能够实现自动断电以及过压后自动恢复供电，从而对稳压电路形成良好的保护，确保整个LED灯的使用寿命，而且能够根据环境光调节自身的发光亮度，并在无人在现场时则自动关闭LED灯，从而方便用户使用并能够节约电能。

本发明提供的一种智能LED台灯，包括LED灯以及向LED灯提供照明用电的供电控制单元；

所述供电控制单元包括整流电路Z1、稳压电路、控制电路、环境光检测电路、LED供电控制电路、用于检测人体的红外检测模块以及缓冲供电电路；

所述整流电路Z1的输入端与市电连接，所述整流电路的输出端与缓冲供电电路输入端连接，所述缓冲供电电路的输出端与稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端向LED灯、控制电路、环境光检测电路以红外监测模块提供工作用电，所述环境光检测电路的输出端与控制电路的输入端连接，所述红外检测模块的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与LED供电控制电路的控制端连接，所述LED灯的电源输入端通过LED控制电路与稳压电路的输出端连接；

所述缓冲控制电路包括二极管D1、稳压管DW1、稳压管DW2、稳压管DW3、稳压管DW4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q1、MOS管Q2以及可控硅Q3；

所述二极管D1的正极与整流电路Z1的正输出端连接，二极管D1的负极与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2的源极通过电容C5接地，MOS管Q2的源极和电容C5之间的公共连接点作为缓冲供电电路的输出端Vo；

MOS管Q2的栅极通过电阻R8和电容C4串联后接地；

二极管D1的负极与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极通过电阻R1接地，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点通过电阻R2与可控硅Q2的正极连接，可控硅Q2的负极连接于MOS管Q2的栅极，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点通过电容C1接地，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，稳压管DW2的负极通过电阻R3与可控硅Q3的控制极连接，可控硅Q3的负极通过电容C3接地，二极管D1的负极通过电容C2接地，MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接于可控硅Q3的负极；

二极管D1的负极和电容C2之间的公共连接点通过电阻R4与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极连接于MOS管Q2的源极和电容C5之间的公共连接点，三极管Q1的基极通过电阻R5连接于二极管D1的负极和电阻R6之间的公共连接点，三极管Q1的基极通过电容C6接地，三极管Q1的基极与稳压管DW4的负极连接，稳压管DW4的正极接地；

其中，MOS管为P型MOS管。

进一步，所述环境光检测电路包括可调电阻RT1、光敏电阻RG1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7以及光耦G1；

所述可调电阻RT1的一端连接于稳压电路的输出端VCC，可调电阻RT1的另一端通过光敏电阻RG1接地，光敏电阻RG1和可调电阻RT1之间的公共连接点通过电阻R9连接于光耦G1的光敏三极管的集电极，光敏三极管G1的发射极作为环境光检测电路的输出端；

所述电阻R10的一端连接于缓冲供电电路的输出端Vo，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电阻R10和电阻R11之间的公共连接点与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，电阻R10和电阻R11之间的公共连接点通过电容C7接地。

进一步，所述整流电路Z1为二极管组成的全桥式整流电路。

进一步，还包括手动开关S1，所述手动开关S1设置于整流电路Z1的正输入端与火线之间。

进一步，所述LED供电控制电路包括多个电路结构相同的开关电路；

所述开关电路包括电阻RK、限流电阻RH以及三极管QK；

电阻RK的一端与控制电路的控制输出端连接，电阻RK的另一端与三极管QK的基极连接，三极管QK的发射极与LED灯的输入端连接，三极管QK的集电极通过限流电阻RH与稳压电路的输出端VCC连接；其中，不同开关电路的限流电阻RH的阻值不等。

进一步，所述控制电路为单片机。

本发明的有益效果：通过本发明，能够在启动LED灯时实现对稳压电路的缓冲保护，而且在过压时能够实现自动断电以及过压后自动恢复供电，从而对稳压电路形成良好的保护，确保整个LED灯的使用寿命，而且能够根据环境光调节自身的发光亮度，并在无人在现场时则自动关闭LED灯，从而方便用户使用并能够节约电能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的缓冲供电电路的原理图。

图3为本发明环境光检测电路原理图。

图4为本发明的LED供电控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明，如图所示：

本发明提供的一种智能LED台灯，包括LED灯以及向LED灯提供照明用电的供电控制单元；LED灯采用现有的LED灯即可，当然，台灯还设置有支架、灯座等结构，均采用现有技术即可，这些结构不属于本发明的改进范围之内；

所述供电控制单元包括整流电路Z1、稳压电路、控制电路、环境光检测电路、LED供电控制电路、用于检测人体的红外检测模块以及缓冲供电电路；其中，红外检测模块采用现有的红外人体探测模块，属于现有技术，在此不加以赘述；

所述整流电路Z1的输入端与市电连接，所述整流电路的输出端与缓冲供电电路输入端连接，所述缓冲供电电路的输出端与稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端向LED灯、控制电路、环境光检测电路以红外监测模块提供工作用电，所述环境光检测电路的输出端与控制电路的输入端连接，所述红外检测模块的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与LED供电控制电路的控制端连接，所述LED灯的电源输入端通过LED控制电路与稳压电路的输出端连接；

所述缓冲控制电路包括二极管D1、稳压管DW1、稳压管DW2、稳压管DW3、稳压管DW4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q1、MOS管Q2以及可控硅Q3；

所述二极管D1的正极与整流电路Z1的正输出端连接，二极管D1的负极与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2的源极通过电容C5接地，MOS管Q2的源极和电容C5之间的公共连接点作为缓冲供电电路的输出端Vo；

MOS管Q2的栅极通过电阻R8和电容C4串联后接地；

二极管D1的负极与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极通过电阻R1接地，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点通过电阻R2与可控硅Q2的正极连接，可控硅Q2的负极连接于MOS管Q2的栅极，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点通过电容C1接地，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，稳压管DW2的负极通过电阻R3与可控硅Q3的控制极连接，可控硅Q3的负极通过电容C3接地，二极管D1的负极通过电容C2接地，MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接于可控硅Q3的负极；

二极管D1的负极和电容C2之间的公共连接点通过电阻R4与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极连接于MOS管Q2的源极和电容C5之间的公共连接点，三极管Q1的基极通过电阻R5连接于二极管D1的负极和电阻R6之间的公共连接点，三极管Q1的基极通过电容C6接地，三极管Q1的基极与稳压管DW4的负极连接，稳压管DW4的正极接地；

其中，MOS管为P型MOS管；其中，控制电路采用现有的单片机，比如89S51单片机、STM32系列单片机，本领域技术人员可根据实际状况需求选择，整流电路Z1采用现有的由二极管组成的全桥式整流电路，稳压电路采用现有的稳压电路，比如LM2596、LM7805等，根据实际需要进行选择，上述的缓冲供电电路实施原理如下：

通过参数选择，选择电容C5的容量大于C4的容量，从而使得电容C4充满后两端的电压小于C5充满后两端电压至少0.4V；

A.当用户闭合手动开关S1后，此时整流电路Z1输出直流电，此时，直流电通过C2滤波后，一方面通过R6向电容C3充电，通过电阻R7向C4充电，并且通过电阻R5向C6充电，稳压管DW4将三极管Q1的基极钳制在一个定值，当电容C6两端电压大于三极管Q1的导通电压时，三极管Q1导通，三极管Q1导通后，此时并不会直接向稳压电路供电，而是向电容C5充电，因此，随着电容C5的电压逐渐升高并大于MOS管的栅极电压时，MOS管导通，此时向稳压电路供电，从而实现缓冲供电；当电容C5的电压升高后，使得三极管Q1的发射极电压逐渐大于基极电压，从而使得三极管Q1截止；

B.当出现过压后，稳压管DW1会被击穿，此时电容C1被充电，并且电容C1通过电阻R3、可控硅Q3的控制极以及负极放电，可控硅Q3导通，此时，在正向电压的条件下，可控硅Q3保持导通，此时电压加载到MOS管Q2的栅极，使得MOS管Q2的栅极电压大于源极电压，MOS管Q2截止，从而停止向稳压电路供电，只要市电的电压一直处于过压状态，那么可控硅Q3保持导通，也就保持了MOS管Q2的截止，当市电恢复后，稳压管DW1也就恢复到截止状态，此时，电容C1放电完后，可控硅Q3的正极失电，从而使得可控硅Q3截止，此时，电流重新通过电阻R5向电容C6充电，使三极管Q1导通，以A步骤中的方式使MOS管Q2导通；通过本发明，能够在启动LED灯时实现对稳压电路的缓冲保护，而且在过压时能够实现自动断电以及过压后自动恢复供电，从而对稳压电路形成良好的保护，确保整个LED灯的使用寿命，而且能够根据环境光调节自身的发光亮度，并在无人在现场时则自动关闭LED灯，从而方便用户使用并能够节约电能。

本实施例中，所述环境光检测电路包括可调电阻RT1、光敏电阻RG1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7以及光耦G1；

所述可调电阻RT1的一端连接于稳压电路的输出端VCC，可调电阻RT1的另一端通过光敏电阻RG1接地，光敏电阻RG1和可调电阻RT1之间的公共连接点通过电阻R9连接于光耦G1的光敏三极管的集电极，光敏三极管G1的发射极作为环境光检测电路的输出端；

所述电阻R10的一端连接于缓冲供电电路的输出端Vo，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电阻R10和电阻R11之间的公共连接点与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，电阻R10和电阻R11之间的公共连接点通过电容C7接地，通过上述结构，能够对台灯所处环境的环境光进行检测，并且在缓冲供电电路具有输出时本电路才工作。

本实施例中，还包括手动开关S1，所述手动开关S1设置于整流电路Z1的正输入端与火线之间，通过这种结构，方便用户采用手动方式实现电源的通断。

本实施例中，所述LED供电控制电路包括多个电路结构相同的开关电路；

所述开关电路包括电阻RK、限流电阻RH以及三极管QK；

电阻RK的一端与控制电路的控制输出端连接，电阻RK的另一端与三极管QK的基极连接，三极管QK的发射极与LED灯的输入端连接，三极管QK的集电极通过限流电阻RH与稳压电路的输出端VCC连接；其中，不同开关电路的限流电阻RH的阻值不等，其中，图4中的n表示开关电路的组数，通过控制电路控制不同的开关电路的导通，使得不同的限流电阻RH接入到LED的供电回路中，通过调节电流的方式调节LED台灯实现不同的亮度；当无人在台灯附近时，即红外检测模块没有信号输出时，则控制电路控制各开关电路均截止，从而关闭LED台灯，当人出现在红外检测模块的检测范围之内后，控制电路根据当前的环境光强度，控制相应的开关电路导通，开关电路的个数根据用户需要设定，比如具有5个等级的亮度照明，那么就设置5组开关电路，如果3个等级，就设定3组开关电路。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种智能LED台灯，其特征在于：包括LED灯以及向LED灯提供照明用电的供电控制单元；

所述供电控制单元包括整流电路Z1、稳压电路、控制电路、环境光检测电路、LED供电控制电路、用于检测人体的红外检测模块以及缓冲供电电路；

所述整流电路Z1的输入端与市电连接，所述整流电路的输出端与缓冲供电电路输入端连接，所述缓冲供电电路的输出端与稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端向LED灯、控制电路、环境光检测电路以红外监测模块提供工作用电，所述环境光检测电路的输出端与控制电路的输入端连接，所述红外检测模块的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与LED供电控制电路的控制端连接，所述LED灯的电源输入端通过LED控制电路与稳压电路的输出端连接；

所述缓冲控制电路包括二极管D1、稳压管DW1、稳压管DW2、稳压管DW3、稳压管DW4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q1、MOS管Q2以及可控硅Q3；

所述二极管D1的正极与整流电路Z1的正输出端连接，二极管D1的负极与MOS管Q2的漏极连接，MOS管Q2的源极通过电容C5接地，MOS管Q2的源极和电容C5之间的公共连接点作为缓冲供电电路的输出端Vo；

MOS管Q2的栅极通过电阻R8和电容C4串联后接地；

二极管D1的负极与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极通过电阻R1接地，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点通过电阻R2与可控硅Q2的正极连接，可控硅Q2的负极连接于MOS管Q2的栅极，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点通过电容C1接地，稳压管DW1和电阻R1之间的公共连接点与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，稳压管DW2的负极通过电阻R3与可控硅Q3的控制极连接，可控硅Q3的负极通过电容C3接地，二极管D1的负极通过电容C2接地，MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接于可控硅Q3的负极；

二极管D1的负极和电容C2之间的公共连接点通过电阻R4与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极连接于MOS管Q2的源极和电容C5之间的公共连接点，三极管Q1的基极通过电阻R5连接于二极管D1的负极和电阻R6之间的公共连接点，三极管Q1的基极通过电容C6接地，三极管Q1的基极与稳压管DW4的负极连接，稳压管DW4的正极接地；

其中，MOS管为P型MOS管。

2.根据权利要求1所述智能LED台灯，其特征在于：所述环境光检测电路包括可调电阻RT1、光敏电阻RG1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7以及光耦G1；

所述可调电阻RT1的一端连接于稳压电路的输出端VCC，可调电阻RT1的另一端通过光敏电阻RG1接地，光敏电阻RG1和可调电阻RT1之间的公共连接点通过电阻R9连接于光耦G1的光敏三极管的集电极，光敏三极管G1的发射极作为环境光检测电路的输出端；

所述电阻R10的一端连接于缓冲供电电路的输出端Vo，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电阻R10和电阻R11之间的公共连接点与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，电阻R10和电阻R11之间的公共连接点通过电容C7接地。

3.根据权利要求1所述智能LED台灯，其特征在于：所述整流电路Z1为二极管组成的全桥式整流电路。

4.根据权利要求1所述智能LED台灯，其特征在于：还包括手动开关S1，所述手动开关S1设置于整流电路Z1的正输入端与火线之间。

5.根据权利要求1所述智能LED台灯，其特征在于：所述LED供电控制电路包括多个电路结构相同的开关电路；

所述开关电路包括电阻RK、限流电阻RH以及三极管QK；

电阻RK的一端与控制电路的控制输出端连接，电阻RK的另一端与三极管QK的基极连接，三极管QK的发射极与LED灯的输入端连接，三极管QK的集电极通过限流电阻RH与稳压电路的输出端VCC连接；其中，不同开关电路的限流电阻RH的阻值不等。

6.根据权利要求1所述智能LED台灯，其特征在于：所述控制电路为单片机。