CN201967212U

CN201967212U - 可触摸调光的led台灯

Info

Publication number: CN201967212U
Application number: CN2011200397234U
Authority: CN
Inventors: 吕振彬; 李智华; 周峰
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-02-16

Abstract

本实用新型公开了一种可触摸调光的LED台灯，包括灯具外壳（4）及其上安装的LED灯串（3）、实现电压输出的电源转换器、恒压模块和开关调光联用控制器，开关调光联用控制器包括连接灯具外壳的触摸调光模块和恒流模块，触摸调光模块与灯具外壳相连接，触摸调光模块与恒压模块相连接，触摸调光模块的PWM信号输出端与恒流模块的信号输入端相连接，恒流模块的与电源转换器的电压输出端相连接，恒流模块的电流输出端与LED灯串相连接。本实用新型抗干扰特性好，可实现智能无级调光，在近距离、多角度手机干扰情况下触摸灵敏度及可靠性不受影响，在介质隔离保护的情况下实现触摸功能，使用寿命长，稳定性好，安全可靠，适用于LED台灯上应用。

Description

可触摸调光的LED台灯

技术领域

本实用新型涉及一种台灯，特别是一种可触摸调光的LED台灯，属于照明技术领域。

背景技术

LED作为一种新型光源，具有节能、长寿命、易集成、快响应、环保、无频闪等优点。LED替代白炽灯或者荧光灯作为台灯光源是必然趋势。目前，市场上有少量采用LED作为光源的台灯出现，这些LED台灯是由LED灯串、灯具外壳、电源转换器、恒压模块和开关组成的，开关采用按钮开关或旋钮开关，旋钮开关同时具有机械开关和调光功能，恒压模块将电源转换器的进行电压调整后驱动LED灯发光。现有的LED台灯基本上都采用恒压模式驱动，由于LED半导体器件的微小电压变化会引起其电流的巨大变化，从而严重影响LED器件的光效和寿命。市场上其他台灯的开关也多为机械式开关，如按钮开关是通过按动键帽，使开关触头接通或断开，从而达到切换电路的目的；旋转式开关一般在金属支架上固定一个或多个开关片层，通过旋转旋钮实现调光，机械式开关使用时易磨损，而且夜间需要到特定位置摸开关，不易找到，不方便使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可触摸调光的LED台灯，该LED台灯具有安全可靠的LED台灯触摸调光控制器，触摸调光控制器同时具有开关和调光功能，该LED台灯具发光稳定，光效高，寿命长，易于调光，使用方便。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种可触摸调光的LED台灯，包括灯具外壳及其上安装的LED灯串、电源转换器、恒压模块和开关控制器组成，电源转换器的电压输出端与恒压模块的电压输入端相连接，开关控制器为开关调光联用控制器，开关调光联用控制器包括连接灯具外壳的触摸调光模块和恒流模块，触摸调光模块的触摸信号接收端与灯具外壳相连接，触摸调光模块的电压输入端与恒压模块的电压输出端相连接，触摸调光模块的PWM信号输出端与恒流模块的信号输入端相连接，恒流模块的电压输入端与电源转换器的电压输出端相连接，恒流模块的电流输出端与LED灯串相连接。

上述可触摸调光的LED台灯的恒压模块由线性稳压芯片U1及其外围电路组成，芯片U1最好采用78L05芯片，恒压模块实现+24V到+5V的转变；触摸调光模块由电容感应型集成芯片U2及其外围电路组成，芯片U2最好采用SGL8022集成芯片，触摸调光模块根据触摸时间的长短产生开关信号和调光信号；恒流模块由BUCK电路架构的集成芯片U3及其外围电路组成，集成芯片U3最好采用LM3404集成芯片，恒流模块接收触摸模块产生的开关信号和调光信号，根据信号来实现对LED台灯的开关和无级调光。

上述恒压模块的线性稳压芯片U1的电压输入端Vin与电源转换器的电压输出端相连接，电源转换器向恒压模块输入电压+24V。U1芯片的电压输出端Vout与电容感应型集成芯片U2的电压输入端VDD相连接，输出Vout端输出电压+5V。线性稳压芯片U1的电压输入端Vin与GND引脚间接有滤波电容，线性稳压芯片U1的输出端Vout通过滤波电容接模拟地，线性稳压芯片U1的GND引脚接模拟地。线性恒压模块主要功能是将+24V的低压直流电转化为+5V的直流电压，给触摸调光模块的电容感应型集成芯片U2供电。

上述触摸调光模块采用电容感应型集成芯片U2，接收恒压模块输出的+5V电压，接收灯具外壳的触摸信号，并产生PWM调光信号输出至恒流模块。芯片U2的触摸信号接收端TI与灯具外壳相连接，芯片U2的PWM信号输出端SO与恒流模块由BUCK电路架构的集成芯片U3的信号输入端DIM相连接，SO输出PWM占空比的调光信号，输出至恒流模块。U2芯片的另一电压输入端OPT1与U1芯片的电压输出端Vout相连接，U2芯片的OPT1端接+5V输入。U2芯片的OSC引脚通过振荡电阻与芯片U1的电压输出端Vout相连，U2芯片的OSC引脚接收电压+5V。U2芯片的VC引脚通过采样电容接数字地，调节采样电容可以调节触摸的灵敏度。U2芯片的VDD引脚与GND引脚间接有滤波电容、去耦电容及稳压管，U2芯片的OPT2引脚和GND引脚都接数字地，稳压管将U2芯片的VDD引脚的电压稳定在+5.1V以下，保护芯片U2不被烧坏。触摸调光模块主要功能是感知人体触摸台灯的信号，并根据触摸时间的长短来产生不同的调光信号。

上述恒流模块采用BUCK电路架构的集成芯片U3，接收电源输入+24V，接收触摸调光部分输出的PWM信号，输出恒定的电流至LED灯。芯片U3的SW引脚与boot引脚间接电容，芯片U3的SW引脚与GND引脚间接续流二极管，芯片U3的DIM引脚接收触摸调光部分的PWM调光信号，芯片U3的SW引脚与LED灯串的正极之间接储能电感，输出恒定的电流驱动LED灯串发光，芯片U3的Vin引脚通过滤波电容接大地，U3芯片的VCC引脚通过滤波电容接大地，U3芯片的Ron引脚与Vin引脚之间接有振荡电阻，U3芯片的CS引脚通过取样电阻接大地，U3芯片的CS引脚与LED灯串的负极相连，LED灯串与输出电容并联，输出电容可有效降低输出电流纹波。U3芯片的GND引脚接大地。恒流模块主要功能是接收触摸调光模块的调光信号，并将接收到的信号转化为输出电流的变化，从而实现调光的功能。

为了安全和防止电路的干扰影响系统工作的稳定，上述可触摸调光的LED台灯的模拟地通过磁珠一与数字地相连，模拟地与大地也通过磁珠二相连。通过磁珠将地连接在一起，可有效去除干扰。

上述可触摸调光的LED台灯的外壳的材料最好为电绝缘材料，可采用塑料、玻璃、陶瓷、亚克力、ABS、木质材料中任选一种。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点：

本实用新型LED台灯便于人们在黑暗中方便、迅速点亮、可以智能无级调光的LED台灯的恒流驱动电路，具有安全可靠、使用方便的特点；台灯外表无任何机械按键，当人体触摸到灯具外壳时，会引起驱动电路电容量的变化，通过感知电容量的变化来实现灯具的开关及亮度调节；采用低压+24V供电，在有介质隔离的情况下实现触摸调光，安全可靠；抗冲击和抗震能力强，使用寿命长，按每天3小时使用时间计算，至少可用15年；采用大功率LED作为光源，显色指数高，无频闪，有利于减少人眼的疲劳程度，对保护视力有很大帮助；无污染、紫外线、红外线和热辐射；采用恒流模式驱动，有利于LED灯具的稳定性；采用PWM调光，减少了线性调光的能量的浪费；易于调光，且调光带有记忆功能，下次启动可自动调节到上次调至的合适亮度。

附图说明

图1是本实用新型可触摸调光的LED台灯的电路框架示意图。

图2是本实用新型可触摸调光的LED台灯的线性恒压电路示意图。

图3是本实用新型可触摸调光的LED台灯的触摸调光电路示意图。

图4是本实用新型可触摸调光的LED台灯的恒流电路示意图。

图5是本实用新型可触摸调光的LED台灯的电路接地示意图。

具体实施方式

本实用新型一个优选实施例结合附图说明如下：

参见图1，可触摸调光的LED台灯，包括灯具外壳4及其上安装的LED灯串3、电源转换器6、恒压模块1和开关控制器，电源转换器6的电压输出端与恒压模块1的电压输入端相连接，开关控制器为开关调光联用控制器，其特征在于：开关调光联用控制器包括连接灯具外壳4的触摸调光模块5和恒流模块2，触摸调光模块5的触摸信号接收端与灯具外壳4相连接，触摸调光模块5的电压输入端与恒压模块1的电压输出端相连接，触摸调光模块5的PWM信号输出端与恒流模块2的信号输入端相连接，恒流模块2的电压输入端与电源转换器6的电压输出端相连接，恒流模块2的电流输出端与LED灯串3相连接。

参见图2、图3和图4所示，恒压模块1由线性稳压芯片U1及其外围电路组成，触摸调光模块5由电容感应型集成芯片U2及其外围电路组成，恒流模块2由BUCK电路架构的集成芯片U3及其外围电路组成。

参见图2，线性稳压芯片U1的电压输入端Vin与电源转换器6的电压输出端相连接，线性稳压芯片U1的电压输出端Vout与电容感应型集成芯片U2的电压输入端VDD相连接，线性稳压芯片U1的电压输入端Vin与GND引脚间接有滤波电容（C11、C12），线性稳压芯片U1的输出端Vout通过滤波电容（C13、C14）接模拟地AGND，线性稳压芯片U1的GND引脚接模拟地AGND。

参见图3，电容感应型集成芯片U2的触摸信号接收端TI与灯具外壳4相连接，电容感应型集成芯片U2的PWM信号输出端SO与BUCK电路架构的集成芯片U3的信号输入端DIM相连接，电容感应型集成芯片U2的另一电压输入端OPT1与线性稳压芯片U1的电压输出端Vout相连接，电容感应型集成芯片U2的OSC引脚通过振荡电阻R1与线性稳压芯片U1的电压输出端Vout相连，电容感应型集成芯片U2的VC引脚通过采样电容C9接数字地DGND，在电容感应型集成芯片U2的VDD引脚与GND引脚间接有滤波电容C3、去耦电容C4及稳压管D1，电容感应型集成芯片U2的OPT2引脚和GND引脚都接数字地DGND。

参见图4，BUCK电路架构的集成芯片U3的电压输入端Vin与电源转换器6的电压输出端相连接，BUCK电路架构的集成芯片U3的SW引脚与boot引脚间接电容C6，BUCK电路架构的集成芯片U3的SW引脚与GND引脚间接续流二极管D2，BUCK电路架构的集成芯片U3的SW引脚与LED灯串的正极之间接储能电感L1，输出恒定的电流驱动LED灯串发光，BUCK电路架构的集成芯片U3的Vin引脚通过滤波电容（C7、C8）接大地PGND，BUCK电路架构的集成芯片U3的VCC引脚通过滤波电容C5接大地PGND，BUCK电路架构的集成芯片U3的Ron引脚与Vin引脚之间接有振荡电阻R4，BUCK电路架构的集成芯片U3的CS引脚通过取样电阻R5接大地PGND，BUCK电路架构的集成芯片U3的CS引脚与LED灯串的负极相连，LED灯串与输出电容C10并联，BUCK电路架构的集成芯片U3的GND引脚接大地PGND。

参见图5，电路中的模拟地AGND通过磁珠一L2与数字地DGND相连，模拟地AGND与大地PGND通过磁珠二L3相连。

可触摸调光的LED台灯的电源转换器6供电输出电压为+24V，恒压模块1将+24V的直流电压输入转换成+5V的直流电压输出，给触摸调光芯片U2供电。+24V电压给恒流模块2供电，组成buck电路。触摸调光模块5感应人体的触摸信号，并产生调光信号输出给恒流模块2。线性稳压芯片U1优选采用78L05芯片，电容感应型集成芯片U2优选采用SGL8022集成芯片，BUCK电路架构的集成芯片U3优选采用LM3404集成芯片。

灯具外壳4的材料最好为塑料、玻璃、陶瓷、亚克力、ABS、木质等电绝缘材料中的一种。

初始上电时，台灯为关灭状态；点击触摸时间小于550ms时，实现灯光的亮、灭控制。一次点击触摸，灯亮；再一次点击，灯灭，如此循环；灯光在点亮或关灭时，有一个亮度的缓慢平滑过渡，起到保护眼睛和视力的效果；当触摸持续时间大于550ms时，可实现灯光的无级亮度调节，一次长时间触摸，灯光亮度逐渐增加，触摸结束后灯光亮度停在当前时刻的亮度值；再一次长时间触摸，灯光亮度逐渐降低，触摸结束时灯光亮度停留在当前时刻对应的亮度；在电源不断电的情况下，每次点击触摸关灯时的亮度会被记忆，下次点击触摸会以此亮度作为初始亮度。点击触摸和长按触摸可以在任何时候随意使用，相互之间功能不受干扰和限制。

本实用新型抗干扰特性好，在近距离、多角度手机干扰情况下触摸灵敏度及可靠性不受影响；EFT可以达到2KV以上；在介质隔离保护的情况下实现触摸功能，安全可靠，适用于LED台灯上应用。

上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型发明创造的目的作出多种变化。所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种可触摸调光的LED台灯，包括灯具外壳（4）及其上安装的LED灯串（3）、电源转换器（6）、恒压模块（1）和开关控制器，所述电源转换器（6）的电压输出端与所述恒压模块（1）的电压输入端相连接，所述开关控制器为开关调光联用控制器，其特征在于：所述开关调光联用控制器包括连接所述灯具外壳（4）的触摸调光模块（5）和恒流模块（2），所述触摸调光模块（5）的触摸信号接收端与所述灯具外壳（4）相连接，所述触摸调光模块（5）的电压输入端与所述恒压模块（1）的电压输出端相连接，所述触摸调光模块（5）的PWM信号输出端与所述恒流模块（2）的信号输入端相连接，所述恒流模块（2）的电压输入端与所述电源转换器（6）的电压输出端相连接，所述恒流模块（2）的电流输出端与所述LED灯串（3）相连接。

2.根据权利要求1所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述恒压模块（1）由线性稳压芯片（U1）及其外围电路组成，所述触摸调光模块（5）由电容感应型集成芯片（U2）及其外围电路组成，所述恒流模块（2）由BUCK电路架构的集成芯片（U3）及其外围电路组成：所述线性稳压芯片（U1）的电压输入端（Vin）与所述电源转换器（6）的电压输出端相连接，所述线性稳压芯片（U1）的电压输出端（Vout）与所述电容感应型集成芯片（U2）的电压输入端（VDD）相连接，所述线性稳压芯片（U1）的电压输入端（Vin）与GND引脚间接有滤波电容（C11、C12），所述线性稳压芯片（U1）的输出端（Vout）通过滤波电容（C13、C14）接模拟地（AGND），所述线性稳压芯片（U1）的GND引脚接模拟地（AGND）；所述电容感应型集成芯片（U2）的触摸信号接收端（TI）与所述灯具外壳（4）相连接，所述电容感应型集成芯片（U2）的PWM信号输出端（SO）与所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的信号输入端(DIM)相连接，所述电容感应型集成芯片（U2）的另一电压输入端OPT1与所述线性稳压芯片（U1）的电压输出端(Vout)相连接，所述电容感应型集成芯片（U2）的OSC引脚通过振荡电阻（R1）与线性稳压芯片（U1）的电压输出端(Vout)相连，所述电容感应型集成芯片（U2）的VC引脚通过采样电容（C9）接数字地（DGND），在所述电容感应型集成芯片（U2）的VDD引脚与GND引脚间接有滤波电容（C3）、去耦电容（C4）及稳压管（D1），所述电容感应型集成芯片（U2）的OPT2引脚和GND引脚都接数字地（DGND）；所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的电压输入端(Vin)与所述电源转换器（6）的电压输出端相连接，所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的SW引脚与boot引脚间接电容（C6），所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的SW引脚与GND引脚间接续流二极管（D2），所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的SW引脚与LED灯串（3）的正极之间接储能电感（L1），输出恒定的电流驱动LED灯串（3）发光，所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的Vin引脚通过滤波电容（C7、C8）接大地（PGND），所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的VCC引脚通过滤波电容（C5）接大地（PGND），所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的Ron引脚与Vin引脚之间接有振荡电阻（R4），所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的CS引脚通过取样电阻（R5）接大地（PGND），所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的CS引脚与LED灯串（3）的负极相连，所述LED灯串（3）与输出电容（C10）并联，所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）的GND引脚接大地（PGND）。

3.根据权利要求2所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述模拟地（AGND）通过磁珠（L2）与所述数字地（DGND）相连，所述模拟地（AGND）与所述大地（PGND）通过磁珠（L3）相连。

4.根据权利要求3所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述电源转换器（6）输出电压为+24V，所述线性稳压芯片（U1）输出电压为+5V，所述线性稳压芯片（U1）采用78L05芯片。

5.根据权利要求4所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述电容感应型集成芯片（U2）采用SGL8022集成芯片。

6.根据权利要求5所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述BUCK电路架构的集成芯片（U3）采用LM3404集成芯片。

7.根据权利要求1～6中的任一项权利要求所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述灯具外壳(4)的材料为电绝缘材料。

8.根据权利要求7所述的可触摸调光的LED台灯，其特征在于，所述灯具外壳（4）的材料为塑料、玻璃、陶瓷、亚克力、ABS和木质材料中任选一种。