CN202334987U

CN202334987U - 电池升压供电的灯饰

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Publication number: CN202334987U
Application number: CN 201120347246
Authority: CN
Inventors: 张秀红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-09-16

Abstract

电池升压供电的灯饰，由控制器和LED灯串组成，所述控制器包括直流电源、按键开关、晶体振荡接入电路和单片机，所述直流电源、按键开关、晶体振荡接入电路分别与单片机相连接，所述晶体振荡接入电路用于设定单片机指令周期，按键开关用于控制晶体振荡接入电路输出的时钟周期；所述控制器中还设有升压电路，升压电路的输入端和所述直流电源连接，升压电路的控制端和所述单片机的脉冲宽度调制端连接，升压电路的输出端灯串和LED灯串输入端连接。该控制器所连接的灯串数目多，发光效果好。

Description

电池升压供电的灯饰

技术领域

本实用新型涉及一种灯饰，特别是涉及一种采用电池供电的灯饰。

背景技术

节日灯饰为节假日增添了喜庆的气氛，节日灯饰的发光一般是由控制器进行控制的。

公开号为CN20128409的中国实用新型专利公开了一种灯光控制器盒，用于控制二极管灯串的状态，包括前盖、后盖、置于前盖与后盖间的印刷电路板，后盖设有容置电池的空间，并设有隔挡电池的电池盖，所述前盖设有复数个按钮孔；按钮安置于按钮孔中，按钮按下时触发印刷电路板电路切换二极管灯窜状态。利用该实用新型可使灯光的控制非常方便。这种控制器所连接灯串的数目有限，而且需要经常更换电池。

公开号为CN2694698的中国实用新型专利公开了一种智能型灯饰电子控制器，包括电源电路、控制电路与输出电路，其特征在于：所述控制电路包括一单片机，与单片机电连接的由电容与电阻组成的单片机电源电路以及由电容与晶振组成的晶体振荡电路或由电容与电阻组成的RC振荡电路。由于本实用新型的控制电路部分采用单片机作为核心控制元件，通过输入不同的程序来实现不同的功能，从而任意设定灯饰产品的工作状态，极大地满足了市场的需求，满足了客户对灯饰产品更高层次的欣赏需求。与单片机电连接的调节电路可实现功能选择或者调节灯泡的闪烁速度，从而实现灯泡多功能变换。这种灯饰电子控制器通过电源电路和电网连接，不仅电路结构复杂，还可能由于灯泡的频繁启动对电网造成不利影响。

发明内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的：提供电池升压供电的灯饰，该控制器所连接的灯串数目多，发光效果好。

为达到所述目的，本实用新型的技术方案：电池升压供电的灯饰，由控制器和LED灯串组成，所述控制器包括直流电源、按键开关、晶体振荡接入电路和单片机，所述直流电源、按键开关、晶体振荡接入电路分别与单片机相连接，所述晶体振荡接入电路用于设定单片机指令周期，按键开关用于控制晶体振荡接入电路输出的时钟周期；所述控制器中还设有升压电路，升压电路的输入端和所述直流电源连接，升压电路的控制端和所述单片机的脉冲宽度调制端连接，升压电路的输出端灯串和LED灯串输入端连接。

所述晶体振荡接入电路包括两个并联的瓷片电容和与该两个瓷片电容相连接的晶体振荡器。

所述升压电路包括电连接在一起的电感、瓷片电容、碳膜电阻、三极管、二极管和电解电容。

作为本实用新型的进一步改进，所述单片机的脉冲宽度调制端输出占空比变化的脉冲，占空比在0和点亮LED灯串中所有LED灯所需的占空比之间变化。单片机利用改变输出PWM脉冲的占空比来实现节省电池电能：以输入电压为3xAA电池，电压为4.5V，需升压到75V模式为例，根据公式V_OUT=V_IN/（1-D），D为占空比，需要输出占空比为0.94PWM时电路升压输出为75V，按理说需要维持0.94的占空比使电路输出能维持在75V左右，但是单片机内设的程序控制输出PWM脉冲的占空比不是固定为0.94，而是在0到0.94之间不断变换，变化的速率小于5毫秒，根据公式V_OUT=V_IN/（1-D），输出的电压变为4.5V到75V间变化，这样有相当一段时间输出电压低于灯串正常工作所需的电压，这段时间所产生的电流非常小，甚至基本没有电流，也就基本没有消耗电能，这样就相当于间歇性的关闭了电源，但是由于电压变化非常快，变化速率小于LED灯光在人眼中的视觉暂留时间，人眼根本无法发现LED有变暗或不亮的现象，从而实现了节能。

作为本实用新型的进一步改进，所述单片机内部自带有定时器和分频器，所述晶体振荡接入电路设定定时器溢出时间，所述单片机控制灯饰每天工作6小时后自动关闭，18小时后又自动开始工作。如果在3xAA电池连接8个LED，单片机持续输出占空比为0.94的脉冲，电池可以支持整个线路工作大概80小时左右，单片机输出占空比变化的脉冲，在每天工作6小时情况下，能使3Xaa电池连接240LED，工作60天。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制器中还设有闪烁控制电路，闪烁控制电路的输入端和单片机的I/O口连接，闪烁控制电路的输出端和LED灯串连接。单片机I/O口输出PWM，并通过闪烁控制电路驱动LED闪烁。

所述闪烁控制电路由电阻和三极管组成，电阻连接三极管的基极组成基极驱动电路；所述电阻和单片机的I/O口连接，三极管的集电极连接LED灯串。

所述按键开关为点触式结构，在按键开关的内端面上设有导电硅橡胶层。按键开关用于控制单片机打开和关闭升压电路: 1、升压电路关闭时，控制器输入电压是4.5v，输出电压是4.5v；2、升压电路打开时，升压到75V左右。

所述按键开关还用于在升压电路打开时，给单片机输入信号，选择闪烁方式；每按一次开关，就会实现LED一种闪烁方式。

因此，本实用新型的有益效果在于：

在控制器内设置晶体振荡接入电路，在按压按键开关时，该晶体振荡接入电路发生振荡，从而使处理芯片发出脉冲信号，该脉冲信号经由升压电路的处理，使得控制器可连接数目较多的灯串，进一步增加了灯串的发光效果，使控制器内作为电源的电池能够充分发挥作用。现有的灯饰在使用中随着电池的慢慢损耗，LED会逐渐变暗，一直到不亮；但是本实用新型在因为设置了升压电路，只要有输入电压，就能保持输出电压稳定地变化，因此，该灯饰不会逐渐减弱LED光线，能保持整个灯串的每个LED发出持续相同的亮度，直至电池电能全部耗尽。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路图；

图2是本实用新型实施例1的灯饰工作时间控制流程图；

图3a是本实用新型实施例2升压电路的储能状态等效电路图；

图3b是本实用新型实施例2升压电路的升压状态等效电路图；

图4是本实用新型实施例2的电路图；

图5是本实用新型实施例2 LED灯串闪烁控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例做进一步说明。

如图1所示，电池升压供电的灯饰100，由控制器20和LED灯串11组成，控制器包括直流电源1、按键开关3、晶体振荡接入电路12和单片机4，直流电源1、按键开关3、晶体振荡接入电路12分别与单片机4相连接，晶体振荡接入电路12用于设定单片机4的指令周期，按键开关3用于控制晶体振荡接入电路12输出的时钟周期；控制器20中还设有升压电路13，升压电路的输入端14和直流电源1连接，升压电路13的控制端和单片机的脉冲宽度调制端15连接，升压电路的输出端和LED灯串11输入端连接，向升压电路发送脉冲信号。

晶体振荡接入电路12包括晶体振荡器5和两个瓷片电容6，这两个瓷片电容6并联在一起后与晶体振荡器5的两端相连接。

升压电路13包括电连接在一起的电感7、瓷片电容6、碳膜电阻2、三极管8、二极管9和电解电容10，电感的一端和电源1连接，电感7的另一端和二级管9的正极连接，电解电容10连接在三极管8的集电极和发射极之间，三极管8的基极通过瓷片电容6和碳膜电阻2连接单片机的脉冲宽度调制端16，电解电容10连接在二级管的负极和三极管8的发射极之间，二级管9的负极作为升压电路的输出端和LED灯串11连接。

当单片机控制三极管8导通时，等效电路如图3a，这时，输入电压流过电感7。此时二极管9起到防止电容10对地放电的作用。由于输入是直流电，所以电感7上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。即电源经由电感-三极管形成回路，电流在电感7中转化为磁能贮存。此过程中，电容10给负载供电。

当单片机4控制三极管8截止时，电感7上的感应电动势（左负右正）使二极管9正向偏置而导通，电感7释放所储存的能量，电流逐渐减小。电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正，此电压叠加在电源正端，经由二极管-负载形成回路，达到升压目的。在此过程中，电感7中的储能与顺极性的输入电压共同给负载供电，并同时对电容10进行充电，如图3b所示。

单片机的脉冲宽度调制端16输出占空比变化的脉冲，占空比在0和点亮LED灯串中所有LED灯所需的占空比之间变化。单片机利用改变输出PWM脉冲的占空比来实现节省电池电能：以输入电压为3xAA电池，电压为4.5V，需升压到75V模式为例，根据公式V_OUT=V_IN/（1-D），D为占空比，需要输出占空比为0.94PWM时电路升压输出为75V，按理说需要维持0.94的占空比使电路输出能维持在75V左右，但是单片机内设的程序控制输出PWM脉冲的占空比不是固定为0.94，而是在0到0.94之间不断变换，变化的速率小于0.1秒，根据公式V_OUT=V_IN/（1-D），输出的电压变为4.5V到75V间变化，这样有相当一段时间输出电压低于灯串正常工作所需的电压，这段时间所产生的电流非常小，甚至基本没有电流，也就基本没有消耗电能，这样就相当于间歇性的关闭了电源，但是由于电压变化非常快，变化速率小于LED灯光在人眼中的视觉暂留时间，人眼根本无法发现LED有变暗或不亮的现象，从而实现了节能。

按键开关3为点触式结构，在按键开关3的内端面上设有硅橡胶导电层。按键开关3用于控制单片机打开和关闭升压电路: 1、升压电路关闭时，控制器输入电压是4.5v，输出电压是4.5v；2、升压电路打开时，升压到75V左右。

单片机4内部自带有定时器和分频器，晶体振荡接入电路12设定定时器溢出时间。单片机4控制灯饰每天工作6小时后自动关闭，18小时后又自动开始工作，控制流程如图2。如果在3xAA电池连接8个LED，单片机持续输出占空比为0.94的脉冲，电池可以支持整个线路工作大概80小时左右，单片机输出占空比变化的脉冲，在每天工作6小时情况下，能使3Xaa电池连接240LED，工作60天。

实施例2

本实施例与上例基本相同，所不同之处在于，控制器20中还设有闪烁控制电路17，闪烁控制电路17的输入端和单片机的I/O口连接，闪烁控制电路的输出端和LED灯串连接。单片机I/O口输出PWM，并通过闪烁控制电路驱动LED闪烁。

闪烁控制电路17由电阻19和三极管21组成，电阻连接三极管的基极组成基极驱动电路18，电阻19和单片机的I/O口连接，三极管21的集电极连接LED灯串11。闪烁电路17中设有两个基极驱动电路18，能实现LED 灯串6-8种闪烁功能。

按键开关3在本例中还用于在升压电路12打开时，给单片机4输入信号，选择闪烁方式；每按一次开关，就会实现LED一种闪烁方式。如图5所示，单片机4得电后，程序复位，执行初始化程序，初始化程序执行完毕后，程序主动转入主程序执行，读取按键开关状态，根据按键开关的状态选择不同的闪烁模式。

Claims

1.电池升压供电的灯饰，由控制器和LED灯串组成，所述控制器包括直流电源、按键开关、晶体振荡接入电路和单片机，所述直流电源、按键开关、晶体振荡接入电路分别与单片机相连接，所述晶体振荡接入电路用于设定单片机指令周期，按键开关用于控制晶体振荡接入电路输出的时钟周期；其特征是，所述控制器中还设有升压电路，升压电路的输入端和所述直流电源连接，升压电路的控制端和所述单片机的脉冲宽度调制端连接，升压电路的输出端灯串和LED灯串输入端连接。

2.根据权利要求1所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述晶体振荡接入电路包括两个并联的瓷片电容和与该两个瓷片电容相连接的晶体振荡器。

3.根据权利要求1所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述升压电路包括电连接在一起的电感、瓷片电容、碳膜电阻、三极管、二极管和电解电容。

4.根据权利要求1所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述单片机的脉冲宽度调制端输出占空比变化的脉冲，占空比在0和点亮LED灯串中所有LED灯所需的占空比之间变化。

5.根据权利要求1所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述单片机内部自带有定时器和分频器，所述晶体振荡接入电路设定定时器溢出时间。

6.根据权利要求1所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述控制电路中还设有闪烁控制电路，闪烁控制电路的输入端和单片机的I/O口连接，闪烁控制电路的输出端和LED灯串连接。

7.根据权利要求1所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述按键开关为点触式结构，在按键开关的内端面上设有导电硅橡胶层，按键开关用于控制单片机打开和关闭升压电路。

8.根据权利要求6所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述闪烁控制电路由电阻和三极管组成，电阻连接三极管的基极组成基极驱动电路；所述电阻和单片机的I/O口连接，三极管的集电极连接LED灯串。

9.根据权利要求8所述的所述电池升压供电的灯饰，其特征是，所述按键开关还用于在升压电路打开时，给单片机输入信号，选择闪烁方式。