CN204408727U - 一种自适应渐亮式台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自适应渐亮式台灯，该自适应渐亮式台灯能够在刚开启光源时根据不同的环境光亮条件自适应地进行光源亮度的渐亮控制，在环境光线较暗的情况下光源渐亮的时间周期较长，让人眼能够逐渐适应光照亮度的变化，而在环境光线较亮的情况下光源渐亮的时间周期较短，以更好地满足为使用者快速提供照明的需求，并且还可以借助红外距离传感器和常开型电子开关自适应地执行光源的开关控制功能，避免使用者离开时忘记关灯导致台灯浪费电能的问题以及使用者再次回到台灯前需要反复手动开启台灯的麻烦，从而很好地解决了现有技术中的台灯产品在调光、开关控制功能上缺乏自适应性的问题，为市场提供了一种更为人性化的台灯产品。

Description

一种自适应渐亮式台灯

技术领域

本实用新型属于电子电路控术技术领域，尤其涉及一种自适应渐亮式台灯。

背景技术

台灯是人们生活中常见的一种家用电器，通常放置在写字台、边几、床头柜等位置，用来作为辅助照明光源或者装饰照明。有生活经验的人们不难发现，目前市场上的台等产品，大多数没有亮度调节功能，台灯一旦开启即以额定功率工作，灯光亮度较高，在因此环境光线较暗的情况下开启台灯时人眼难以快速适应光亮的变化，容易让使用者感到灯光刺眼。一些台灯产品也具有旋钮调节灯光亮度的功能，但其调节需要人工手动操作，不具备自适应性，使用者虽然可以在开灯时将亮度调得较低，但在后续的使用中时常出现忘记调高亮度的情形，而长时间在较暗灯光下看书、写字容易造成视疲劳，对视力带来负面影响。

另一方面，对用于写字台使用的阅读台灯而言，若使用者离开时忘记关灯，台灯会一直亮着，浪费电能；如果使用者只是短时间离开时关闭台灯，回到写字台前则又需要再次手动开启台灯，操作又显得比较麻烦。

可见，目前的台灯产品在调光和开关控制功能上缺乏自适应性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种自适应渐亮式台灯，其在刚开启光源时能够根据环境光亮度进行光源亮度的渐亮控制，让人眼能够更好地适应光照亮度的变化，不易感到刺眼，用以解决现有技术中的台灯产品在调光、开关控制功能上缺乏自适应性的问题，为市场提供一种更为人性化的台灯产品。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术手段：

一种自适应渐亮式台灯，包括电源开关和光源，还包括占空比控制模块、延时电路、脉宽调制电路、恒流电源驱动电路、电压采样电路、光线感应器、升压电路以及误差放大器；占空比控制模块的占空比信号输出端通过延时电路连接至脉宽调制电路的脉宽控制输入端，脉宽调制电路的调制信号输出端连接至恒流电源驱动电路的电压控制端，恒流电源驱动电路供电输出端和电源开关的触点端串接在光源的供电回路中，由恒流电源驱动电路为光源供电；电压采样电路的采样端并联在光源的供电回路中，电压采样电路的采样信号输出端电连接至误差放大器的基准值输入端；光线感应器的感应头设置在台灯的灯座上表面，光线感应器的感应输出端通过升压电路电连接至误差放大器的比较值输入端；误差放大器的放大输出端反馈连接至占空比控制模块的占空比控制输入端。

上述的自适应渐亮式台灯中，作为进一步改进方案，还包括红外距离传感器和常开型电子开关；其中，常开型电控开关的两个触点端连接在光源的供电回路中，常开型电控开关的控制端与红外接近传感器的信号输出端电连接，红外接近传感器的红外探头设置在台灯的灯头上朝向使用者一侧的位置处。

上述的自适应渐亮式台灯中，作为优选方案，所述光源为LED灯。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的自适应渐亮式台灯，能够在刚开启光源时实现光源亮度的渐亮控制，让人眼能够更好地适应光照亮度的变化，不易感到刺眼，同时在开启一段时间后光源能够自动调节至最大亮度，避免了使用者长时间在较暗灯光下用眼而造成视疲劳的情况。

2、本实用新型自适应渐亮式台灯，能够根据不同的环境光亮条件自适应地调整其渐亮调光功能，在环境光线较暗的情况下光源渐亮的时间周期较长，让人眼能够逐渐适应光照亮度的变化，而在环境光线较亮的情况下光源渐亮的时间周期较短，以更好地满足为使用者快速提供照明的需求。

3、本实用新型自适应渐亮式台灯，还能够借助红外距离传感器和常开型电子开关自适应地执行光源的开关控制功能，在使用者远离台灯时控制光源熄灭，而在使用者再次回到台灯附近时控制光源再次点亮工作，避免了使用者离开时忘记关灯导致台灯浪费电能的问题，同时也避免了使用者再次回到台灯前需要反复手动开启台灯的麻烦。

附图说明

图1为本实用新型自适应渐亮式台灯的一种电路控制结构示意图。

图2为本实用新型自适应渐亮式台灯的另一种电路控制结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种自适应渐亮式台灯，其能够在台灯光源刚开启时自适应地由暗至亮调节光源亮度，实现渐亮效果，让人眼能够更好地适应光照亮度的变化，不易感到刺眼。

具体而言，本实用新型自适应渐亮式台灯的电路控制结构如图1所示，其如同现有的台灯产品一样，也具有电源开关K1和光源，但本实用新型自适应渐亮式台灯相比于现有技术的主要特点在于，其还包括有占空比控制模块、延时电路、脉宽调制电路、恒流电源驱动电路、电压采样电路、光线感应器、升压电路以及误差放大器。其中，占空比控制模块的占空比信号输出端通过延时电路连接至脉宽调制电路的脉宽控制输入端，脉宽调制电路的调制信号输出端连接至恒流电源驱动电路的电压控制端，恒流电源驱动电路供电输出端和电源开关K1的触点端串接在光源的供电回路中，由恒流电源驱动电路为光源供电；电压采样电路的采样端并联在光源的供电回路中，电压采样电路的采样信号输出端电连接至误差放大器的基准值输入端；光线感应器的感应头设置在台灯的灯座上表面，光线感应器的感应输出端通过升压电路电连接至误差放大器的比较值输入端；误差放大器的放大输出端反馈连接至占空比控制模块的占空比控制输入端。

在本实用新型的自适应渐亮式台灯中，光源的亮度取决于供电功率的大小，供电功率越大则光源亮度越大，直至达到光源的额定功率；由于采用了恒流电源驱动电路为光源供电，在恒流条件下，供电电压的大小决定了光源的供电功率，因此利用脉宽调制技术，通过占空比控制模块对脉宽调制电路输出的调制信号的占空比加以控制，由脉宽调制电路输出的调制信号改变恒流电源驱动电路对光源的供电电压，就实现了对光源亮度的调节。

但仅仅实现亮度调节还不足够体现良好的自适应性。为此，本实用新型的自适应渐亮式台灯中，还设置了电压采样电路、光线感应器、升压电路以及误差放大器；电压采样电路采样得到光源供电回路中的供电电压，并将该采样的供电电压值输出至误差放大器的基准值输入端（即“+”极端），由于光源是恒流供电，因此该供电电压值的大小直接体现了光源的供电功率大小（也即体现了光源亮度情况）；同时，光线感应器的感应头设置在台灯的灯座上表面，用以感应环境光强度，而光线感应器工作时，其感应输出端根据感应头感测到的光强度出变化的电压，环境光强度越强则其输出电压越大，光线感应器的感应输出端所输出的电压经过升压电路升压后输送至误差放大器的比较值输入端（即“-”极端）；之所以需要进行升压，是因为光线感应器的感应输出端的输出电压值本身较低，需要通过升压电路确保其升压后始终略大于电压采样电路所采样的供电电压值；而误差放大器的放大输出端则将光线感应器的输出电压值与电压采样电路采样的供电电压值的电压差值加以放大后，反馈传输至占空比控制模块的占空比控制输入端，使得占空比控制模块根据该放大的电压差值大小控制其输出的占空比信号的占空比大小；同时，占空比控制模块与脉宽调制电路之间设置有延时电路，使得占空比控制模块对脉宽调制电路输出的调制信号的调节具有一定的延时。

由此以来，如果在环境光线较暗的情况下，光线感应器的输出电压值较小，在台灯刚开启照明的瞬间，虽然光源此刻的瞬时供电电压为零，但光线感应器输出电压与光源供电电压的差值依然较小，因此误差放大器输出的电压差值相对较小，使得占空比控制模块控制脉宽调制电路输出占空比较小的调制信号，恒流电源驱动电路对光源的供电电压也相应较小，因此光源刚开启照明时亮度较小；而此后，光源的亮度使得台灯灯座上的光线感应器感测到环境光亮度增强，光线感应器的输出电压值逐渐上升，而由于延时电路使得占空比控制模块对脉宽调制电路输出的调制信号的调节具有一定的延时，恒流电源驱动电路对光源的供电电压上升滞后于光线感应器的输出电压值上升，因此误差放大器输出的电压差值增大，同时在延迟电路的延迟作用下，占空比控制模块控制脉宽调制电路输出调制信号的占空比以较缓慢的速率逐渐增加，从而恒流电源驱动电路对光源的供电电压也以较缓慢的速率逐渐增大，光源亮度增加，进而又使得台灯灯座上的光线感应器感测到环境光亮度增强……；如此循环，在台灯开启照明的一段时间里，自适应渐亮式台灯能够自动对光源亮度进行由暗至亮的渐亮调节，直至达到光源的额定功率（即达到光源的最大亮度）。这样，本实用新型的自适应渐亮式台灯，在刚开启光源时很好地实现了光源亮度的渐亮控制，让人眼能够更好地适应光照亮度的变化，不易感到刺眼，同时在开启一段时间后光源能够自动调节至最大亮度，避免了使用者长时间在较暗灯光下用眼而造成视疲劳的情况。至于本实用新型自适应渐亮式台灯的光源渐亮至最大亮度的时间周期长短，可以通过是设计延时电路的延时效果来加以控制，以满足不同应用情况下的渐亮效果。如果在环境光线较亮的情况下，本实用新型的自适应渐亮式台灯在刚开启光源时依然具备渐亮效果，其渐亮控制过程与上述相同，只是在台灯刚开启照明的瞬间光线感应器的输出电压值相对较大，因此误差放大器初始输出的电压差值也较大，因此占空比控制模块控制脉宽调制电路输出调制信号的占空比变化增量较大，使得光源亮度增加会更快速，在延时电路的延时效果确定的条件下，光源渐亮至最大亮度的时间周期会缩短。但是，在环境光线较亮的情况下，在开灯之前人眼就已经适应较强的光亮环境，因此台灯渐亮周期缩短也不会引起人眼感到刺眼的情形，反而能够更好地满足为使用者快速提供照明的需求。由此也可以看到，本实用新型的自适应渐亮式台灯，针对于不同的环境光亮条件，其渐亮调光功能具备很好的自适应性。

作为另一方面的技术改进，本实用新型的自适应渐亮式台灯在上述的电路构架基础上，还可以增设红外距离传感器和常开型电子开关；如图2所示，常开型电控开关K2的两个触点端连接在光源的供电回路中，常开型电控开关K2的控制端与红外接近传感器的信号输出端电连接，红外接近传感器的红外探头设置在台灯的灯头上朝向使用者一侧的位置处。这样，即便在自适应渐亮式台灯的电源开关K1导通后，依然能够通过常开型电控开关K2和红外接近传感器控制光源的照明情况。红外接近传感器工作时，其红外探头上的发射头会向外发射出红外线，周围障碍物漫反射回来的红外线被红外探头上的接收头接收到，障碍物距离越近则反射到接收头的红外线光强度越大，红外接近传感器的信号输出端根据接收到的红外线光强度的大小输出变化的电平，接收到的红外线光强度越大（即障碍物距离越近）则输出的电平越高。通过测定人们日常使用台灯时与台灯灯头之间的最大间隔距离，可以测试得到红外接近传感器的信号输出端在该最大间隔距离下输出的电平值，并在电路中设计以该电平值作为触发常开型电控开关导通的触发电平。由此，本实用新型的自适应渐亮式台灯在电源开关在光源的供电回路中导通之后，当使用者在台灯的附近工作时，使用者与台灯灯头之间的距离小于设定的最大间隔距离，红外接近传感器信号输出端输出的电平大于或等于触发电平而触动常开型电控开关导通，使得光源的供电回路闭合，光源被点亮工作；而当使用者远离台灯时，红外接近传感器信号输出端输出的电平将会小于触发电平，常开型电控开关断开，光源的供电回路断路，光源熄灭；在使用者再次回到台灯附近时，则又会触动常开型电控开关闭合，光源再次点亮工作。这样，便避免了使用者离开时忘记关灯导致台灯浪费电能的问题，同时也避免了使用者再次回到台灯前需要反复手动开启台灯的麻烦，实现了光源开关控制功能的自适应性。

具体应用实现时，本实用新型自适应渐亮式台灯中采用的占空比控制模块，其功能是根据占空比控制输入端所输入的电压值大小控制其占空比信号输出端输出相应比例的占空比信号，现有可调占空比信号发生电路或器件都具备这样的功能，可以采用现有的可调占空比信号发生电路得以实现，同时，本领域技术人员也可采用可编程逻辑器件、单片机、ARM处理器等逻辑运算功能模块，进行简单的换算和信号发生编程来实现占空比控制模块，其逻辑编程技术也属于现有的成熟技术。延时电路、脉宽调制电路、恒流电源驱动电路、电压采样电路、光线感应器、升压电路、误差放大器以及红外距离传感器等，均为现有技术中成熟的电路单元或可市购获得的模块化电路产品，而常开型电子开关可以采用晶闸管、继电器等来实现。此外，本实用新型自适应渐亮式台灯中的光源最好采用LED灯，因为LED灯功率较低，更为节能；并且LED灯的使用寿命决定于其照明时长，不会因为频繁开关而影响寿命，因此更适合应用于通过红外距离传感器控制其频繁开关的情形。

综上所述，本实用新型的自适应渐亮式台灯，能够在刚开启光源时根据不同的环境光亮条件自适应地进行光源亮度的渐亮控制，在环境光线较暗的情况下光源渐亮的时间周期较长，让人眼能够逐渐适应光照亮度的变化，而在环境光线较亮的情况下光源渐亮的时间周期较短，以更好地满足为使用者快速提供照明的需求，并且还可以借助红外距离传感器和常开型电子开关自适应地执行光源的开关控制功能，避免使用者离开时忘记关灯导致台灯浪费电能的问题以及使用者再次回到台灯前需要反复手动开启台灯的麻烦，从而很好地解决了现有技术中的台灯产品在调光、开关控制功能上缺乏自适应性的问题，为市场提供了一种更为人性化的台灯产品。

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

Claims (3)

1.一种自适应渐亮式台灯，包括电源开关和光源，其特征在于，还包括占空比控制模块、延时电路、脉宽调制电路、恒流电源驱动电路、电压采样电路、光线感应器、升压电路以及误差放大器；

占空比控制模块的占空比信号输出端通过延时电路连接至脉宽调制电路的脉宽控制输入端，脉宽调制电路的调制信号输出端连接至恒流电源驱动电路的电压控制端，恒流电源驱动电路供电输出端和电源开关的触点端串接在光源的供电回路中，由恒流电源驱动电路为光源供电；电压采样电路的采样端并联在光源的供电回路中，电压采样电路的采样信号输出端电连接至误差放大器的基准值输入端；光线感应器的感应头设置在台灯的灯座上表面，光线感应器的感应输出端通过升压电路电连接至误差放大器的比较值输入端；误差放大器的放大输出端反馈连接至占空比控制模块的占空比控制输入端。

2.根据权利要求1所述的自适应渐亮式台灯，其特征在于，还包括红外距离传感器和常开型电子开关；其中，常开型电控开关的两个触点端连接在光源的供电回路中，常开型电控开关的控制端与红外接近传感器的信号输出端电连接，红外接近传感器的红外探头设置在台灯的灯头上朝向使用者一侧的位置处。

3.根据权利要求1所述的自适应渐亮式台灯，其特征在于，所述光源为LED灯。