CN204578864U - 一种高效利用电池供电的led照明电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效利用电池供电的LED照明电路，包括依次相连的电池、开关及LED照明灯，还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路，其中LED恒流驱动电路包括升压转换器，该升压转换器包括输入端、输出端及使能端；所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器；所述升压转换器的输入端与电池相连，及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端；所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连，所述控制器的第一输出端与开关相连，及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。本实用新型采用简单的电路结构，成本低廉，延长了电池的使用寿命，能够很好地满足便携式照明设备的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高效利用电池供电的LED照明电路，属于智能照明控制的技术领域。
背景技术
LED照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿色的光，在此基础上，利用三基色原理，添加荧光粉，可以发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等任意颜色的光。LED灯具就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。LED是发光二极管的简称，由于其省电、寿命长和开关速度快等特点，正被广泛应用到照明领域。
而对于便携式设备，一般由电池供电。部分照明设备如自行车运动爱好者的车灯、头灯以及特殊要求手电筒等又要求能够便携以便于移动，所以对系统的功耗即电池的寿命有着严格的要求。
在LED照明电路中，采用电池供电时存在局限。如电路结构复杂、不便于携带，以及功耗过大，导致电路在供电过程中运营成本增加。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种高效利用电池供电的LED照明电路，解决现有的LED照明电路结构复杂、不便于携带及功耗过大的问题，实现低功耗供电。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种高效利用电池供电的LED照明电路，包括依次相连的电池、开关及LED照明灯，还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路，其中LED恒流驱动电路包括升压转换器，该升压转换器包括输入端、输出端及使能端；所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器,其中控制器包括输入端、电源输入端、第一输出端、第二输出端；所述升压转换器的输入端与电池相连，及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端；所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连，所述控制器的第一输出端与开关相连，及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述开关为三极管。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述升压转换器为TPS61200型升压转换器。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述控制器为单片机。
进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述单片机为MSP430F149型单片机。
本实用新型采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
（1）、本实用新型提供的高效利用电池供电的LED照明电路，通过采用LED恒流驱动电路和电池电压检测电路相配合，即控制器通过开关连接LED照明灯来响应按键的操作并控制LED照明灯的亮灭以及闪烁，控制器同时实时监控电池的电压，电压一旦下降至低于阈值，就会关闭升压转换器，停止驱动LED照明灯。本电路中的控制器由升压转换器的输出为其供电，由于低功耗要求，升压转换器在待机模式下不能工作。通过采用控制器集成的比较器，实现长按按键来启动升压转换器并为控制器供电，控制器通过输出高电平来控制升压转换器工作。释放按键后，控制器依然可以正常工作。由此，实现低功耗、便携以及较低系统成本LED照明的要求，采用升压转换器将电池的电压提升来驱动LED照明灯，由此，电路简洁，成本低廉，延长了电池的使用寿命，能够很好地满足便携式照明设备的要求。
（2）、进一步地，本电路的升压转换器可以采用升压转换器TPS61200，工作电压为0.3~5.5V，工作电流最大可承受1800mA，并且在升压转换中可达到90%的转化效率，极大的延长了电池的使用寿命。
（3）、以及，电路还可以基于超低功耗单片机MSP430F149，具备高性能的响应速度及处理速度，可以更好的实现LED照明电路的高效利用电池供电。
附图说明
图1为本实用新型高效利用电池供电的LED照明电路的模块示意图。
图2为本实用新型高效利用电池供电的LED照明电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型的实施方式进行描述。
如图1所示，本实用新型设计了一种高效利用电池供电的LED照明电路，包括依次相连的电池、开关及LED照明灯，还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路，其中LED恒流驱动电路包括升压转换器，该升压转换器包括输入端、输出端及使能端；所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器,其中控制器包括输入端、电源输入端、第一输出端、第二输出端；所述升压转换器的输入端与电池相连，及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端；所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连，所述控制器的第一输出端与开关相连，及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。
其原理为：由于低功耗要求，升压转换器在待机模式下不工作；在按动按键时，工作控制器由升压转换器的输出为其供电，通过采用控制器集成的比较器，实现长按按键来启动升压转换器并为控制器供电，控制器通过输出高电平来控制升压转换器工作，控制器通过开关连接LED照明灯来响应按键的操作并控制LED照明灯的亮灭以及闪烁 ；控制器同时实时监控电池的电压，电压一旦下降至低于阈值，就会关闭升压转换器，停止驱动LED照明灯。在释放按键后，控制器依然可以正常工作。
为了验证本实用新型能够实现低功耗、便携以及较低系统成本LED照明的要求，例举一实施例进行说明。
本实施中，所述开关采用三极管，升压转换器采用TPS61200型升压转换器；以及控制器采用单片机，优选采用MSP430F149型单片机。本实施例的电路原理图如图2所示，LED恒流驱动电路中的升压转换器U2的VIN端连接电池VBAT的一端，升压转换器U2的VOUT端分别与3.6V的端口、LED照明灯的一端、单片机U1的VCC端、相连，升压转换器U2的VAUX端、PGND 端及GND端接地，升压转换器U2的L端经电感L1同时与升压转换器U2的PS端和UVLO端相连，升压转换器U2的EN端同时接到单片机U1的TDO/TDI端、单片机U1的CA1/TA2端和按键的一端。
以及，单片机U1的TDI/TCLK端经电阻R5接到三极管NPN8050的基极，三极管NPN8050的集电极与LED照明灯的另一端连接，三极管NPN8050的发射极接地，且分压电阻R1、R4连接在3.6V的端口和NPN8050的发射极之间。单片机U1的CA0/TA1端接到分压电阻R3和R6之间，CA0/TA1端、电池VBAT的另一端接到按键S1的一端, 按键S1的另一端经R7接地；单片机U1的RSI/NMI端口连接分压电阻R8后接入3.6V的端口；单片机U1的VSS端口接地。电容C1的一端连接升压转换器U2的VAUX端，另一端接地；电容C2的一端连接升压转换器U2的VOUT端，另一端接地；电容C3分别与电阻R8和地相连。
该电路原理如上述，待机模式下，升压转换器U2不工作，不能为控制器U1提供驱动，LED照明灯此时处于关闭状态；通过长按按键S1，即在按键S1闭合时，单片机U1由升压转换器U2的输出为其供电，通过采用单片机集成的比较器，实现长按按键S1来启动升压转换器U2并为单片机U1供电，单片机U1通过输出高电平来控制升压转换器U2工作，单片机U1通过三极管NPN8050连接LED照明灯来响应按键S1的操作并控制LED照明灯，由此启动升压转换器U2，驱动单片机U1，进入工作模式，此时LED照明灯处于常亮状态；工作模式下，再一次按下按键S1，单片机U1检测到按键按下，切换LED照明灯为闪烁状态；再次按下按键S1可以通过单片机U1使升压转换器停止工作，关断LED照明灯，此时重新回到待机模式下。单片机U1检测到电池VBAT电压低于阈值时，将使升压转换器U2停止工作，停止驱动LED照明灯，使得LED照明灯关闭，等待更换电池。
本电路的升压转换器可以采用升压转换器TPS61200，工作电压为0.3~5.5V，工作电流最大可承受1800mA，并且在升压转换中可达到90%的转化效率，极大的延长了电池的使用寿命。
以及，电路还可以基于超低功耗单片机MSP430F149，具备高性能的响应速度及处理速度，可以更好的实现LED照明电路的高效利用电池供电。
综上，本使用新型的高效利用电池供电的LED照明电路，通过采用LED恒流驱动电路和电池电压检测电路相配合，采用简单的电路结构，成本低廉，延长了电池的使用寿命，能够很好地满足便携式照明设备的要求。由此可以很好的用于各种环境场合下的LED照明电路中。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种高效利用电池供电的LED照明电路，包括依次相连的电池、开关及LED照明灯，其特征在于：还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路，其中LED恒流驱动电路包括升压转换器，该升压转换器包括输入端、输出端及使能端；所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器,其中控制器包括输入端、电源输入端、第一输出端、第二输出端；所述升压转换器的输入端与电池相连，及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端；所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连，所述控制器的第一输出端与开关相连，及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。
2.根据权利要求1所述高效利用电池供电的LED照明电路，其特征在于：所述开关为三极管。
3.根据权利要求2所述高效利用电池供电的LED照明电路，其特征在于：所述升压转换器为TPS61200型升压转换器。
4.根据权利要求1所述高效利用电池供电的LED照明电路，其特征在于：所述控制器为单片机。
5.根据权利要求4所述高效利用电池供电的LED照明电路，其特征在于：所述单片机为MSP430F149型单片机。
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