CN206923098U - 一种适用于移动式照明设备的供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于移动式照明设备的供电系统，包括依次连接的供电模块、电池充电模块、控制模块及LED驱动模块；供电模块还与控制模块及LED驱动模块连接，电池充电模块还与控制模块及LED驱动模块连接。本实用新型具有结构简单、造价便宜、实用性强、锂电池快慢充电自动控制、效率高达90％以上照明输出等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED电路技术，具体来说是一种适用于移动式照明设备的供电系统。
背景技术
随着电子技术的发展，便携式和续航性的照明产品越来越广泛。采用锂电池待机供电、USB电源适配器充电供电是可移动式照明产品的一个发展方向。常规USB电源适配器的输出电压电流为5V/1A；锂电池充电电流控制在400MA。所以在USB电源供电的时候，最大只有60％的功率是用于照明输出。大大制约了照明设备的光效、光通量等关键参数。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、实用性强、锂电池快慢充电自动控制、效率高达90％以上照明输出的适用于移动式照明设备的供电系统。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种适用于移动式照明设备的供电系统，包括依次连接的供电模块、电池充电模块、控制模块及LED驱动模块；供电模块还与控制模块及LED驱动模块连接，电池充电模块还与控制模块及LED驱动模块连接。
所述电池充电模块包括充电接口，充电接口与充电控制芯片连接，充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接；充电控制芯片的Iset脚与第一电阻一端连接，第一电阻另一端分别连接MOS管的D极和第三电阻的一端，MOS管的S极接地，MOS管的G极分别连接第二电阻的一端和第四电阻的一端，第二电阻的另一端连接IO逻辑输出端，第三电阻的另一端连接第四电阻的另一端。
所述充电接口与充电控制芯片连接处连接第一电容的一端，第一电容的另一端接地。
所述充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接处连接第二电容一端，第二电容另一端与充电电池的接地端连接。
所述充电接口为USB接口。
所述控制模块为MCU控制模块。
所述第三电阻与第四电阻阻值相等，第一电阻阻值大于第二电阻阻值。
所述第一电阻的阻值为1～5K欧姆，第二阻值为0.5～2K欧姆，第三阻值为5～20K欧姆。
上述适用于移动式照明设备的供电系统的实现方法，包括以下步骤：
(1)、控制模块判断是否有LED驱动模块信号：如有LED驱动模块信号输出，IO口输出逻辑高电平信号；如没有LED驱动模块信号输出，IO口输出逻辑低电平信号；
(2)、IO口输出逻辑高电平信号时，通过第二电阻和第四电阻分压，使MOS管的G极电压和S极电压之间的压差大于VGS(th)；此时，MOS管导通，第三电阻短路，Iset脚的电阻等于第一电阻，实现大电流充电；
(3)、IO口输出逻辑低电平信号时，MOS管的G极电压和S极电压之间的压差等于零，小于VGS(th)；此时，MOS管截止，Iset电阻等于第一电阻加第三电阻，实现小电流充电。其中G级代表MOS管栅极；S级代表MOS管的源级；VGS(th)表示MOS管导通开启电压；Iset脚代表充电芯片的充电电流编程脚。
所述电池充电模块包括充电接口，充电接口与充电控制芯片连接，充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接；充电控制芯片的Iset脚与第一电阻一端连接，第一电阻另一端分别连接MOS管的D极和第三电阻的一端，MOS管的S极接地，MOS管的G极分别连接第二电阻的一端和第四电阻的一端，第二电阻的另一端连接IO逻辑输出端，第三电阻的另一端连接第四电阻的另一端；充电接口与充电控制芯片连接处连接第一电容的一端，第一电容的另一端接地；充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接处连接第二电容一端，第二电容另一端与充电电池的接地端连接；充电接口为USB接口；控制模块为MCU控制模块；第三电阻与第四电阻阻值相等，第一电阻阻值大于第二电阻阻值；第一电阻的阻值为1～5K欧姆，第二阻值为0.5～2K欧姆，第三阻值为5～20K欧姆。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本实用新型包括依次连接的供电模块、电池充电模块、控制模块及LED驱动模块；供电模块还与控制模块及LED驱动模块连接，电池充电模块还与控制模块及LED驱动模块连接，具有结构简单、造价便宜、实用性强、锂电池快慢充电自动控制、效率高达90％以上照明输出等特点。
2、本实用新型中控制模块为MCU控制模块，输出信号为逻辑数字信号，具有逻辑清楚，程序编写简单等特点。
3、本实用新型中的MOS管为N沟道MOS管，具有价格便宜等优点。
4、本实用新型中的第二电阻与第四电阻的比值为1:10，保证MOS管导通时VG和VS之间的压差大于VGS(th)，实现高精度、高稳定度控制。
5、本实用新型通过MOS管的导通和截止实现资源的优化配置。LED点亮，MOS管导通，充电电流降低，LED驱动功率变大。LED不亮，MOS管截止，充电电流增大，节省充电时间。
附图说明
图1为一种适用于移动式照明设备的供电系统的连接框图；
图2为本实用新型中电池充电模块的电路图。
图中标号与名称如下：
| 1 | 充电接口 | 2 | 充电控制芯片 |
| 3 | BAT脚 | 4 | Iset脚 |
| 5 | 第一电阻 | 6 | MOS管 |
| 7 | 第二电阻 | 8 | 第三电阻 |
| 9 | 第四电阻 | 10 | IO逻辑输出端 |
| 11 | 第一电容 | 12 | 第二电容 |
| 13 | 充电电池 |
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1～2所示，一种适用于移动式照明设备的供电系统，包括依次连接的供电模块、电池充电模块、控制模块及LED驱动模块；供电模块还与控制模块及LED驱动模块连接，电池充电模块还与控制模块及LED驱动模块连接。
本实施例中的电池充电模块包括充电接口，充电接口与充电控制芯片连接，充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接；充电控制芯片的Iset脚与第一电阻一端连接，第一电阻另一端分别连接MOS管的D极和第三电阻的一端，MOS管的S极接地，MOS管的G极分别连接第二电阻的一端和第四电阻的一端，第二电阻的另一端连接IO逻辑输出端，第三电阻的另一端连接第四电阻的另一端。
本实施例中的充电接口与充电控制芯片连接处连接第一电容的一端，第一电容的另一端接地；充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接处连接第二电容一端，第二电容另一端与充电电池的接地端连接。
本实施例中的充电接口为USB接口；控制模块为MCU控制模块；第三电阻与第四电阻阻值相等，第一电阻阻值大于第二电阻阻值；第一电阻的阻值为1～5K欧姆，第二阻值为0.5～2K欧姆，第三阻值为5～20K欧姆。
本实施例中的供电模块为USB供电模块，USB供电模块输出电压电流为5V/1A或5V/2A。MOS管为N沟道MOS管。
本实施例中的供电模块为市场上常规的USB电源适配器；充电控制芯片采用南麟电子的LN2052，Iset引脚的充电电流公式为：Ibat＝(Vset/Rset)*1250，其中Vset＝1V。控制模块采用PIC12F1822的8位单片机，主要功能是输出LED驱动信号，输出模块锂电池控制逻辑数字信号。LED驱动模块采用台湾聚积MBI6655，芯片DIM脚输入高电平是导通LED，芯片DIM脚输入低电平是关断LED，MOS管选用长电科技的CJ2310。
上述适用于移动式照明设备的供电系统的实现方法，包括以下步骤：
(1)、控制模块判断是否有LED驱动模块信号：如有LED驱动模块信号输出，IO口输出逻辑高电平信号；如没有LED驱动模块信号输出，IO口输出逻辑低电平信号；
(2)、IO口输出逻辑高电平信号时，通过第二电阻和第四电阻分压，使MOS管的G极电压和S极电压之间的压差大于VGS(th)；此时，MOS管导通，第三电阻短路，Iset脚的电阻等于第一电阻，实现大电流充电；
(3)、IO口输出逻辑低电平信号时，MOS管的G极电压和S极电压之间的压差等于零，小于VGS(th)；此时，MOS管截止，Iset电阻等于第一电阻加第三电阻，实现小电流充电。
具体的为：MCU不输出控制信号，不驱动LED点亮时，MCU的charge C脚输出高电平3.3V，通过第二电阻R2和第四电阻R4的分压，VG和VS之间的压差大于VGS(th)，MOS管导通，第三电阻R3短路，Iset电阻等于第一电阻R1，Iset＝2.4K，根据Ibat＝(VSET/RSET)*1250，算出充电电流为I为520MA，实现锂电池的快速充电。当MCU输出控制信号，驱动LED点亮时，MCU输出高电平0V，通过第二R2和第四电阻R4的分压，VG和VS之间的压差小于VGS(th)，MOS管截止，Iset电阻等于第一电阻R1+第三电阻R3，Iset＝17.4K根据Ibat＝(VSET/RSET)*1250，算出充电电流为I＝72MA，当使用常规USB电源适配器的输出电压电流为5V/1A工作时，有928MA的电流驱动LED，实现接近于92.8％的效率驱动LED。
其中，VSET和N具体参数充电芯片规格书会说明。
上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：包括依次连接的供电模块、电池充电模块、控制模块及LED驱动模块；供电模块还与控制模块及LED驱动模块连接，电池充电模块还与控制模块及LED驱动模块连接。
2.根据权利要求1所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述电池充电模块包括充电接口，充电接口与充电控制芯片连接，充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接；充电控制芯片的Iset脚与第一电阻一端连接，第一电阻另一端分别连接MOS管的D极和第三电阻的一端，MOS管的S极接地，MOS管的G极分别连接第二电阻的一端和第四电阻的一端，第二电阻的另一端连接IO逻辑输出端，第三电阻的另一端连接第四电阻的另一端。
3.根据权利要求2所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述充电接口与充电控制芯片连接处连接第一电容的一端，第一电容的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述充电控制芯片的BAT脚与充电电池连接处连接第二电容一端，第二电容另一端与充电电池的接地端连接。
5.根据权利要求4所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述充电接口为USB接口。
6.根据权利要求5所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述控制模块为MCU控制模块。
7.根据权利要求6所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述第三电阻与第四电阻阻值相等，第一电阻阻值大于第二电阻阻值。
8.根据权利要求7所述的适用于移动式照明设备的供电系统，其特征在于：所述第一电阻的阻值为1～5K欧姆，第二阻值为0.5～2K欧姆，第三阻值为5～20K欧姆。
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| CN201720787819.6U CN206923098U (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种适用于移动式照明设备的供电系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107087330A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-22 | 横店集团得邦照明股份有限公司 | 一种适用于移动式照明设备的供电系统及其实现方法 |
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