CN207869447U - 具有电流检测的教室黑板led灯带的供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，包括移动电源、电感储能模块、电流检测模块、微处理器、开关模块、时钟电路和整流滤波电路，所述移动电源分别与电感储能模块、电流检测模块、微处理器和时钟电路连接，电流检测模块与电感储能模块连接，微处理器与电流检测模块连接，开关模块与微处理器连接，时钟电路与微处理器连接，整流滤波电路分别与电感储能模块和开关模块连接；电流检测模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容。实施本实用新型的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，具有以下有益效果：电路结构简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路

技术领域

本实用新型涉及教育领域，特别涉及一种具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路。

背景技术

教室黑板LED灯带是一款专业应用于教室黑板照明的灯具。其定位于普通教室、音乐教室、自然教室、科技教室、心理咨询室、办公室、会议室、美术室、实验室等环境场合使用，可替代原来使用荧光灯管照明场所。使用环保高新技术LED光源及特殊光学设计，使该灯成为具有防眩光、高节能、耐腐蚀及优美曲线造型等融为一体灯的灯具。教室黑板LED灯带均需要供电电路才能正常工作，传统的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路结构较为复杂，硬件成本较高。另外，传统的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路由于缺少相应的电路保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，包括移动电源、电感储能模块、电流检测模块、微处理器、开关模块、时钟电路和整流滤波电路，所述移动电源分别与所述电感储能模块、电流检测模块、微处理器和时钟电路连接、用于供电，所述电流检测模块与所述电感储能模块连接、用于检测流过所述电感储能模块的电流值的大小，所述微处理器与所述电流检测模块连接、用于根据所述电流检测模块所检测的所述电流值的大小控制所述开关模块的通断，所述开关模块与所述微处理器连接、用于根据所述微处理器的指令对所述电感储能模块进行通断以控制所述电感储能模块的充放电，所述时钟电路与所述微处理器连接、用于控制所述微处理器控制所述开关模块的关断时长以使所述电感储能模块的峰值电流在每一个充放电周期均处于同一值，所述整流滤波电路分别与所述电感储能模块和开关模块连接、用于将所述电感储能模块输出的电流调整为恒定电流以给教室黑板LED灯带供电；

所述电流检测模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容，所述运算放大器的同向输入端分别与所述第二电容的一端和第一二极管的阳极连接，所述第二电容的另一端和运算放大器的正极输出端均接地，所述第一二极管的阴极分别与所述第三电阻的一端和第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端连接所述电感储能模块，所述第三电阻的另一端接地，所述运算放大器的反相输入端分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻的另一端分别与所述运算放大器的负极输出端和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述运算放大器的功率输出端与所述微处理器连接，所述第一二极管的型号为S-103。

在本实用新型所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路中，所述电流检测模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述运算放大器的功率输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述微处理器连接，所述第五电阻的阻值15kΩ。

在本实用新型所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路中，所述电流检测模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第六电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第六电阻的阻值为22kΩ。

在本实用新型所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路中，所述电流检测模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述微处理器连接，所述第二二极管的阳极与所述第五电阻的另一端连接，所述第二二极管的型号为e-501。

在本实用新型所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路中，所述开关模块包括第三MOS管、第四MOS管、第八电容、第九电容、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、开关和第五稳压二极管，所述第十二电阻的一端与所述微处理器连接，所述第十二电阻的另一端与所述第四MOS管的栅极连接，所述第四MOS管的源极接地，所述第四MOS管的漏极分别与所述第十三电阻的一端和开关的一端连接，所述开关的另一端接地，所述第十三电阻的另一端分别与所述第十一电阻的一端、第五稳压二极管的阳极和第九电容的一端连接，所述第九电容的另一端与所述第三MOS管的栅极连接，所述第十一电阻的另一端和第五稳压二极管的阴极均与所述第三MOS管的源极连接，所述第八电容的一端与所述第三MOS管的源极连接，所述第八电容的另一端与所述第三MOS管的漏极连接，所述第九电容的电容值为470pF。

在本实用新型所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路中，所述开关模块包括第十四电阻，所述第十四电阻的一端与所述第四MOS管的源极连接，所述第十四电阻的另一端接地，所述第十四电阻的阻值为36kΩ。

实施本实用新型的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，具有以下有益效果：由于设有移动电源、电感储能模块、电流检测模块、微处理器、开关模块、时钟电路和整流滤波电路，电流检测模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容，该电流检测模块相对于传统的电流检测电路，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于对运算放大器的同相输入端与第三电阻之间的支路进行限流保护，因此电路结构简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电流检测模块的电路原理图；

图3为所述实施例中开关模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路实施例中，该具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路的结构示意图如图1所示。图1中，该具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路包括移动电源1、电感储能模块2、电流检测模块3、微处理器4、开关模块5、时钟电路6和整流滤波电路7，其中，移动电源1分别与电感储能模块2、电流检测模块3、微处理器4和时钟电路6连接、用于供电，电流检测模块3与电感储能模块2连接、用于检测流过电感储能模块2的电流值的大小，微处理器4与电流检测模块3连接、用于根据电流检测模块3所检测的电流值的大小控制开关模块5的通断，开关模块5与微处理器4连接、用于根据微处理器4的指令对电感储能模块2进行通断以控制电感储能模块2的充放电，时钟电路6与微处理器4连接、用于控制微处理器4控制开关模块5的关断时长，以使电感储能模,2的峰值电流在每一个充放电周期均处于同一值，整流滤波电路7分别与电感储能模块2和开关模块5连接、用于将电感储能模块2输出的电流调整为恒定电流以给教室黑板LED灯带供电。

值得一提的是，本实施例中，电感储能模块2包括一个电感(图中未示出)，该电感为由电导材料盘绕磁芯制成，该电感储能模块2利用电感的磁能转化电能，电能转化磁能的工作原理使其在充电与放电之间切换，也正是对该电感的充电与放电的时间长短进行控制成为本实用新型的重点。根据电感本身的伏秒平衡特性，即在电感的一个充放电周期内，其两端的电压与充电时间的积是一定的，且等于该电感的峰值电流值与电感单位的乘积。因此，当峰值电流是固定时，而当电感确定时，电感单位也是确定的，但是当移动电源1随着电量的降低，加载在电感两端的电压在降低，从而使得电感的充电时长增加。

图2为本实施例中电流检测模块的电路原理图，图2中，该电流检测模块3包括运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和第二电容C2，其中，运算放大器U1的同向输入端分别与第二电容C2的一端和第一二极管D1的阳极连接，第二电容C2的另一端和运算放大器U1的正极输出端均接地，第一二极管D1的阴极分别与第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端连接电感储能模块2，第三电阻R3的另一端接地，运算放大器U1的反相输入端分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，第一电阻R1的另一端分别与运算放大器U1的负极输出端和第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地，运算放大器U1的功率输出端与微处理器4连接。

该电流检测模块3相对于传统的电流检测电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。第一二极管D1为限流二极管，用于对运算放大器U1的同相输入端与第三电阻R3之间的支路进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为S-103，当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电流检测模块3还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与运算放大器U1的功率输出端连接，第五电阻R5的另一端与微处理器4连接。第五电阻R5为电流电阻，用于对预算放大器U1的功率输出端所在的支路进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为15kΩ，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电流检测模块3还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与运算放大器U1的反相输入端连接，第六电阻R6的另一端分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接。第六电阻R6为限流电阻，用于对运算放大器U1的反相输入端所在的支路进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为22kΩ，当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电流检测模块3还包括第二二极管D2，第二二极管D2的阴极与微处理器4连接，第二二极管D2的阳极与第五电阻R5的另一端连接，第二二极管D2的型号为e-501。第二二极管D2为限流二极管，用于对运算放大器U1的功率输出端所在的支路进行限流保护，以进一步增强限流效果。

图3为本实施例中开关模块的电路原理图，图3中，该开关模块5包括第三MOS管M3、第四MOS管M4、第八电容C8、第九电容C9、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、开关S1和第五稳压二极管D5，其中，第十二电阻R12的一端与微处理器4连接，第十二电阻R12的另一端与第四MOS管M4的栅极连接，第四MOS管M4的源极接地，第四MOS管M4的漏极分别与第十三电阻R13的一端和开关S1的一端连接，开关S1的另一端接地，第十三电阻R13的另一端分别与第十一电阻R11的一端、第五稳压二极管D5的阳极和第九电容C9的一端连接，第九电容C9的另一端与第三MOS管M3的栅极连接，第十一电阻R11的另一端和第五稳压二极管D5的阴极均与第三MOS管M3的源极连接，第八电容C8的一端与第三MOS管M3的源极连接，第八电容C8的另一端与第三MOS管M3的漏极连接。

该开关模块5相对于传统的开关电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。第九电容C9为耦合电容，用于防止第三MOS管M3与第四MOS管M4之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第九电容C9的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第九电容C9的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

当教室黑板LED灯带需要进入省电或断电模式时，使用该开关模块5，当需要自断电时，将第十二电阻R12的一端置为低电平即可实现教室黑板LED灯带的自断电，当需要唤醒时，按下开关S1一定时间后断开，即可实现教室黑板LED灯带的唤醒。上电之后第十二电阻R12的一端置为高电平，只有需要自断电时才置为低电平。根据不同的电压，所选取的第三MOS管M3和第四MOS管M4的型号也是不同的，同时修改第十一电阻R11和第十三电阻R13的阻值便可实现不同教室黑板LED灯带的自断电功能。

本实施例中，该开关模块5包括第十四电阻R14，第十四电阻R14的一端与第四MOS管M4的源极连接，第十四电阻R14的另一端接地。第十四电阻R14为限流电阻，用于对第四MOS管M4的源极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第十四电阻R14的阻值为36kΩ，当然，在实际应用中，第十四电阻R14的阻值也可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电流检测模块相对于传统的电流检测电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，该电流检测模块中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，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 (6)

1.一种具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，其特征在于，包括移动电源、电感储能模块、电流检测模块、微处理器、开关模块、时钟电路和整流滤波电路，所述移动电源分别与所述电感储能模块、电流检测模块、微处理器和时钟电路连接、用于供电，所述电流检测模块与所述电感储能模块连接、用于检测流过所述电感储能模块的电流值的大小，所述微处理器与所述电流检测模块连接、用于根据所述电流检测模块所检测的所述电流值的大小控制所述开关模块的通断，所述开关模块与所述微处理器连接、用于根据所述微处理器的指令对所述电感储能模块进行通断以控制所述电感储能模块的充放电，所述时钟电路与所述微处理器连接、用于控制所述微处理器控制所述开关模块的关断时长以使所述电感储能模块的峰值电流在每一个充放电周期均处于同一值，所述整流滤波电路分别与所述电感储能模块和开关模块连接、用于将所述电感储能模块输出的电流调整为恒定电流以给教室黑板LED灯带供电；

所述电流检测模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容，所述运算放大器的同向输入端分别与所述第二电容的一端和第一二极管的阳极连接，所述第二电容的另一端和运算放大器的正极输出端均接地，所述第一二极管的阴极分别与所述第三电阻的一端和第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端连接所述电感储能模块，所述第三电阻的另一端接地，所述运算放大器的反相输入端分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻的另一端分别与所述运算放大器的负极输出端和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述运算放大器的功率输出端与所述微处理器连接，所述第一二极管的型号为S-103。

2.根据权利要求1所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述运算放大器的功率输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述微处理器连接，所述第五电阻的阻值15kΩ。

3.根据权利要求2所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第六电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第六电阻的阻值为22kΩ。

4.根据权利要求3所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述微处理器连接，所述第二二极管的阳极与所述第五电阻的另一端连接，所述第二二极管的型号为e-501。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，其特征在于，所述开关模块包括第三MOS管、第四MOS管、第八电容、第九电容、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、开关和第五稳压二极管，所述第十二电阻的一端与所述微处理器连接，所述第十二电阻的另一端与所述第四MOS管的栅极连接，所述第四MOS管的源极接地，所述第四MOS管的漏极分别与所述第十三电阻的一端和开关的一端连接，所述开关的另一端接地，所述第十三电阻的另一端分别与所述第十一电阻的一端、第五稳压二极管的阳极和第九电容的一端连接，所述第九电容的另一端与所述第三MOS管的栅极连接，所述第十一电阻的另一端和第五稳压二极管的阴极均与所述第三MOS管的源极连接，所述第八电容的一端与所述第三MOS管的源极连接，所述第八电容的另一端与所述第三MOS管的漏极连接，所述第九电容的电容值为470pF。

6.根据权利要求5所述的具有电流检测的教室黑板LED灯带的供电电路，其特征在于，所述开关模块包括第十四电阻，所述第十四电阻的一端与所述第四MOS管的源极连接，所述第十四电阻的另一端接地，所述第十四电阻的阻值为36kΩ。