CN208597192U - 一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路，其包括MCU主控电路，依次连接的充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、锂电池以及充放电指示电路，依次连接的供电控制电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路；所述供电控制电路与所述锂电池以及所述充电输入接口均连接，所述MCU主控电路与所述充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、充放电指示电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路均连接。本实用新型提供的控制电路，将其应用于便携式的头灯中，可方便地对电池进行充电，还可以实现对头灯进行自动调光，并具有使用方便、功耗低、工作时间长等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及灯具技术领域，具体涉及一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路。
背景技术
目前，现有市场上的头灯，大部分为干电池供电方式，无法给电池充电，更换电池不方便且也增加了使用成本；此外，现有市场上的头灯，器工作模式大多为线性放电，发光强度随着电池电压降低而变暗，使用体验不好，而且产品工作时间短，导致出行使用不便。
实用新型内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路，利用该控制电路，使得可对头灯的电池进行充电，并且可对头灯进行自动调光，使其工作时间长。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路，其包括MCU主控电路，依次连接的充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、锂电池以及充放电指示电路，依次连接的供电控制电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路；所述供电控制电路与所述锂电池以及所述充电输入接口均连接，所述MCU主控电路与所述充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、充放电指示电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路均连接。
进一步地，所述控制电路还包括充放电保护电路，该充放电保护电路的一端与所述锂电池连接，另一端与MCU主控电路连接；所述控制电路还包括过温保护电路，该充放电保护电路与MCU主控电路连接。
优选地，所述的充电电流检测电路包括有相互连接的取样电流电路和第一开关控制电路，所述取样电流电路和MCU主控电路连接，所述第一开关控制电路与充电唤醒控制电路以及充电电压检测电路均连接。
优选地，所述的充电电压检测电路包括有相互连接的取样电压电路和第二开关控制电路，所述取样电流电路与锂电池以及MCU主控电路连接，所述第二开关控制电路与MCU主控电路以及充电电流检测电路均连接。
优选地，所述头灯工作控制电路包括头灯控制芯片PAM2804,该头灯控制芯片PAM2804的管脚1通过一电阻与MCU主控电路连接，头灯控制芯片PAM2804的管脚2与所述锂电池的正输出端连接，用于作为头灯照明的LED灯串联连接于头灯控制芯片PAM2804的管脚3和管脚5之间。
优选地，所述供电控制电路包括相互连接的电压转换电路和第三开关控制电路，所述第三开关控制电路与所述锂电池以及充电输入接口均连接，所述电压转换电路与所述开关按键控制电路均连接。
优选地，所述开关按键控制电路包括有开关按键和三极管开关电路，该开关按键通过一二极管分别与MCU主控电路以及三极管开关电路连接，所述三极管开关电路与所述MCU主控电路以及供电控制电路连接。
本实用新型提供的控制电路，将其应用于便携式的头灯中，可方便地对电池进行充电，还可以实现对头灯进行自动调光，并具有使用方便、功耗低、工作时间长等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述控制电路的电路结构示意框图。
图2是本实用新型实施例所述MCU主控电路的具体电路结构示意图。
图3是本实用新型实施例所述充电电流检测电路和充电电压检测电路的具体电路结构示意图。
图4是本实用新型实施例所述充电输入接口和充电唤醒控制电路的具体电路结构示意图。
图5是本实用新型实施例所述所述头灯工作控制电路的具体电路结构示意图。
图6是本实用新型实施例所述所述开关按键控制电路的具体电路结构示意图。
图7是本实用新型实施例所述所述充放电保护电路的具体电路结构示意图。
图8是本实用新型实施例所述充充放电指示电路的具体电路结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图1所示，一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路，其包括MCU主控电路，依次连接的充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、锂电池以及充放电指示电路，依次连接的供电控制电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路；所述供电控制电路与所述锂电池以及所述充电输入接口均连接，所述MCU主控电路与所述充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、充放电指示电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路均连接。
作为优选的实施例，所述控制电路还包括充放电保护电路，该充放电保护电路的一端与所述锂电池连接，另一端与MCU主控电路连接；优选地，所述控制电路还包括过温保护电路，该充放电保护电路与MCU主控电路连接。本实施例中，所示MCU主控电路的具体电路如附图2所示。本实施例中，MCU的主控芯片U1的型号为HT66F018，即单片机的芯片型号为HT66F018。
在其中一个优选的实施例中，所述的充电电流检测电路包括有相互连接的取样电流电路和第一开关控制电路，所述取样电流电路和MCU主控电路连接，所述第一开关控制电路与充电唤醒控制电路以及充电电压检测电路均连接。优选地，所述的充电电压检测电路包括有相互连接的取样电压电路和第二开关控制电路，所述取样电流电路与锂电池以及MCU主控电路连接，所述第二开关控制电路与MCU主控电路以及充电电流检测电路均连接。本实施例中，充电电流检测电路和充电电压检测电路的具体电路结构如附图3所示。其中，取样电流电路由电阻R16、R17、R18、R19，以及电容C8等构成；第一开关控制电路则由开关管Q1、Q6，以及电阻R4等构成；所述取样电压电路由电阻R12、R13、R14、以及电容C4等构成；所述所述第二开关控制电路由开关管Q3、Q5，电阻R1、R9等构成。另外，本实施例中，所述充电输入接口和充电唤醒控制电路如附图4所示。本实施例中的充电输入接口为MICRO USB接口。
在其中一个优选的实施例中，所述头灯工作控制电路包括头灯控制芯片PAM2804,该头灯控制芯片PAM2804的管脚1通过一电阻与MCU主控电路连接，头灯控制芯片PAM2804的管脚2与所述锂电池的正输出端连接，用于作为头灯照明的LED灯串联连接于头灯控制芯片PAM2804的管脚3和管脚5之间。本实施例中，设置有两个用于头灯照明的LED灯(LED3和LED4)所以设置有两个头灯控制芯片PAM2804(U4和U5)，所述头灯工作控制电路的具体电路结构如附图5所示。
在其中一个优选的实施例中，所述供电控制电路包括相互连接的电压转换电路和第三开关控制电路，所述第三开关控制电路与所述锂电池以及充电输入接口均连接，所述电压转换电路与所述开关按键控制电路均连接。所述开关按键控制电路包括有开关按键和三极管开关电路，该开关按键通过一二极管分别与MCU主控电路以及三极管开关电路连接，所述三极管开关电路与所述MCU主控电路以及供电控制电路连接。所述供电控制电路和所述开关按键控制电路的具体电路如附图6所示。本实施例中，所述供电控制电路包括相互连接的电压转换电路包括电压转换芯片U2，二极管D9，电感L3，电容C15、C16、C17等；第三开关控制电路包括有开关管Q7、Q8，二极管D5、D6等。所述开关按键控制电路具有两个开关按键SW1和SW2。
在其中一个优选的实施例中，所述充放电保护电路的具体电路如附图7所示。本实施例中，充放电保护电路主要由电池保护芯片U3(本实施例中的芯片型号为S8261DAY)，场效应管Q10和场效应管Q11组成。
在其中一个优选的实施例中，所述充放电指示电路的具体电路如附图8所示。本实施例中，充放电指示电路主要由指示灯LED1和LED2，开关管Q4和Q5，以及若干电阻组成。此外，本实用新型实施例中的过温保护电路主要由NTC热敏电阻构成，其属于现有技术存在的功能电路，在此不再对其进行详述。
以下简要说明下本实用新型实施例提供的控制电路的工作原理或工作工程。
充电控制工作原理：当MICRO USB接口输入充电电压源DC5V时，单片机U1的16脚检测到电压，单片机U1开始工作，同时充电电流检测电路中的三极管Q6导通，使得三极管Q1也导通，三极管Q1导通后，开始给锂电池充电，此时，充电电压检测电路中的三极管Q5导通，并导致三极管Q3也导通，充电电压检测电路中的电阻R12、R14、以及R13的分压值作为单片机U1的PIN14脚来判定锂电池是否充满。充电过程中，单片机U1的PIN9脚输出PWM脉宽调制信号来控制充放电指示电路中的三极管Q2的导通，使LED2进入慢闪模式作为充电指示；当锂电池充满时，单片机U1的PIN9脚输出低电平使三极管Q2关断，LED2灭；同时单片机U1的PIN11脚输出高电平使LED1常亮提示电池已充满。
充电电流由单片机U1的PIN17检测到充电电流检测电路中的电阻R16、R17的端电压使单片机U1的PIN12脚输出脉宽调制信号实现恒流充电模式。当锂电池电压接近充满状态时，单片机U1的PIN12脚自动调节改变PWM占空比，实现小电流充电进入恒压充电模式。
在放电过程中(即头灯用于照明时，锂电池处于放电状态)，当单片机U1的PIN14脚检测到低于设定的电压值时，单片机U1的PIN9脚输出不一样的PWM致LED2快闪模式来提示锂电池电量不足请再次充电，如果还是不充电，当单片机U1的PIN14脚检测到的电压值低于设定的关断值时，单片机U1将停止工作来关断放电，以达到电池过放保护效果。另外，当充放电过程中如发生过温保护(通过保护电路实现检测)，单片机U1通过实时通信命令停止工作来关断放电，以达到实时保护的效果。
自动调光控制原理：当触发开关按键控制电路中的开关按键SW1时，单片机U1开始正常工作，单片机U1的PIN13脚和PIN5脚分别输出PWM脉宽调制信号分别使头灯工作控制电路中的U4和U5正常工作，LED3和LED4开始发光，在30秒内PWM信号保持一致发光度最亮，30秒后PWM脉宽开始改变占空比来调节LED3和LED4的工作电流，以达到自动调光的目的。本实用新型实施例中，PWM信号通过MCU主控电路中的单片机U1产生。
上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低功耗便携式自动调光头灯的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括MCU主控电路，依次连接的充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、锂电池以及充放电指示电路，依次连接的供电控制电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路；
所述供电控制电路与所述锂电池以及所述充电输入接口均连接，所述MCU主控电路与所述充电输入接口、充电唤醒控制电路、充电电流检测电路、充电电压检测电路、充放电指示电路、开关按键控制电路以及头灯工作控制电路均连接。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括充放电保护电路，该充放电保护电路的一端与所述锂电池连接，另一端与MCU主控电路连接。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括过温保护电路，该充放电保护电路与MCU主控电路连接。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的控制电路，其特征在于：所述的充电电流检测电路包括有相互连接的取样电流电路和第一开关控制电路，所述取样电流电路和MCU主控电路连接，所述第一开关控制电路与充电唤醒控制电路以及充电电压检测电路均连接。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述的充电电压检测电路包括有相互连接的取样电压电路和第二开关控制电路，所述取样电流电路与锂电池以及MCU主控电路连接，所述第二开关控制电路与MCU主控电路以及充电电流检测电路均连接。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述头灯工作控制电路包括头灯控制芯片PAM2804,该头灯控制芯片PAM2804的管脚1通过一电阻与MCU主控电路连接，头灯控制芯片PAM2804的管脚2与所述锂电池的正输出端连接，用于作为头灯照明的LED灯串联连接于头灯控制芯片PAM2804的管脚3和管脚5之间。
7.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述供电控制电路包括相互连接的电压转换电路和第三开关控制电路，所述第三开关控制电路与所述锂电池以及充电输入接口均连接，所述电压转换电路与所述开关按键控制电路均连接。
8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于：所述开关按键控制电路包括有开关按键和三极管开关电路，该开关按键通过一二极管分别与MCU主控电路以及三极管开关电路连接，所述三极管开关电路与所述MCU主控电路以及供电控制电路连接。
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