CN209375978U

CN209375978U - 一种补光灯

Info

Publication number: CN209375978U
Application number: CN201821688559.8U
Authority: CN
Inventors: 叶强; 黄义柳
Original assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2019-09-10
Anticipated expiration: 2028-10-18

Abstract

本实用新型属于灯光补偿技术领域，具体涉及一种补光灯，包括气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路，控制电路分别与气体爆闪灯电路、频闪灯电路连接，控制电路根据输入信号以确定输出爆闪灯信号至气体爆闪灯电路或输出频闪灯信号至频闪灯电路，补光灯还包括电源电路，电源电路包括倍压整流电路和升压电路，倍压整流电路分别与供电电源和升压电路连接；升压电路分别与气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路连接以使升压电路的输出电压对气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路供电。该补光灯采用一个供电电路，实现气体爆闪灯电路和频闪灯电路的供电复用，简化了电路结构；升压电路的设计，可以减小与爆闪能量相关的其它指标，降低成本。

Description

一种补光灯

技术领域

本实用新型属于灯光补偿技术领域，具体涉及一种补光灯。

背景技术

在智能交通的应用中，经常使用爆闪灯和频闪灯对摄像机进行补光。LED 补光灯一般用作频闪灯，气体补光灯一般用作爆闪灯，LED补光灯仅能实现频闪功能，而无法在频闪的同时实现爆闪功能。因此，频闪控制电路和爆闪控制电路通常被分开控制两盏补光灯进行频闪和爆闪的补光。

对于频闪控制电路和爆闪控制电路的供电，目前常用的方案为采用两个电源电路分别对频闪控制电路和爆闪控制电路进行供电。例如，公开号为 CN207201041U的专利文献公开了一种补光灯，包括气体爆闪灯电路、LED补光灯电路和控制电路，控制电路分别与气体爆闪灯电路和LED补光灯电路连接，用于在确定驱动气体爆闪灯闪光时生成气体灯控制信号，并将气体灯控制信号发送给气体爆闪灯电路，以及在确定驱动LED补光灯闪光时生成LED灯控制信号，并将气体灯控制信号发送给LED补光灯电路；还通过两个电源电路对气体爆闪灯电路、LED补光灯电路进行供电；由于两个电源电路的设置使得电路结构复杂，电路体积大。

另外，现有技术中也已出现爆闪电路和频闪电路共用一个电源电路的方案，如公开号为CN203827560U的专利文献公开了一种LED频闪和爆闪的电路，包括频闪驱动模块、爆闪驱动模块、电源模块以及LED阵列，由频闪控制信号驱动频闪驱动模块，频闪驱动模块包括恒流驱动芯片，频闪控制信号通过恒流驱动芯片的受控管脚使得频闪驱动模块驱动电源模块为LED阵列频闪供电；由爆闪控制信号驱动爆闪驱动模块，使得爆闪驱动模块驱动电源模块为LED阵列爆闪供电；在电源模块为LED阵列爆闪供电时，通过储能电容提供 LED阵列瞬间爆闪的电能。该方案虽然将原来的两个电源供电减少为只用一个电源供电，但是仅针对的是LED应用的频闪和爆闪功能，并不适用于需要瞬间大功率爆闪的气体爆闪灯。

实用新型内容

基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种补光灯。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种补光灯，包括气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路，所述控制电路分别与气体爆闪灯电路、频闪灯电路连接，所述控制电路根据一输入信号以确定输出爆闪灯信号至气体爆闪灯电路或输出频闪灯信号至频闪灯电路，所述补光灯还包括电源电路，所述电源电路包括倍压整流电路和升压电路，所述倍压整流电路分别与一供电电源和升压电路连接；所述升压电路分别与气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路连接以使升压电路的输出电压对气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路供电。

本实用新型的补光灯仅采用一个电压供电电路，即可实现气体爆闪灯电路和频闪灯电路的供电复用，简化了整体电路的结构；通过升压电路的设计，在气体爆闪灯工作时，可以适当减小与爆闪能量相关的其它指标，实现成本的降低。

作为优选方案，所述升压电路与所述控制电路之间设有电压调节电路，所述电压调节电路用于调节升压电路的输出电压。通过电压调节电路的设计，可以调节升压电路的输出电压，便于控制补光灯的爆闪和频闪功能。

作为优选方案，所述控制电路根据所述输入信号输出PWM信号至所述电压调节电路；所述电压调节电路接收PWM信号，并根据PWM信号输出偏置电阻；所述升压电路根据所述偏置电阻调节输出电压。根据输入信号的不同，可以输出不同的偏置电阻，从而调节输出电压。

作为优选方案，所述电压调节电路包括依次连接的光电耦合器、滤波电路和模拟电阻调节电路，所述光电耦合器接收所述PWM信号并转换为PWM波形，所述滤波电路对所述PWM波形进行滤波以生成电压信号，所述模拟电阻调节电路根据所述电压信号输出偏置电阻。

作为优选方案，所述升压电路包括升压电感、功率管、续流二极管、储能电容、反馈电阻和控制芯片，所述升压电感的一端与倍压整流电路连接，升压电感的另一端分别与续流二极管的正极和功率管的漏极连接，功率管的栅极接入控制芯片，功率管的源极连接一过流保护电路；所述续流二极管的负极分别与储能电容、反馈电阻连接；所述反馈电阻与所述偏置电阻并联，并接入控制芯片；所述控制芯片用于调节功率管的开关，以调节储能电容的输出电压。

作为优选方案，所述控制芯片根据并联的反馈电阻和偏置电阻以获得反馈电压，所述控制芯片比较反馈电压与基准参考电压以获取开关频率，所述开关频率用于调节功率管的开关。

作为优选方案，所述控制电路根据输入信号确定所需的充电电压，还根据所需的充电电压调取内置的预设值，根据所述预设值输出PWM信号。根据输入信号的不同确定所需的爆闪和频闪所需的充电电压，从而生成不同的PWM 信号。

作为优选方案，所述输入信号包括摄像机采集的车辆信息和/或光敏传感器采集的环境亮度信息。

作为优选方案，所述车辆信息包括车速和车流量。

作为优选方案，所述升压电路的输出电压的范围为400～700VDC。以满足爆闪功能所需的能量。

作为优选方案，所述气体爆闪灯电路包括爆闪灯驱动电路和气体爆闪灯，所述爆闪灯驱动电路接收控制电路发出的爆闪灯信号并输入所述升压电路的输出电压，以对气体爆闪灯进行爆闪驱动；所述频闪灯电路包括频闪灯驱动电路和频闪灯，所述频闪灯驱动电路接收控制电路发出的频闪灯信号并输入所述升压电路的输出电压，以对频闪灯进行频闪驱动。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：本实用新型的补光灯仅采用一个电压供电电路，即可实现气体爆闪灯电路和频闪灯电路的供电复用，简化了整体电路的结构；通过升压电路的设计，在气体爆闪灯工作时，可以适当减小与爆闪能量相关的其它指标，实现成本的降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的补光灯的电路框图；

图2是本实用新型实施例二的补光灯的电路框图；

图3是本实用新型实施例二的补光灯的电压调节电路和升压电路的连接电路图；

图4是本实用新型的补光灯的频闪电路的电路图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

实施例一：

如图1所示，本实施例的补光灯，包括倍压整流电路20、升压电路30、气体爆闪灯电路40、频闪灯电路50和MCU控制电路70。其中，倍压整流电路20和升压电路30构成补光灯的电源电路；补光灯的电源电路由供电电源 10供电，该供电电源10可以输出交流电或者直流电；具体地，供电电源10 与倍压整流电路20的输入端连接，倍压整流电路20用于将供电电源10输出的交流电或直流电转换为预设电压的直流电，倍压整流电路20可以采用现有的倍压整流电路实现。例如，该倍压整流电路可以对供电电源输出的交流电或直流电进行转换，并使输出直流电的电压值为供电电源的交流电的电压峰值或者直流电的电压值的数倍。该倍压整流电路20输出直流电的预设电压可以根据具体场景进行设置，在此不作限定。优选地，倍压整流电路为可选电路，当供电电源的输入电压大于预设的电压阈值时，则倍压整流电路切换为整流电路，例如：当供电电源的输入电压为90～170VAC，则使用倍压整流电路；当供电电源的输入电压为170～264VAC，则倍压整流电路切换为整流电路，即具有整流功能即可(无需具备倍压功能)。

倍压整流电路20的输出端与升压电路30的输入端连接，升压电路30用于对倍压整流电路20输出的直流电的预设电压进行升压，从而可以提高补光灯的电源电路的输出电压，升压电路30可以采用现有的升压电路实现，在此不详细述。升压电路30的输出端分别与气体爆闪灯电路40、频闪灯电路50 和控制电路70连接，使得升压电路30的输出电压V₀对气体爆闪灯电路40、频闪灯电路50和MCU控制电路70供电。由于升压电路从低电压到高电压持续的开关能量转换，提高了从供电电源输入的电压值，输出电压供给气体爆闪灯电路和频闪灯电路补光使用，实现了供电电路的复用。例如，供电电源通过倍压整流电路，输出电压为280～450VDC的电压，通过升压电路，输出电压为600～700VDC同时供给气体爆闪灯电路和频闪灯电路使用。另外，在爆闪补光瞬间的能量需要比较大的，能量公式E＝C*V₀*V₀/2，在提高输出电压V₀，储能电容量C可以减小约2.2倍，节约了成本，减小了电路体积。

其中，升压电路30的输出端与控制电路70之间设置辅助电源电路60，辅助电源电路60用于将升压电路的输出电压转换为低电压以对MCU控制电路70的工作供电。具体地，气体爆闪灯电路40包括相互连接的爆闪灯驱动电路401和气体爆闪灯管402，爆闪灯驱动电路401用于驱动气体爆闪灯管402 实现爆闪功能；频闪灯电路50包括相互连接的频闪灯驱动电路501和频闪灯 502，频闪灯驱动电路501用于驱动频闪灯502实现频闪功能；升压电路30的输出端分别与爆闪灯驱动电路401、频闪灯驱动电路501连接、辅助电源电路60的输入端连接，用于对气体爆闪灯管402、频闪灯502以及MCU控制电路70供电。其中，频闪灯502优选为LED频闪灯。

另外，本实施例的补光灯外接摄像机和光敏传感器80，具体地，补光灯的MCU控制电路70与外设的摄像机和光敏传感器80连接，用于接收摄像机和光敏传感器的输入信号，摄像机和光敏传感器的输入信号包括摄像机采集的车辆信息(包括车辆的车速和车流量)和光敏传感器采集的补光灯所处环境的环境亮度信息，并对摄像机采集的车辆信息和光敏传感器的采集信息进行分析处理，从而输出第一控制信号(即爆闪灯信号)到爆闪灯驱动电路401或者第二控制信号(即频闪灯信号)到频闪灯驱动电路501，实现气体爆闪灯402的爆闪补光功能或者频闪灯502的频闪补光功能。其中，第一控制信号和第二控制信号可以为模拟电平信号、使能信号、单脉冲信号、或多脉冲的PWM信号。例如：光敏传感器80采集补光灯所处环境的环境亮度信息，然后将该环境亮度信息转换成电平信号发送给MCU控制电路，假如，先在MCU控制电路设置亮度阈值为2.5V，当光敏传感器输出大于或等于2.5V的电平信号，MCU 控制电路根据接收的电平信号与亮度阈值2.5V对比，对比结果为大于或等于 2.5V时，此时MCU控制电路确定驱动气体爆闪灯则输出第一控制信号至爆闪灯驱动电路以驱动爆闪灯执行爆闪功能；当光敏传感器输出小于2.5V的电平信号，MCU控制电路根据接收的电平信号与亮度阈值2.5V对比，对比结果为小于2.5V，此时MCU控制电路确定驱动频闪灯则输出第二控制信号至频闪灯驱动电路以驱动频闪灯执行频闪功能。同理，可以在MCU控制电路设置车速阈值、车流量阈值等，MCU控制电路对车速和车流量的判断原理可以参考环境亮度信息的判断原理，在此不再赘述。

实际应用中，该光敏传感器可以采用例如光电晶体管、光敏电阻或光敏二极管等传感器实现。

具体地，本实施例的补光灯的工作原理为：

供电电源10，连接输入到倍压整流电路20，整流后的电压经过升压电路 30输出电压V₀；

升压电路30的输出电压V₀供给爆闪灯驱动电路401驱动气体爆闪灯402 使用；

升压电路30的输出电压V₀还供给频闪灯驱动电路501驱动频闪灯502使用；

升压电路30的输出电压V₀还供给辅助电源电路60，从而对MCU控制电路70的工作供电；

MCU控制电路70根据来自于摄像机采集的信号和光敏传感器的信号判断，输出第一控制信号到爆闪灯驱动电路401或者第二控制信号到频闪灯驱动电路501，实现气体灯的爆闪补光功能或者频闪补光功能。具体地，爆闪灯驱动电路401输入电压V₀，通过接收MCU控制电路70发出的第一控制信号进行动作开关，实现对气体爆闪灯402的爆闪功能；频闪灯驱动电路501输入电压V₀，通过接收MCU控制电路70发出的第二控制信号进行动作开关，实现对频闪灯502的恒流频闪驱动。

本实施例的补光灯仅采用一个电压供电电路，即可实现气体爆闪灯电路和频闪灯电路的供电复用，简化了整体电路的结构；通过升压电路的设计，在气体爆闪灯工作时，可以适当减小与爆闪能量相关的其它指标，实现成本的降低。

实施例二：

本实施例的补光灯，在实施例一所述的补光灯的基础上作进一步改进，其中，相同的电路及元器件的标号与实施例一的标号一致。

如图2所示，本实施例的补光灯，在升压电路30与MCU控制电路70之间设有电压调节电路90，电压调节电路90和升压电路30构成爆闪与频闪供电控制电路100，用于调节升压电路的输出电压V₀。爆闪与频闪供电控制电路 100实现了爆闪灯电路和频闪灯电路的电压调节电路共用，通过电压调节电路的设计，可以调节升压电路的输出电压，便于控制补光灯的爆闪和频闪功能。

具体地，MCU控制电路70根据输入信号输出PWM信号至电压调节电路 90，电压调节电路90接收PWM信号，并根据PWM信号输出偏置电阻；升压电路30根据偏置电阻调节输出电压V₀。其中，输入信号为摄像机采集的车辆信息和光敏传感器采集的补光灯所处环境的环境亮度信息，MCU控制电路接收摄像机采集的车辆信息(包括车速、车流量)和光敏传感器80采集的补光灯所处环境的环境亮度信息，计算出所需的充电电压值，还根据所需的充电电压调取内置的预设值，根据预设值输出PWM信号到电压调节电路90。

如图3所示，电压调节电路90包括依次连接的光电耦合器IC901、滤波电路和模拟电阻调节电路U902，光电耦合器IC901接收MCU控制器输出的 PWM信号并转换为PWM波形，滤波电路对PWM波形进行滤波以生成电压信号，模拟电阻调节电路U902根据电压信号输出偏置电阻。具体地，滤波电路包括滤波电阻R903和滤波电容C901，光电耦合器IC901分别连接下拉电阻 R901、上拉电阻R902和滤波电阻R903，下拉电阻R901接地，上拉电阻R902 由Vcc供电，滤波电阻R903分别与滤波电容C901、模拟电阻调节电路U902 的电压输入端连接，滤波电容C901接参考地，模拟电阻调节电路U902的参考电压端连接上拉电阻R904，上拉电阻R904由Vcc供电；模拟电阻调节电路U902的模拟电阻输出端Rw用于输出偏置电阻。其中，模拟电阻调节电路 U902输入电压VH范围为0～Vcc，正比于输出的偏置电阻的电阻值RH＝0～100kΩ。

如图3所示，升压电路30包括升压电感L301、开关功率管Q301、续流二极管D301、储能电容C301、输出电压采样电阻R301、反馈电阻R302和控制芯片IC301，升压电感L301的一端与倍压整流电路20的输出端连接，升压电感L301的另一端分别与续流二极管D301的正极和开关功率管Q301的漏极连接，开关功率管Q301的栅极接入控制芯片IC301的驱动电压引脚，开关功率管Q301的源极连接过流保护电路，过流保护电路包括过流保护电阻R303，过流保护电阻R303接参考地；续流二极管D301的负极分别与储能电容C301 的第一极、输出电压采样电阻R301连接，储能电容C301的第二极接参考地，输出电压采样电阻R301与反馈电阻R302连接；反馈电阻R302与模拟电阻调节电路U902输出的偏置电阻并联，并接入控制芯片IC301的电压反馈引脚FB；控制芯片IC301根据并联的反馈电阻R302和偏置电阻以获得反馈电压VFB，控制芯片IC301比较反馈电压VFB与基准参考电压以计算获取新的开关频率，开关频率用于调节功率管的开关，从而调节输出电压V₀的增大或减小，继而改变储能电容C301的储能大小，调节爆闪或频闪储存能量目的。其中，反馈电阻R302的阻值不大于5kΩ。

具体地，补光灯的工作原理为：

MCU控制电路接收摄像机采集的车辆信息(包括车速、车流量)和光敏传感器采集的补光灯所处环境的环境亮度信息，计算出所需的充电电压值，判断得到需要启动爆闪灯电路工作，接着根据所需的充电电压调取内置的预设值，MCU控制电路根据内置的预设值发出占空比D的PWM信号，经过光电耦合器IC901处理后，转换为占空比为(1-D)、幅值为Vcc的PWM波形；然后经过滤波电阻R903和滤波电容C901的平滑滤波，输出正比于(1-D)*Vcc 的电压，该电压输入到模拟电阻调节电路U902，模拟电阻调节电路U902输出(1-D)*100kΩ的偏置电阻；由于偏置电阻与反馈电阻R302并联，使得控制芯片IC301的反馈电压VFB减小，控制芯片把反馈电压与内部的基准值比较后提高开关频率，调节增大输出电压V₀，输出电压V₀在400～700VDC范围内调节，以满足爆闪功能所需的能量。此时输出的大电压V₀可供气体爆闪灯电路工作，也可提供给频闪灯电路工作和辅助电源电路使用。

当根据计算出所需的充电电压值，判断得到需要启动频闪工作模式，此时，升压电路正常工作在输出电压V₀＝400VDC，该电压可提供给频闪灯电路工作和辅助电源电路使用，此时MCU控制电路发送给电压调节电路的PWM信号的占空比为0，即爆闪与频闪供电的控制电路100不工作。

本实施例的其它电路以及电路的工作原理可以参考实施例一。

本实施例的补光灯通过电压调节电路的设计，使得升压电路的输出电压可调，使得爆闪或频闪储存能量的调节智能化；另外，在气体爆闪灯工作时，可以适当减小与爆闪能量相关的其它指标，实现成本的降低。

作为优选实施例，MCU控制电路接收的输入信号还可以为摄像机采集的车辆信息和光敏传感器采集的补光灯所处环境的环境亮度信息中的一个。

对频闪灯电路的说明：

如图4所示，频闪灯驱动电路501包含变压器T501、控制芯片IC501、功率管Q501、采样保护电阻R501、副边整流管D501和输出滤波电容C501，具体的连接关系参考图4。

具体地，频闪灯驱动电路501的工作原理为：

控制芯片IC501从MCU控制电路获取第二控制信号(可以是PWM信号或模拟电平信号或使能信号)，与从原边的采样保护电阻R501采样得到的电流(电流与副边的LED电流比为T501匝比倒数)进行比较后，内部调节占空比，输出不同的PWM脉冲对Q501进行开通/关断操作，把变压器T501的能量从一次侧传送到二次侧，来增大或减小LED灯502的工作电流，从而实现频闪目的。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种补光灯，包括气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路，所述控制电路分别与气体爆闪灯电路、频闪灯电路连接，所述控制电路根据一输入信号以确定输出爆闪灯信号至气体爆闪灯电路或输出频闪灯信号至频闪灯电路，其特征在于，所述补光灯还包括电源电路，所述电源电路包括倍压整流电路和升压电路，所述倍压整流电路分别与供电电源和升压电路连接；所述升压电路分别与气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路连接以使升压电路的输出电压对气体爆闪灯电路、频闪灯电路和控制电路供电。

2.根据权利要求1所述的一种补光灯，其特征在于，所述升压电路与所述控制电路之间设有电压调节电路，所述电压调节电路用于调节升压电路的输出电压。

3.根据权利要求2所述的一种补光灯，其特征在于，所述控制电路根据所述输入信号输出PWM信号至所述电压调节电路；所述电压调节电路接收PWM信号，并根据PWM信号输出偏置电阻；所述升压电路根据所述偏置电阻调节输出电压。

4.根据权利要求3所述的一种补光灯，其特征在于，所述电压调节电路包括依次连接的光电耦合器、滤波电路和模拟电阻调节电路，所述光电耦合器接收所述PWM信号并转换为PWM波形，所述滤波电路对所述PWM波形进行滤波以生成电压信号，所述模拟电阻调节电路根据所述电压信号输出偏置电阻。

5.根据权利要求4所述的一种补光灯，其特征在于，所述升压电路包括升压电感、功率管、续流二极管、储能电容、反馈电阻和控制芯片，所述升压电感的一端与倍压整流电路连接，升压电感的另一端分别与续流二极管的正极和功率管的漏极连接，功率管的栅极接入控制芯片，功率管的源极连接一过流保护电路；所述续流二极管的负极分别与储能电容、反馈电阻连接；所述反馈电阻与所述偏置电阻并联，并接入控制芯片；所述控制芯片用于调节功率管的开关，以调节储能电容的输出电压。

6.根据权利要求5所述的一种补光灯，其特征在于，所述控制芯片根据并联的反馈电阻和偏置电阻以获得反馈电压，所述控制芯片比较反馈电压与基准参考电压以获取开关频率，所述开关频率用于调节功率管的开关。

7.根据权利要求3所述的一种补光灯，其特征在于，所述控制电路根据输入信号确定所需的充电电压，还根据所需的充电电压调取内置的预设值，根据所述预设值输出PWM信号。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种补光灯，其特征在于，所述输入信号包括摄像机采集的车辆信息和/或光敏传感器采集的环境亮度信息。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种补光灯，其特征在于，所述升压电路的输出电压的范围为400～700VDC。

10.根据权利要求1-7任一项所述的一种补光灯，其特征在于，所述气体爆闪灯电路包括爆闪灯驱动电路和气体爆闪灯，所述爆闪灯驱动电路接收控制电路发出的爆闪灯信号并输入所述升压电路的输出电压，以对气体爆闪灯进行爆闪驱动；所述频闪灯电路包括频闪灯驱动电路和频闪灯，所述频闪灯驱动电路接收控制电路发出的频闪灯信号并输入所述升压电路的输出电压，以对频闪灯进行频闪驱动。