CN211720796U - 一种灯珠控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电灯技术领域，具体涉及一种灯珠控制电路。该灯珠控制电路包括开关管、控制器、分压电路、整流模块、储能模块和供电支路；供电支路用于连接交流电，供电支路上串设有开关管且设置有用于串设灯珠的接口；整流模块的交流端用于连接交流电，直流端连接有分压电路，还连接有储能模块；控制器的信号输入端连接分压电路的分压点，控制器的供电端连接储能模块的正极，控制器的信号输出端连接开关管的控制端。本实用新型通过控制电灯控制开关便可实现电灯的不同点亮方式，无需修改控制器内部软件程序，简单方便，满足不同需求。而且，该电路结构简单、成本较低，容易实现。

Description

一种灯珠控制电路

技术领域

本实用新型属于电灯技术领域，具体涉及一种灯珠控制电路。

背景技术

中国的交流电为50Hz，即每秒变化50次，所以直接使用交流电的电灯，都是有闪动的，闪动频率一般为100次/秒，是电网频率一倍，即每秒变化100次。人眼感官能够感知的变化为30Hz以内，每秒100次的灯光变化(由明变暗，再由暗变明)虽不会被人们感知到，但这些变化(闪动)对于人眼会有作用。如强光作用于人眼，眼中瞳孔会收缩；对于弱光，瞳孔会放大。所以直接应用交流电的电灯对于眼睛会有伤害，特别是对经常要用电灯看书的学生。

为了减轻上述伤害，有学者发明了每秒变化上万次的高频灯。由于人的眼睛根本来不及随之变化，根本感觉不到变化，从而就可以说是“不变”了，以达到护眼的目的。该种高频灯需使用电子变频，先将50Hz交流电变成高频交流电，再用高频交流电点灯。但是，高频电的电磁辐射也会增大，即高频灯的电磁辐射比普通白炽灯、荧光灯的电磁辐射大。而且，高频闪不等于不闪。

为了解决上述问题，授权公告号为CN2852594Y的中国实用新型专利公开了一种色调可连续自动渐变的LED面光源，包括单片机和三种颜色的LED，单片机分别输出不同的PWM信号驱使对应的LED点亮。例如，驱动红色LED的PWM信号的占空比由最小线性变化到最大，驱动绿色LED的PWM信号的占空比保持最小，驱动绿色LED的PWM信号的占空比由最大线性变到最小，从而实现红色LED亮度从最小线性变化到最大，绿色LED亮度保持不变，蓝色LED亮度从最大线性变到最小。而对于用户，其需求并不是一成不变的，对于一个LED，可能有时需要LED亮度保持不变，有时需要LED亮度线性变化到最大以保护眼睛。当用户的需求改变时，此时需要改变单片机的内部程序才能实现，处理起来较为繁琐且浪费时间。

实用新型内容

本实用新型提供了一种灯珠控制电路，用以解决当用户需求改变时需要改变单片机内部程序造成的处理繁琐的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案包括：

本实用新型提供了一种灯珠控制电路，包括开关管、控制器、分压电路、整流模块、储能模块和供电支路；所述供电支路用于连接交流电，供电支路上串设有开关管且供电支路上设置有用于串设灯珠的接口；所述整流模块的交流端用于连接交流电，所述整流模块的直流端连接有分压电路，所述整流模块的直流端还连接有储能模块；所述控制器的信号输入端连接分压电路的分压点，所述控制器的供电端连接储能模块的正极，所述控制器的信号输出端连接开关管的控制端。

上述技术方案的有益效果为：本实用新型的灯珠控制电路，在打开电灯控制开关时，交流电给灯珠控制电路供电，此时交流电通过整流模块转换为直流电，储能模块进行储能的同时还给控制器供电，控制器的信号输入端检测到第一电位信号(可能为高电位信号)后，通过信号输出端输出第一控制信号给开关管，使灯珠根据第一控制信号点亮。接着，关闭电灯控制开关，储能模块给控制器供电，控制器的信号输入端检测到第二电位信号(可能为低电位信号)；再次打开电灯控制开关，控制器的信号输入端检测到第一电位信号，该过程中控制器便检测到第二电位信号到第一电位信号的变化，控制器根据该变化的电位信号通过信号输出端输出第二控制信号给开关管，使灯珠根据第二控制信号点亮。具体的第一控制信号和第二控制信号可根据需求设置，例如第一控制信号为占空比越来越大的PWM脉冲，第二控制信号为高电位信号，从而通过控制电灯控制开关便可实现电灯的不同点亮方式，无需修改控制器内部软件程序，简单方便，满足不同需求。而且，该电路结构简单、成本较低，容易实现。

作为控制电路的进一步改进，为了给控制器提供稳定的电压使控制器安全可靠工作，所述储能模块两端连接有第一稳压管。

作为控制电路的进一步改进，所述控制器的信号输入端与整流模块直流端的负极之间连接有第二稳压管。

作为控制电路的进一步改进，所述整流模块包括第一整流模块和第二整流模块；所述第一整流模块的交流端用于连接交流电，所述第一整流模块的直流端连接有储能模块；所述第二整流模块的交流端用于连接交流电，所述第二整流模块的直流端连接有分压电路。

作为控制电路的进一步改进，为了简单方便实现整流，所述第一整流模块和第二整流模块均为整流二极管。

作为控制电路的进一步改进，所述第一整流模块的直流端与储能模块之间串设有第一分压限流电阻。

作为控制电路的进一步改进，为了对交流电进行分压限流，该控制电路还包括第二分压限流电阻，串设在整流模块的交流端与交流电之间。

作为控制电路的进一步改进，所述储能模块为第一电容。

作为控制电路的进一步改进，所述分压电路中与第一整流模块的负极连接的分压模块为第二电容。

附图说明

图1是本实用新型的工作原有灯珠控制电路的电路图；

图2是本实用新型的工作在直流电环境下的灯珠控制电路的电路图；

图3是本实用新型的工作在直流电环境下的灯珠控制电路的包括具体结构形式的电源转换模块的电路图。

具体实施方式

控制电路实施例：

该实施例提供了一种灯珠控制电路，其电路图如图2所示。该实施例中的灯珠是一种工作在直流电流环境下的灯珠，其原有灯珠控制电路的电路图如图1所示。该实施例的灯珠控制电路在原有灯珠控制电路的基础上增加了部分电路，以达到既可以控制灯珠从最暗缓慢变亮，又可以控制灯珠直接点亮的效果。

如图1所示，原有灯珠控制电路包括供电支路，供电支路上设置有电源转换模块(实际为整流模块)，电源转换模块的交流端连接火线L及零线N，电源转换模块的直流端连接有灯珠。图1中灯珠的个数为4个，可根据实际情况调整。从而可实现在打开电灯控制开关时，交流电给通过电源转换模块转换为24V直流电，给灯珠供电，点亮灯珠。

电源转换模块的具体电路形式可如图3所示，包括桥式整流模块，为了避免交流电的反峰脉冲损坏灯珠，桥式整流模块的直流端并联有第三电容C3，以将整流后的脉动直流电滤波成平滑的直流电，避免100Hz的脉动闪烁。第三电容C3可选择400V/22uF的电容。

增加部分电路后的灯珠控制电路如图2所示，增加的部分电路包括单片机IC、场效应管Q1、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第一电容C1、分压电路(包括第三分压限流电阻R3和第二电容C2)、第一分压限流电阻R1、第二分压限流电阻R2、第一稳压管WD1、第二稳压管WD2和偏置电阻R4。

火线L依次通过第二分压限流电阻R2、第一整流二极管D1、第一分压限流电阻R1连接第一电容C1的正极，第一电容C1的负极连接零线N，且零线N接地；火线L依次通过第二分压限流电阻R2、第二整流二极管D2、分压电路(包括串设的第三分压限流电阻R3和第二电容C2)接地。第一电容C1的两端连接有第一稳压管WD1，第二电容C2的两端连接有第二稳压管WD2。

单片机的信号输入端(单片机IC的1脚)连接第二电容C2的正极(即分压电路的分压点)，供电端(单片机IC的2脚)连接第一电容C1的正极，信号输出端(单片机IC的8脚)连接场效应管Q1的栅极(即场效应管Q1的控制端)，地端(单片机IC的4脚)接地。单片机IC的其余引脚未使用。效应管Q1与灯珠串联，且场效应管Q1的栅极和源极之间串设有偏置电阻R4。单片机IC的信号输出端可根据情况输出一个占空比越来越大的PWM脉冲或者直接输出高电位，以控制灯珠由暗慢慢变量或者直接亮起。

其中，第二分压限流电阻R2是为了对220V交流电进行分压限流作用，可选用75KΩ的电阻；第一分压限流电阻R1和第三分压限流电阻R3分别是为了保护第一稳压管WD1、第二稳压管WD2的分压限流电阻，可均选用270Ω的电阻；偏置电阻R4可选用10KΩ的电阻；第一整流二极管D1、第二整流二极管D2均可选用1N4007型二极管；第一电容C1一方面是为了对第一整流二极管D1整流后的脉动直流电进行滤波，另一方面还可进行储能，可选用470uF/35V的电容；第二电容C2一方面是为了对第二整流二极管D2整流后的脉动直流电进行滤波，另一方面还可进行储能，可选用100uF/35V的电容；第一稳压管WD1、第二稳压管WD2均为了保护单片机IC的内部电路，均为5V的稳压管；单片机IC可选用STC15F104型单片机。

其工作过程及原理为：

当市电220V的火线和零线进入该电灯内，一路进入电源转换模块输出24V的直流电源，一路中的火线经过第二分压限流电阻R2后，再分别经过第一整流二极管D1、第二整流二极管D2，分别输出一个脉动直流电。一路脉动直流电经过第一分压限流电阻R1再次分压，并由第一电容C1滤波后，在第一稳压管WD1上得到一个5V的直流电进入单片机的IC的供电端与零线构成电流回路，给单片机IC供电。

当第一次打开电灯控制开关时，单片机IC被供电，同时另一路脉动直流电经过第三分压限流电阻R3再次分压，并由第二电容C2滤波后，在第二稳压管WD2上得到一个5V的直流电，单片机的信号输入端检测到高电位，该过程中第一电容C1和第二电容C2进行储能，单片机执行第一套程序，使信号输出端输出一个占空比越来越大的PWM脉冲作用于场效应管Q1的栅极，使灯珠的通电电流在5～15秒内达到最大，即灯珠从暗慢慢变亮。如果需要一下亮起，则再次关闭电灯控制开关，第二电容C2、第一电容C1均放电，由于第二电容C2存储的电能比第一电容C1存储的电容多，单片机的信号输入端检测到低电位，在较短时间内再次打开电灯控制开关，这时单片机IC的供电端再次得电，其单片机的信号输入端再次检测到高电位，也即单片机的信号输入端检测到由低电位到高电位的变化，此时单片机内部程序跳转至另一套程序，使信号输出端直接输出高电位，使场效应管Q1直接导通，灯珠也直接亮起。

需说明的是，单片机执行的第一套程序和第二套程序可修改，例如，第一套程序使单片机的信号输出端直接输出高电位，第二套程序使单片机的信号输出端输出占空比越来越大的PWM脉冲。

在该实施例中，分压电路包括串设的第三分压限流电阻R3和第二电容C2，作为其他实施方式，可不使用第二电容C2，直接使用两个电阻作为分压电路。在第一次打开电灯控制开关时，控制器的信号输入端可以检测到高电位，在关闭电灯控制开关时，控制器的信号输入端同样可以检测到低电位，而再次打开电灯控制开关时，控制器的信号输入端又可以检测到高电位，根据这些检测的电位变化，可实现第一次打开电灯控制开关时灯珠从暗慢慢变量，第二次打开电灯控制开关时灯珠直接亮起。

在该实施例中，使用了两个整流二极管以将交流电转换为直流电。作为其他实施方式，可使用现有的其他可实现整流的模块，例如由二极管构成的桥式整流模块。而且，还可将两个整流二极管整合成一个整流模块，该整流模块的直流端连接第一电容，还连接分压电路。

整体来看，该灯珠控制电路可实现设定时间内灯珠从最暗缓慢变亮，避免灯珠对眼睛的刺激，减轻眼睛疲劳；而且，该灯珠控制电路还可根据需求使灯珠逐渐变亮或者直接变亮，满足不同人的不同需求。整体来看，该灯珠控制电路结构简单、成本较低，通过简单耐用的可靠电子器件即可组成实现；该灯珠控制电路通过场效应管进行控制，可以达到发热量小、甚至不发热的目的。

Claims (9)

1.一种灯珠控制电路，其特征在于，包括开关管、控制器、分压电路、整流模块、储能模块和供电支路；

所述供电支路用于连接交流电，供电支路上串设有开关管且供电支路上设置有用于串设灯珠的接口；

所述整流模块的交流端用于连接交流电，所述整流模块的直流端连接有分压电路，所述整流模块的直流端还连接有储能模块；

所述控制器的信号输入端连接分压电路的分压点，所述控制器的供电端连接储能模块的正极，所述控制器的信号输出端连接开关管的控制端。

2.根据权利要求1所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述储能模块两端连接有第一稳压管。

3.根据权利要求1所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述控制器的信号输入端与整流模块直流端的负极之间连接有第二稳压管。

4.根据权利要求1所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述整流模块包括第一整流模块和第二整流模块；所述第一整流模块的交流端用于连接交流电，所述第一整流模块的直流端连接有储能模块；所述第二整流模块的交流端用于连接交流电，所述第二整流模块的直流端连接有分压电路。

5.根据权利要求4所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述第一整流模块和第二整流模块均为整流二极管。

6.根据权利要求4所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述第一整流模块的直流端与储能模块之间串设有第一分压限流电阻。

7.根据权利要求1所述的灯珠控制电路，其特征在于，该控制电路还包括第二分压限流电阻，串设在整流模块的交流端与交流电之间。

8.根据权利要求1所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述储能模块为第一电容。

9.根据权利要求4～6任一项所述的灯珠控制电路，其特征在于，所述分压电路中与第一整流模块的负极连接的分压模块为第二电容。

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