CN213991083U - 恒流驱动的紫外线灯控制电路及空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种恒流驱动的紫外线灯控制电路，恒流驱动的紫外线灯控制电路包括电源输入端、紫外线灯、启动元件、主控电路、开关电路和恒流驱动电路。启动元件的第一端接地，主控电路包括按键输入端和控制输出端，主控电路的按键输入端与启动元件的第二端连接，开关电路包括受控端、输入端和输出端，开关电路的受控端与主控电路的控制输出端连接，开关电路的输入端与电源输入端连接，恒流驱动电路，恒流驱动电路具有输入端和输出端，恒流驱动电路的输入端与开关电路的输出端连接，恒流驱动电路的输出端与紫外线灯的输入端连接。从而提高空气净化器工作的稳定性。

Description

恒流驱动的紫外线灯控制电路及空气净化器

技术领域

本实用新型涉及紫外线灯控制技术领域，特别是一种恒流驱动的紫外线灯控制电路及空气净化器。

背景技术

空气净化器作为现在家庭常用的清洁器件，主要是通过紫外线灯实现杀菌消毒的功能，紫外线灯因为其特殊性，需要其电流达到一定值时，发出的紫外光才具有杀菌性，在传统的紫外线灯控制电路中，往往采用串联电阻的方式设置电流，但是紫外线灯制作工艺的复杂性使其正向电压值非常的不稳定，这就会造成有时流过紫外线灯的电流值不能满足其杀菌的需求，很大程度上影响了空气净化器工作的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种恒流驱动的紫外线灯控制电路。旨在提高空气净化器工作的稳定性。

实现上述目的，本实用新型提出一种恒流驱动的紫外线灯控制电路，应用于空气净化器，所述恒流驱动的紫外线灯控制电路包括：

电源输入端，用于接入第一电压；

紫外线灯；

启动元件，所述启动元件的第一端接地，所述启动元件用于在用户启动所述空气净化器时，输出开启信号；

主控电路，所述主控电路包括按键输入端和控制输出端，所述主控电路的按键输入端与所述启动元件的第二端连接，并用于根据开启信号，输出控制信号；

开关电路，所述开关电路包括受控端、输入端和输出端，所述开关电路的受控端与所述主控电路的控制输出端连接，所述开关电路的输入端与所述电源输入端连接，并用于根据控制信号，导通所述开关电路的输入端和输出端之间的通路；以及

恒流驱动电路，所述恒流驱动电路具有输入端和输出端，所述恒流驱动电路的输入端与所述开关电路的输出端连接，所述恒流驱动电路的输出端与所述紫外线灯的阳极连接，并用于在所述开关电路导通恒流驱动电路的输入端和所述电源输入端之间的通路时，驱动所述紫外线灯工作。

可选地，所述主控电路包括主控芯片，所述主控芯片，所述主控芯片具有按键输入脚和控制输出脚，所述主控电路的按键输入端为所述主控芯片的按键输入脚，所述主控电路的控制输出端为所述主控芯片的控制输出脚。

可选地，所述开关电路包括开关管、第一电阻和第二电阻，所述开关管具有输入脚、输出脚和受控脚，所述开关管的输入脚、所述电源输入端分别与所述第二电阻的第一端连接，所述开关管的受控脚、所述第二电阻的第二端分别与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电阻的第一端与所述主控芯片的控制输出脚连接；所述开关电路的受控端为所述第一电阻的第一端，所述开关电路的输入端为所述开关管的输入脚，所述开关电路的输出端为所述开关管的输出脚。

可选地，所述开关管为PMOS管，所述PMOS管具有第一脚、第二脚和受控脚，所述开关管的输入脚为所述PMOS管的第一脚，所述开关管的输出脚为所述PMOS管的第二脚，所述开关管的受控脚为所述PMOS管的受控脚。

可选地，所述恒流驱动电路包括升压恒流驱动芯片、第一电感、第一击穿二极管和电流设置电阻，所述升压恒流驱动芯片具有升压脚、电源正脚、使能脚、电源负脚、电流设置脚和输出脚，所述升压恒流驱动芯片的使能脚、电源正脚、第一电感的第二端分别与所述开关管的输出脚连接，所述升压恒流驱动芯片的升压脚、第一电感的第一端分别与第一击穿二极管的阳极连接，所述第一击穿二极管的阴极、所述升压恒流驱动芯片的输出脚分别与所述紫外线灯的阳极连接，所述紫外线灯的阴极、所述电流设置电阻的第一端分别与所述升压恒流驱动芯片的电流设置脚连接，所述电流设置电阻的第二端、所述升压恒流驱动芯片的电源负脚均接地，所述恒流驱动电路包括的输出端为所述升压恒流驱动芯片的输出脚，所述恒流驱动电路包括的输入端为所述恒流驱动电路包括的的电源正脚。

可选地，所述开关电路包括开关管和第二电阻，所述开关管具有受控脚、第一脚和第二脚，所述开关管的受控脚与第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述主控芯片的LED控制信号输出脚连接，所述开关管的第二脚与地连接，所述开关电路的受控端为所述第二电阻的第一端，所述开关电路的第一端为所述开关管的第一脚，所述开关电路的第二端为所述开关管的第二脚。

可选地，所述升压恒流驱动芯片的型号为ME2214。

可选地，所述电流设置电阻的阻值为3.33欧。

可选地，所述恒流驱动电路还用于在所述第一电压的电压值低于所述紫外线灯的正向电压值时，将所述第一电压进行升压电压转换后输出，以驱动所述紫外线灯工作。

可选地，所述恒流驱动的紫外线灯控制电路还包括转换电路，所述主控电路还具有电源端，所述主控电路的电源端与所述转换电路的输出端连接，所述转换电路的输入端与所述电源输入端连接，并用于将所述电源输入端接入的第一电压进行电压转换后输出。

为提高空气净化器工作的稳定性，本实用新型还提出了一种空气净化器，所述空气净化器包括如上述任一所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路。

本实用新型通过电源输入端、紫外线灯、启动元件、主控电路、开关电路和恒流驱动电路组成了恒流驱动的紫外线灯控制电路，电源输入端用于接入第一电压，启动元件用于在用户启动所述空气净化器时，输出开启信号，主控电路用于根据开启信号，输出控制信号，输出LED控制信号，开关电路用于根据控制信号，导通所述开关电路的输入端和输出端之间的通路，恒流驱动电路用于在所述开关电路导通恒流驱动电路的输入端和电源输入端之间的通路时，驱动所述紫外线灯工作。从而提高空气净化器工作的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本是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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型恒流驱动的紫外线灯控制电路的电路模块示意图；

图2为本实用新型恒流驱动的紫外线灯控制电路一实施例的具体电路图；

图3为本实用新型恒流驱动的紫外线灯控制电路另一实施例的具体电路图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				00	电源输入端	10	启动元件
20	主控电路	30	开关电路
				40	恒流驱动电路	50	紫外线灯

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有设计“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特种可以明示或者隐含地包括至少一个该特种。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不再本实用新型要求的保护范围之内。

为提高空气净化器工作的稳定性。参考图1，本实用新型提出一种恒流驱动的紫外线灯控制电路，包括电源输入端00、启动元件10、主控电路20、开关电路30、恒流驱动电路40和紫外线灯50，启动元件10的第一端接地，主控电路20包括按键输入端和控制输出端，主控电路20的按键输入端与启动元件10的第二端连接，开关电路30包括受控端、输入端和输出端，开关电路30的受控端与主控电路20的控制输出端连接，开关电路30的输入端与电源输入端00连接，恒流驱动电路40具有输入端和输出端，恒流驱动电路40的输入端与开关电路30的输出端连接，恒流驱动电路的输出端与紫外线灯的输入端连接。

其中，电源输入端00用于接入第一电压V1，启动元件10用于在用户启动空气净化器时，输出开启信号，主控电路20用于根据开启信号，输出控制信号，开关电路30用于根据控制信号，导通开关电路30的输入端和输出端之间的通路，恒流驱动电路40用于在开关电路30导通恒流驱动电路40的输入端和电源输入端之间的通路时，驱动紫外线灯工作。

在空气净化器使用过程中，当用户需要开启空气净化器时，通过启动元件10，使启动元件输出开启信号，启动元件10可以是拨动开关，也可以是轻触开关。当主控电路20获得开启信号后，输出控制信号，控制开关电路30，使开关电路30的输入端和输出端导通，从而使电源输入端00接入的第一电压V1与恒流驱动电路40的输入端连接，恒流驱动电路40通过输入端接收第一电压，并且输出稳定的第一电流从而驱动紫外线灯以恒定的电流值工作。其中，恒流驱动电路40输出的电流值，可以通过恒流芯片选型进行设置，也可以通过采用可编译输出电流的恒流驱动芯片在其可调范围内调整输出电流值进行设置。本实施例中的方案可以通过输出恒定的电流值，满足紫外线灯能够正常起到杀菌消毒功能的电流值，其中满足紫外线灯50能够正常起到杀菌消毒功能的电流值可以根据不同紫外线灯的选型进行选择，防止生产中同一批次紫外线灯因为其正向电压值的差异性，造成不良率提高的问题。在一实施例中，第一电压V1可以为电压值为10V的直流电压，启动元件10为拨动开关，满足紫外线灯50杀菌效果的电流值为60mA，正向电压为6V，用户将拨动开关拨动至开机位置，主控电路20随即控制开关电路30打开第一电压和恒流驱动电路40的输入端之间的通路，恒流驱动电路40设置为可以稳定输出60mA电流，即满足了紫外线灯50正常杀菌工作的效果。

本实用新型通过电源输入端00、紫外线灯50、启动元件10、主控电路20、开关电路30和恒流驱动电路40组成了恒流驱动的紫外线灯控制电路，电源输入端00用于接入第一电压，启动元件10用于在用户启动所述空气净化器时，输出开启信号，主控电路20用于根据开启信号，输出控制信号，输出LED控制信号，开关电路30用于根据控制信号，导通所述开关电路的输入端和输出端之间的通路，恒流驱动电路40用于在所述开关电路导通恒流驱动电路的输入端和电源输入端之间的通路时，驱动所述紫外线灯工作。从而提高空气净化器工作的稳定性。

参考图2，在本实用新型一实施例中，主控电路20包括主控芯片U1，主控芯片U1具有按键输入脚KEY和控制输出脚CON，主控电路20的按键输入端为主控芯片U1的按键输入脚KEY，主控电路20的控制输出端为主控芯片的控制输出脚CON。

其中，主控芯片U1为MCU，启动元件10为拨动开关S1，S1的第一端接地，S1的第二端与U1的KEY连接，当用户启动空气净化器时，将S1拨动使其第一端与第二端之间的通路导通，U1通过KEY接地，获得低电平信号，即确认空气净化器已经启动，从而通过CON输出低电平信号。当用于想关闭空气净化器时，即将S1断开其第一端和第二端之间的通路，U1的KEY脚悬空未能接收到低电平信号，即确认空气净化器已经关闭，从而停止通过CON输出低电平信号。通过主控芯片U1，可以在接收到开启信号时候，较快反应输出控制信号，灵敏度较高，并且集成度高，电路结构简单，功耗较低，节省成本，提高续航能力。

可选地，U1除了使用MCU外，主控芯片还可以使用DSP(Digital Signal Process，数字信号处理芯片)、FpGA(Field Programmable Gate Array，可编程逻辑门阵列芯片)，在实际运用中，可以根据实际需求选择合适的芯片，此处不作限定。

参考图2，开关电路30包括开关管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，开关管Q1具有输入脚、输出脚和受控脚，开关管Q1的输入脚、第一电压V1分别与第二电阻R2的第一端连接，开关管Q1的受控脚、第二电阻R2的第二端分别与第一电阻R1的第二端连接。第一电阻R1的第一端与主控芯片U1的控制输出脚CON连接。开关电路30的受控端为第一电阻R1的第一端，开关电路30的输入端为开关管Q1的输入脚，开关电路30的输出端为开关管Q1的输出脚。开关管为PMOS管，PMOS管具有第一脚、第二脚和受控脚，开关管的输入脚为PMOS管的第一脚，开关管的输出脚为PMOS管的第二脚，开关管的受控脚为PMOS管的受控脚。

其中，当U1输出低电平信号时，Q1的受控脚通过R1被下拉接地，根据PMOS的导通特性，当Ugs小于Uth时，PMOS的第一脚和第二脚之间导通，因为PMOS的第一脚与第一电压V1连接，所以当Q1的受控脚被下拉接地时，Q1满足了PMOS的导通条件，Q1的输入脚和输出脚之间的通路导通。同理，当U1停止输出低电平信号时，Q1的受控脚的电压被R2上拉至第一电压同一电压值，此时Q1不满足PMOS管的导通条件，Q1的输入脚和输出脚之间的通路断开。通过PMOS作为开关管，由于驱动紫外线灯需要的电压值较大，而PMOS具有高耐压的特性，可以良好的起到开关作用，提高了整体电路工作的安全性和稳定性。

可选地，Q1为PMOS，除此以外Q1可以为其他电子开关或者是MOS管、IGBT管等，在实际运用中，可以根据实际需求选择合适的开关管，此处不作限定。

参考图2，恒流驱动电路40包括升压恒流驱动芯片U2、第一电感L1、第一击穿二极管D1和电流设置电阻R3，升压恒流驱动芯片U2具有升压脚LX、电源正脚VIN、使能脚EN、电源负脚GND、电流设置脚FB和输出脚OUT，升压恒流驱动芯片U2的使能脚EN、电源正脚VIN、第一电感L1的第二端分别与开关管的输出脚OUT连接，升压恒流驱动芯片U2的升压脚LX、第一电感L1的第一端分别与第一击穿二极管D1的阳极连接，第一击穿二极管D1的阴极、升压恒流驱动芯片U2的输出脚OUT分别与紫外线灯的输入端连接，紫外线灯的输出端、电流设置电阻R3的第一端分别与升压恒流驱动芯片U2的电流设置脚FB连接，电流设置电阻R3的第二端、升压恒流驱动芯片U2的电源负脚GND均接地，恒流驱动电路40包括的输出端为升压恒流驱动芯片U2的输出脚OUT，恒流驱动电路40包括的输入端为恒流驱动电路40包括的的电源正脚VIN。恒流驱动电路40还用于在第一电压V1的电压值低于紫外线灯的正向电压值时，将第一电压V1进行升压转换后输出，以驱动紫外线灯工作。升压恒流驱动芯片U2的型号为ME2214，电流设置电阻的阻值为3.33欧。

其中，升压恒流驱动芯片U2选用了可以设置输出电流的ME2214，在Q1的输入脚和输出脚导通后，U2通过VIN与第一电压V1连接，根据ME2214的工作原理，其输出的电流值为200mV除以电流设置电阻的阻值。例如，若满足紫外线灯50杀菌效果的电流值为60mA，可以将电流设置电阻的阻值设置为3.33欧，即计算的出来的电流值为60mA，满足了紫外线灯50的杀菌效果电流需求。除此以外，若第一电压V1的电压值小于紫外线灯50的正向电压值，例如，第一电压V1的电压值为5V，紫外线灯50的正向电压值为7V，满足紫外线灯50杀菌效果的电流值为60mA，U2根据ME2214的工作原理，还可以通过第一电感L1的蓄能作用将输出电压的电压值提高，提高到直至可以稳定产生60mA电流以满足紫外线灯50的杀菌效果。第一击穿二极管D1起到保护作用，防止过高电压损坏器件。通过采用升压恒流驱动芯片ME2214，提高了对于不同紫外线灯类型的兼容性，同时，还能够支持升压兼容多种输入电压，提高了对于接入电压的兼容性，并且，器件封装较小，外围电路结构简单，精简了电路结构，成本较低。

参考图3，在本实用新型一实施例中，恒流驱动的紫外线灯控制电路还包括转换电路60，主控电路20还具有电源端，主控电路20的电源端与转换电路60的输出端连接，转换电路60的输入端与电源输入端00连接，并用于将电源输入端接入的第一电压V1进行电压转换后输出。转换电路60包括电压转换芯片U3、第一电容C1和第二电容C2，U3的第一脚、第一电容C1的第一端分别与第一电压V1连接，U3的第三脚、第二电容C2的第一端分别与第二电压V2连接，U3的第二脚、第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端均接地，转换电路60的输入端位U3的第一脚，转换电路60的输出端为U3的第三脚，U1还具有电源脚VCC，主控电路20的电源端为U1的电源脚VCC。

其中，电压转换芯片U3将第一电压V1进行的电压转换后输出第二电压V2，由于电路中部分芯片例如主控芯片U1，作为精密仪器且封装较小，无法承受电池电压直接供电，需要通过电压转换芯片U1将电池的电压进行降压转换后再为其供电，第一电容C1与第二电容C2接起到稳压滤波的作用，防止在电压变化过程中产生电压尖峰损坏其他的与其输出第二电压V2连接的电子元件。通过电压转换芯片，可以提高电路工作的安全性，并且可以提高电路的兼容性，兼容不同电压需求的芯片。

可选地，在本实施例中，电压转换芯片U1为LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器芯片)，除此以外，可以使用降压芯片或者DC-DC(直流-直流，指直流电压之间的转换)芯片，在实际运用中，可以根据实际需求选择合适的降压芯片，此处不作限定。

本实用新型还提出一种空气净化器，空气净化器包括如上述任一项的恒流驱动的紫外线灯控制电路。

值得注意的是，恒流驱动的紫外线灯控制电路的详细电路可参照上述实施例，此处不再赘述。可以理解的是，由于在空气净化器中使用了上述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，因此，空气净化器的实施例包括上述恒流驱动的紫外线灯控制电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种恒流驱动的紫外线灯控制电路，应用于空气净化器，其特征在于，所述恒流驱动的紫外线灯控制电路包括：

电源输入端，用于接入第一电压；

紫外线灯；

启动元件，所述启动元件的第一端接地，所述启动元件用于在用户启动所述空气净化器时，输出开启信号；

主控电路，所述主控电路包括按键输入端和控制输出端，所述主控电路的按键输入端与所述启动元件的第二端连接，并用于根据开启信号，输出控制信号；

开关电路，所述开关电路包括受控端、输入端和输出端，所述开关电路的受控端与所述主控电路的控制输出端连接，所述开关电路的输入端与所述电源输入端连接，并用于根据控制信号，导通所述开关电路的输入端和输出端之间的通路；以及

恒流驱动电路，所述恒流驱动电路具有输入端和输出端，所述恒流驱动电路的输入端与所述开关电路的输出端连接，所述恒流驱动电路的输出端与所述紫外线灯的输入端连接，并用于在所述开关电路导通恒流驱动电路的输入端和所述电源输入端之间的通路时，驱动所述紫外线灯工作。

2.如权利要求1所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述主控电路包括主控芯片，所述主控芯片具有按键输入脚和控制输出脚，所述主控电路的按键输入端为所述主控芯片的按键输入脚，所述主控电路的控制输出端为所述主控芯片的控制输出脚。

3.如权利要求2所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述开关电路包括开关管、第一电阻和第二电阻，所述开关管具有输入脚、输出脚和受控脚，所述开关管的输入脚、所述电源输入端分别与所述第二电阻的第一端连接，所述开关管的受控脚、所述第二电阻的第二端分别与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电阻的第一端与所述主控芯片的控制输出脚连接；所述开关电路的受控端为所述第一电阻的第一端，所述开关电路的输入端为所述开关管的输入脚，所述开关电路的输出端为所述开关管的输出脚。

4.如权利要求3所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述开关管为PMOS管，所述PMOS管具有第一脚、第二脚和受控脚，所述开关管的输入脚为所述PMOS管的第一脚，所述开关管的输出脚为所述PMOS管的第二脚，所述开关管的受控脚为所述PMOS管的受控脚。

5.如权利要求3所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述恒流驱动电路包括升压恒流驱动芯片、第一电感、第一击穿二极管和电流设置电阻，所述升压恒流驱动芯片具有升压脚、电源正脚、使能脚、电源负脚、电流设置脚和输出脚，所述升压恒流驱动芯片的使能脚、电源正脚、第一电感的第二端分别与所述开关管的输出脚连接，所述升压恒流驱动芯片的升压脚、第一电感的第一端分别与第一击穿二极管的阳极连接，所述第一击穿二极管的阴极、所述升压恒流驱动芯片的输出脚分别与所述紫外线灯的输入端连接，所述紫外线灯的输出端、所述电流设置电阻的第一端分别与所述升压恒流驱动芯片的电流设置脚连接，所述电流设置电阻的第二端、所述升压恒流驱动芯片的电源负脚均接地，所述恒流驱动电路包括的输出端为所述升压恒流驱动芯片的输出脚，所述恒流驱动电路包括的输入端为所述恒流驱动电路包括的电源正脚。

6.如权利要求5所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述升压恒流驱动芯片的型号为ME2214。

7.如权利要求5所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述电流设置电阻的阻值为3.33欧。

8.如权利要求1所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述恒流驱动电路还用于在所述第一电压的电压值低于所述紫外线灯的正向电压值时，将所述第一电压进行升压转换后输出，以驱动所述紫外线灯工作。

9.如权利要求1-8任一项所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路，其特征在于，所述恒流驱动的紫外线灯控制电路还包括转换电路，所述主控电路还具有电源端，所述主控电路的电源端与所述转换电路的输出端连接，所述转换电路的输入端与所述电源输入端连接，并用于将所述电源输入端接入的第一电压进行电压转换后输出。

10.一种空气净化器，其特征在于，所述空气净化器包括如上述权利要求1-9任一项所述的恒流驱动的紫外线灯控制电路。

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