CN216650048U - 一种led灯切换控制电路及充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯切换控制电路及充电装置，其中，所述LED灯切换控制电路与第一LED灯和第二LED灯连接，包括电流检测模块、设置模块和切换控制模块；所述电流检测模块与设置模块和切换控制模块连接，用于检测充电电流的大小并将其转换为检测电压后与当前设置模块输出的参考电压进行比较，输出比较结果至设置模块和切换控制模块；所述设置模块用于根据当前的比较结果设置相应的参考电压；所述切换控制模块用于根据当前的比较结果控制第一LED灯和第二LED灯的亮灭状态。可根据当前的充电电流大小设置相应的参考电压，使得在切换控制时能实现电流迟滞功能，当充电电流在切换电流附近波动时两路LED灯不会发生闪烁的现象，提供更稳定且准确的充电指示。

Description

一种LED灯切换控制电路及充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电指示灯领域，特别涉及一种LED灯切换控制电路及充电装置。

背景技术

在便携式手机充电器、锂电池保护等应用中，LED充电指示灯越来越被广泛应用，而且在此类应用中往往要求两个LED灯以区分不同的充电状态，目前在此类应用中通常只能采用一个通用运放电路加一个LED灯驱动电路的方式，如图1所示，其为现有常用的LED灯切换原理图，SET是运放增益设置端，CS是电流检测端，根据检测到的充电电流输出相应控制电平至LED灯驱动电路，进而控制两个LED灯的状态，这种方案由于切换电流没有迟滞值，当充电电流与切换电流相近时容易引起两个LED灯的闪烁，不利于在充电装置的推广使用。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种LED灯切换控制电路及充电装置，可根据当前的充电电流大小设置相应的参考电压，使得在切换控制时能实现电流迟滞功能，当充电电流在切换电流附近波动时两路LED灯不会发生闪烁的现象，提供更稳定且准确的充电指示。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种LED灯切换控制电路，其与第一LED灯和第二LED灯连接，所述LED灯切换控制电路包括电流检测模块、设置模块和切换控制模块；所述电流检测模块与设置模块和切换控制模块连接，用于检测充电电流的大小并将其转换为检测电压后与当前设置模块输出的参考电压进行比较，输出比较结果至设置模块和切换控制模块；所述设置模块用于根据当前的比较结果设置相应的参考电压；所述切换控制模块用于根据当前的比较结果控制第一LED灯和第二LED灯的亮灭状态。

所述的LED灯切换控制电路中，所述设置模块具体用于在初始状态时输出第一参考电压至电流检测模块，开始充电后在检测电压大于第一参考电压时输出第二参考电压至电流检测模块，在检测电压小于第二参考电压时重新输出第一参考电压至电流检测模块，其中所述第一参考电压大于第二参考电压。

所述的LED灯切换控制电路中，所述切换控制模块具体用于当检测电压大于第一参考电压时控制第一LED灯熄灭且第二LED灯亮起；当检测电压小于第二参考电压时控制第一LED灯亮起且第二LED灯熄灭。

所述的LED灯切换控制电路中，所述电流检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一运算放大器和第二运算放大器；所述第一运算放大器的同相输入端连接增益设置端，所述第一运算放大器的反相输入端连接电流检测端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的反相输入端；所述第二运算放大器的同相输入端连接所述设置模块，所述第二运算放大器的输出端连接所述切换控制模块和第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地。

所述的LED灯切换控制电路中，所述设置模块包括第三电阻、第四电阻和第一三极管；所述第三电阻的一端连接电源端，所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端、第二运算放大器的同相输入端和第一三极管集电极；所述第四电阻的另一端接地；所述第一三极管的基极连接切换控制模块，所述第一三极管的发射极接地。

所述的LED灯切换控制电路中，所述切换控制模块包括第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第九三极管、第十三极管和第十一三极管；所述第二三极管的基极和第三三极管的基极均连接第二运算放大器的输出端，所述第二三极管的发射极和第三三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极连接所述第四三极管的基极、第一三极管的基极和第七三极管的集电极；所述第三三极管的集电极连接所述第六三极管的基极和第八三极管的集电极；所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接第五三极管的基极和第九三极管的集电极；所述第五三极管的发射极连接第一LED灯，所述第五三极管的集电极连接第十三极管的集电极；所述第六三极管的发射极连接第二LED灯，所述第六三极管的集电极连接第十一三极管的集电极；所述第七三极管的发射极、第八三极管的发射极、第九三极管的发射极、第十三极管的发射极和第十一三极管的发射极均连接VCC供电端，所述第七三极管的基极、第八三极管的基极、第九三极管的基极、第十三极管的基极和第十一三极管的基极均连接偏置电压端。

所述的LED灯切换控制电路中，所述第一三极管为NPN型三极管。

所述的LED灯切换控制电路中，所述第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管和第六三极管均为NPN型三极管，所述第七三极管、第八三极管、第九三极管、第十三极管和第十一三极管均为PNP型三极管。

一种充电装置，其包括如上所述的LED灯切换控制电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的LED灯切换控制电路及充电装置中，所述LED灯切换控制电路与第一LED灯和第二LED灯连接，包括电流检测模块、设置模块和切换控制模块；所述电流检测模块与设置模块和切换控制模块连接，用于检测充电电流的大小并将其转换为检测电压后与当前设置模块输出的参考电压进行比较，输出比较结果至设置模块和切换控制模块；所述设置模块用于根据当前的比较结果设置相应的参考电压；所述切换控制模块用于根据当前的比较结果控制第一LED灯和第二LED灯的亮灭状态。可根据当前的充电电流大小设置相应的参考电压，使得在切换控制时能实现电流迟滞功能，当充电电流在切换电流附近波动时两路LED灯不会发生闪烁的现象，提供更稳定且准确的充电指示。

附图说明

图1为现有技术中LED灯切换控制原理图；

图2为本实用新型提供的LED灯切换控制电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种LED灯切换控制电路及充电装置，可根据当前的充电电流大小设置相应的参考电压，使得在切换控制时能实现电流迟滞功能，当充电电流在切换电流附近波动时两路LED灯不会发生闪烁的现象，提供更稳定且准确的充电指示。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2，本实用新型提供的LED灯切换控制电路与第一LED灯LED1和第二LED灯LED2连接，其包括电流检测模块10、设置模块20和切换控制模块30，所述电流检测模块10与设置模块20和切换控制模块30连接，所述切换控制模块30与第一LED灯LED1和第二LED灯LED2连接，其中，所述电流检测模块10用于检测充电电流的大小并将其转换为检测电压后与当前设置模块20输出的参考电压进行比较，输出比较结果至设置模块20和切换控制模块30；所述设置模块20用于根据当前的比较结果设置相应的参考电压；所述切换控制模块30用于根据当前的比较结果控制第一LED灯LED1和第二LED灯LED2的亮灭状态。

本实用新型提供的LED灯切换控制电路通过增加一设置模块20，可以根据电流检测模块10的检测与比较结果设置相应的参考电压，即与参考电压对应的LED灯的切换电流大小不是一成不变的，根据当前充电电流的大小可以调整相应的参考值，使得在切换控制时能实现电流迟滞功能，当充电电流在切换电流附近波动时两路LED灯不会发生闪烁的现象，提供更稳定且准确的充电指示，同时本实用新型所有的功能模块均可集成在同一块芯片上，PCB占用面积小且成本低，更有利于在小型充电设备中的推广应用。

进一步地，所述设置模块20具体用于在初始状态时输出第一参考电压至电流检测模块10，开始充电后在检测电压大于第一参考电压时输出第二参考电压至电流检测模块10，在检测电压小于第二参考电压时重新输出第一参考电压至电流检测模块10，其中所述第一参考电压大于第二参考电压。本实施例中，所述设置模块20在初始状态时输出第一参考电压(例如400mV)至电流检测模块10，当开始充电后，电流检测模块10检测充电电流的大小并将其转换为检测电压，将所述检测电压与第一参考电压进行比较，若检测电压大于第一参考电压则输出第二参考电压(例如300mV)至电流检测模块10，在检测电压小于第二参考电压时则重新输出第一参考电压至电流检测模块10。由于一般在充电初始时充电电流较大，因此在开始充电后将参考电压值降低，之后随着充电的进行，充电电流逐渐减小，但若对应的检测电压减小的幅度不足100mV，即第一参考电压与第二参考电压之差时，此时由于比较结果不会发生改变因此两路LED灯的状态也保持不变，只有当充电电流进一步减小，直到对应的检测电压减小的幅度大于100mV时，此时检测电压小于第二参考电压，比较结果发生改变，进而对应切换两路LED灯的工作状态，给LED灯切换控制预留了电流迟滞空间，使得当充电电流仅存在微弱变化时，不会发生两路LED灯闪烁的现象。

具体地，所述切换控制模块30具体用于当检测电压大于第一参考电压时控制第一LED灯LED1熄灭且第二LED灯LED2亮起；当检测电压小于第二参考电压时控制第一LED灯LED1亮起且第二LED灯LED2熄灭。即当充电电流较大，使得检测电压大于第一参考电压时控制第一LED灯LED1熄灭且第二LED灯LED2亮起，随着充电的继续，充电电流持续减小，此时设置模块20已切换输出第二参考电压至所述切换控制模块30，当充电电流减小至检测电压小于第二参考电压时，控制第一LED灯LED1亮起且第二LED灯LED2熄灭，进而使得用户可根据不同LED灯的亮灭获知当前充电电流的状态，所述第一LED灯LED1和第二LED灯LED2优选为不同颜色的灯，以明确指示不同的充电状态。

具体实施时，如图2所示，所述电流检测模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器OP1和第二运算放大器OP2；所述第一运算放大器OP1的同相输入端连接增益设置端，所述第一运算放大器OP1的反相输入端连接电流检测端和第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端接地，所述第一运算放大器OP1的输出端连接第二运算放大器OP2的反相输入端；所述第二运算放大器OP2的同相输入端连接所述设置模块20，所述第二运算放大器OP2的输出端连接所述切换控制模块30和第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端接地。

所述设置模块20包括第三电阻R3、第四电阻R4和第一三极管Q1；所述第三电阻R3的一端连接电源端，所述第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端、第二运算放大器OP2的同相输入端和第一三极管Q1集电极；所述第四电阻R4的另一端接地；所述第一三极管Q1的基极连接切换控制模块30，所述第一三极管Q1的发射极接地，本实施例中，所述第一三极管Q1为NPN型三极管。

所述切换控制模块30包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9、第十三极管Q10和第十一三极管Q11；所述第二三极管Q2的基极和第三三极管Q3的基极均连接第二运算放大器OP2的输出端，所述第二三极管Q2的发射极和第三三极管Q3的发射极均接地，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第四三极管Q4的基极、第一三极管Q1的基极和第七三极管Q7的集电极；所述第三三极管Q3的集电极连接所述第六三极管Q6的基极和第八三极管Q8的集电极；所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4的集电极连接第五三极管Q5的基极和第九三极管Q9的集电极；所述第五三极管Q5的发射极连接第一LED灯LED1，所述第五三极管Q5的集电极连接第十三极管Q10的集电极；所述第六三极管Q6的发射极连接第二LED灯LED2，所述第六三极管Q6的集电极连接第十一三极管Q11的集电极；所述第七三极管Q7的发射极、第八三极管Q8的发射极、第九三极管Q9的发射极、第十三极管Q10的发射极和第十一三极管Q11的发射极均连接VCC供电端，所述第七三极管Q7的基极、第八三极管Q8的基极、第九三极管Q9的基极、第十三极管Q10的基极和第十一三极管Q11的基极均连接偏置电压端，本实施例中，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和第六三极管Q6均为NPN型三极管，所述第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9、第十三极管Q10和第十一三极管Q11均为PNP型三极管。

具体地，如图2所示，CS是电流检测端，用于检测充电电流信号的引脚，SET是增益设置端，用于设置第一运算放大器OP1的增益，通过设置第一运算放大器OP1的增益可以设定切换电流的大小。在CS端检测到充电电流时，在第一电阻R1上转化为电压信号，经过第一运算放大器OP1放大后输出到第二运算放大器OP2的反相输入端，第二个运算放大器的同相输入端连接VREF即参考电压，VREF电压是由内部1.25V电源经过第三电阻R3和第四电阻R4分压后产生，其数值与第一三极管Q1的导通截止状态有关，当第一三极管Q1截止时，VREF1＝1.25*R4/(R3+R4)，通常设计为400mV。当第一三极管Q1导通时，第一三极管Q1集电极有电流I1，此时VREF变为：VREF2＝(1.25－I1*R3)*R4/(R3+R4)，通常设计为300mV。

Pbias是内部偏置，为第七三极管Q7至第十一三极管Q11提供偏置电流，第七三极管Q7至第十一三极管Q11分别是第二三极管Q2至第六三极管Q6的有源负载，第二三极管Q2至第六三极管Q6与第一三极管Q1至第五三极管Q5是两路LED的驱动管，其中通过第二三极管Q2、第四三极管Q4和第五三极管Q5驱动第一LED灯LED1，通过第三三极管Q3和第六三极管Q6驱动第二LED灯LED2。

初始状态时，第一三极管Q1截止，此时参考电压为第一参考电压VREF1＝400mV，开始充电后，充电初始时，充电电流比较大，CS端信号也比较大，经过第一运算放大器OP1的放大后，输出信号也比较大(大于VREF1电压)，因此再经过第二运算放大器OP2与VREF1比较后，输出低电平，即第二三极管Q2和第三三极管Q3的基极为低，第四三极管Q4的基极为高，第五三极管Q5的基极为低，第六三极管Q6的基极为高，此时，第五三极管Q5的发射极为低使第一LED灯LED1熄灭，而第六三极管Q6的发射极为高使第二LED灯LED2亮起。此状态下，第一三极管Q1的基极为高，第一三极管Q1导通，因此参考电压切换为第二参考电压VREF2＝300mV。

当充电电流变小时，CS端信号与第一运算放大器OP1的输出也变小，但如果减小的幅度不足100mV，即第一运算放大器OP1的输出没有比VREF2＝300mV更小的话，第二运算放大器OP2的输出状态不会改变，仍为低电平，因此第一LED灯LED1与第二LED灯LED2的状态也保持不变。

当充电电流进一步变小时，第一运算放大器OP1的输出低于300mV，此时第二运算放大器OP2的输出将变为高电平，使得第二三极管Q2至第六三极管Q6的导通截止状态相应改变，此时第一LED灯LED1将亮起，而第二LED灯LED2熄灭，由于第二运算放大器OP2的输出变高，第一三极管Q1的基极变低，第一三极管Q1截止，因此参考电压重新升高到400mV。因此本实用新型中不仅可以实现单片式的LED切换控制功能，成本低廉，且具有电流迟滞功能，有效避免了两个LED灯同时闪烁的问题。

基于上述LED灯切换控制电路，本实用新型还相应提供一种充电装置，其包括如上所述的LED灯切换控制电路，由于上文已对所述LED灯切换控制电路进行了详细描述，此处不作详述。

综上所述，本实用新型提供的LED灯切换控制电路及充电装置中，所述LED灯切换控制电路与第一LED灯和第二LED灯连接，包括电流检测模块、设置模块和切换控制模块；所述电流检测模块与设置模块和切换控制模块连接，用于检测充电电流的大小并将其转换为检测电压后与当前设置模块输出的参考电压进行比较，输出比较结果至设置模块和切换控制模块；所述设置模块用于根据当前的比较结果设置相应的参考电压；所述切换控制模块用于根据当前的比较结果控制第一LED灯和第二LED灯的亮灭状态。可根据当前的充电电流大小设置相应的参考电压，使得在切换控制时能实现电流迟滞功能，当充电电流在切换电流附近波动时两路LED灯不会发生闪烁的现象，提供更稳定且准确的充电指示。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED灯切换控制电路，其与第一LED灯和第二LED灯连接，其特征在于，所述LED灯切换控制电路包括电流检测模块、设置模块和切换控制模块；所述电流检测模块与设置模块和切换控制模块连接，用于检测充电电流的大小并将其转换为检测电压后与当前设置模块输出的参考电压进行比较，输出比较结果至设置模块和切换控制模块；所述设置模块用于根据当前的比较结果设置相应的参考电压；所述切换控制模块用于根据当前的比较结果控制第一LED灯和第二LED灯的亮灭状态。

2.根据权利要求1所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述设置模块具体用于在初始状态时输出第一参考电压至电流检测模块，开始充电后在检测电压大于第一参考电压时输出第二参考电压至电流检测模块，在检测电压小于第二参考电压时重新输出第一参考电压至电流检测模块，其中所述第一参考电压大于第二参考电压。

3.根据权利要求2所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述切换控制模块具体用于当检测电压大于第一参考电压时控制第一LED灯熄灭且第二LED灯亮起；当检测电压小于第二参考电压时控制第一LED灯亮起且第二LED灯熄灭。

4.根据权利要求1所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一运算放大器和第二运算放大器；所述第一运算放大器的同相输入端连接增益设置端，所述第一运算放大器的反相输入端连接电流检测端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的反相输入端；所述第二运算放大器的同相输入端连接所述设置模块，所述第二运算放大器的输出端连接所述切换控制模块和第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述设置模块包括第三电阻、第四电阻和第一三极管；所述第三电阻的一端连接电源端，所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端、第二运算放大器的同相输入端和第一三极管集电极；所述第四电阻的另一端接地；所述第一三极管的基极连接切换控制模块，所述第一三极管的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述切换控制模块包括第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第九三极管、第十三极管和第十一三极管；所述第二三极管的基极和第三三极管的基极均连接第二运算放大器的输出端，所述第二三极管的发射极和第三三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极连接所述第四三极管的基极、第一三极管的基极和第七三极管的集电极；所述第三三极管的集电极连接所述第六三极管的基极和第八三极管的集电极；所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接第五三极管的基极和第九三极管的集电极；所述第五三极管的发射极连接第一LED灯，所述第五三极管的集电极连接第十三极管的集电极；所述第六三极管的发射极连接第二LED灯，所述第六三极管的集电极连接第十一三极管的集电极；所述第七三极管的发射极、第八三极管的发射极、第九三极管的发射极、第十三极管的发射极和第十一三极管的发射极均连接VCC供电端，所述第七三极管的基极、第八三极管的基极、第九三极管的基极、第十三极管的基极和第十一三极管的基极均连接偏置电压端。

7.根据权利要求5所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

8.根据权利要求6所述的LED灯切换控制电路，其特征在于，所述第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管和第六三极管均为NPN型三极管，所述第七三极管、第八三极管、第九三极管、第十三极管和第十一三极管均为PNP型三极管。

9.一种充电装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的LED灯切换控制电路。

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