CN219395092U - 一种鞋灯驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鞋灯驱动装置，包括控制电路板、供电电池、LED灯板和电气连接线；控制电路板上集成单片机、振动开关和一场效应管；供电电池的正负极均通过电气连接线分别连接于单片机的VDD引脚和VSS引脚；LED灯板的正负极均通过电气连接线分别与供电电池的正极和单片机的I/O引脚连接；场效应管串联于供电电池的正极与LED灯板的正极之间，且场效应管的源极和漏极均通过电气连接线分别与LED灯板的正极和供电电池的正极连接，场效应管的栅极连接单片机的DR引脚；振动开关的两端分别连接供电电池负极和单片机的OSH引脚。本实用新型能保持LED始终保持亮度一致，整体在给使用者带来更好的使用体验的同时还尽可能的省电，以达到更长的工作寿命。

Description

一种鞋灯驱动装置

技术领域

本实用新型涉及鞋服配件技术领域，特别涉及一种鞋灯驱动装置。

背景技术

目前市面上的鞋灯产品已大众化，随时随地都可以看到安装鞋灯的灯鞋。此鞋灯通常在开始时的亮度很好，但工作一段时间后它的亮度就会逐步变暗，到最后当电池的能量耗完时就停止工作。

经过分析，导致此现象的根本原因为供电电池为一次性的CR系列电池。此电池的输出电压与能量呈一个线性输出模式，刚开始工作时，它的工作电压为电池固有最高电压3.2V，但持续工作一段时间后它的电压会随着电池内部电能量减少而降低。但LED灯它的正向导通电压不变，为一个固定数值，故当电池电压降低时它的亮度也随之降低变暗，直到耗完不工作为止。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种鞋灯驱动装置，保持LED始终保持亮度一致，给使用者带来更好的使用体验。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种鞋灯驱动装置，包括控制电路板、供电电池、LED灯板和电气连接线；

所述控制电路板上集成单片机、振动开关和一场效应管；

所述供电电池的正负极均通过所述电气连接线分别连接于所述单片机的VDD引脚和VSS引脚；

所述LED灯板的正负极均通过所述电气连接线分别与所述供电电池的正极和所述单片机的I/O引脚连接；

所述场效应管串联于所述供电电池的正极与所述LED灯板的正极之间，且所述场效应管的源极和漏极均通过所述电气连接线分别与所述LED灯板的正极和所述供电电池的正极连接，所述场效应管的栅极连接所述单片机的DR引脚；

所述振动开关的两端分别连接所述供电电池负极和所述单片机的OSH引脚。

进一步地，所述场效应管为P型场效应管。

进一步地，所述控制电路板上还集成有一寄生二极管；

所述寄生二极管并联于所述场效应管的漏极和源极之间，且所述寄生二极管的正极与所述场效应管的漏极连接，所述寄生二极管的负极与所述场效应管的源极连接。

进一步地，所述控制电路板上还集成有第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻和所述第二分压电阻依次串联后并联于所述供电电池的正负极之间，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间引出一路接线与所述单片机的电压取样引脚连接。

进一步地，还包括光敏管；

所述光敏管的正负极均通过所述电气连接线分别连接所述供电电池的负极和单片机的S1引脚。

进一步地，还包括开关控制板；

所述开关控制板上焊接有两脚按键开关，所述两脚按键开关的两引脚均通过所述电气连接线分别连接于所述供电电池的负极和所述单片机的SW引脚。

进一步地，所述光敏管焊接于所述开关控制板上。

进一步地，还包括控制盒；

所述控制电路板和所述供电电池均安装于所述控制盒内。

进一步地，所述控制盒上开设有用于给所述电气连接线穿过所述控制盒与所述控制电路板和所述供电电池连接的开口；

所述开口处灌封有树脂。

进一步地，所述LED灯板为多个。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种鞋灯驱动装置，通过将振动开关和单片机集成在控制电路板上，并通过电气连接线实现控制电路板、供电电池和LED灯板彼此间的电气及控制连接，由振动开关实现使用者在走动过程中以振动控制LED灯板的亮起，在非走动过程中又能及时停止LED灯板的工作，有效节约电量；同时在控制电路板上增加一场效应管，有效实现对供电电池流入LED灯板的电流进行控制，保持LED灯板的亮度不会随供电电池工作时间延长电池能量降低而降低，并通过调节占空比的方式始终保持亮度一致。整体在给使用者带来更好的使用体验还尽可能的省电，以达到更长的工作寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种鞋灯驱动装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种鞋灯驱动装置的电路原理图；

图3为现有普通鞋灯的电路原理图；

图4为当电池电压降低时Q1管驱动波形示意图；

图5为外部光线变化时Q1管驱动波形示意图。

标号说明：

01、控制盒；011、控制电路板；012、单片机；013、振动开关；014、供电电池；02、电气连接线；03、LED灯板；031、LED发光二极管；04、开关控制板；041、两脚按键开关；042、光敏管；

Q1、场效应管；Q2、寄生二极管；R1、第一分压电阻；R2、第二分压电阻。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图5，一种鞋灯驱动装置，包括控制电路板、供电电池、LED灯板和电气连接线；

所述控制电路板上集成单片机、振动开关和一场效应管；

所述供电电池的正负极均通过所述电气连接线分别连接于所述单片机的VDD引脚和VSS引脚；

所述LED灯板的正负极均通过所述电气连接线分别与所述供电电池的正极和所述单片机的I/O引脚连接；

所述场效应管串联于所述供电电池的正极与所述LED灯板的正极之间，且所述场效应管的源极和漏极均通过所述电气连接线分别与所述LED灯板的正极和所述供电电池的正极连接，所述场效应管的栅极连接所述单片机的DR引脚；

所述振动开关的两端分别连接所述供电电池负极和所述单片机的OSH引脚。

由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过将振动开关和单片机集成在控制电路板上，并通过电气连接线实现控制电路板、供电电池和LED灯板彼此间的电气及控制连接，由振动开关实现使用者在走动过程中以振动控制LED灯板的亮起，在非走动过程中又能及时停止LED灯板的工作，有效节约电量；同时在控制电路板上增加一场效应管，有效实现对供电电池流入LED灯板的电流进行控制，保持LED灯板的亮度不会随供电电池工作时间延长电池能量降低而降低，并通过调节占空比的方式始终保持亮度一致。整体在给使用者带来更好的使用体验还尽可能的省电，以达到更长的工作寿命。

进一步地，所述场效应管为P型场效应管。

由上述描述可知，采用P型场效应管，符合电路原理。

进一步地，所述控制电路板上还集成有一寄生二极管；

所述寄生二极管并联于所述场效应管的漏极和源极之间，且所述寄生二极管的正极与所述场效应管的漏极连接，所述寄生二极管的负极与所述场效应管的源极连接。

由上述描述可知，寄生二极管可以对场效应管起到保护作用，即当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过寄生二极管导出来，不至于击穿场效应管。

进一步地，所述控制电路板上还集成有第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻和所述第二分压电阻依次串联后并联于所述供电电池的正负极之间，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间引出一路接线与所述单片机的电压取样引脚连接。

由上述描述可知，第一分压电阻和第二分压电阻对供电电池的电压案进行分压，在供电电池为新电池，即供电电池电压最高的时候，电池电压通过第一分压电阻和第二分压电阻分压后在进入控制单片机的电压取样引脚，以便检测电池电压在工作过程中的状态变化，便于单片机计算以调整单片机DR引脚输出的电压占空比以使得LED的亮度始终保持一致。

进一步地，还包括光敏管；

所述光敏管的正负极均通过所述电气连接线分别连接所述供电电池的负极和单片机的S1引脚。

由上述描述可知，为了给使用者带来一个在视觉上呈持续不变的工作亮度体验，通过增加光敏管与单片机控制连接来使得LED灯板能够根据外部光线自动改变LED亮度，以解决现有白天及晚上鞋灯的亮度均为一样、给使用者带来不好的体验的问题。

进一步地，还包括开关控制板；

所述开关控制板上焊接有两脚按键开关，所述两脚按键开关的两引脚均通过所述电气连接线分别连接于所述供电电池的负极和所述单片机的SW引脚。

由上述描述可知，增加开关控制板，并焊接两脚按键开关，以便对整个鞋灯驱动装置电路进行整体的通断控制，即作为整个电路的总开关。

进一步地，所述光敏管焊接于所述开关控制板上。

由上述描述可知，将光敏管也焊接在开关控制板上，减少整体鞋灯驱动装置的空间占用，使鞋灯驱动装置的结构更为精简。

进一步地，还包括控制盒；

所述控制电路板和所述供电电池均安装于所述控制盒内。

由上述描述可知，将控制电路板和供电电池统一安装在一个控制盒内，以起到对控制电路板和供电电池的防护。

进一步地，所述控制盒上开设有用于给所述电气连接线穿过所述控制盒与所述控制电路板和所述供电电池连接的开口；

所述开口处灌封有树脂。

由上述描述可知，由于LED灯板、光敏管和两脚按键开关等需要暴露在外以便进行灯光显示、外部光线感知和总开关控制，故而需要通过电气连接线将这几个元件连接至控制盒内的控制电路板和供电电池处形成完整的鞋灯驱动装置，但有连线就会有开口，故而采用树脂灌封在接线的开口处，确保控制盒的密封防护效果。

进一步地，所述LED灯板为多个。

由上述描述可知，LED灯板为多个，丰富鞋灯的数量，提高使用者的体验。

本实用新型的一种鞋灯驱动装置，适用于鞋服、箱包表面进行灯效装饰或点缀的场景，以下结合具体的实施例进行说明：

请参照图1至图4，本实用新型的实施例一为：

一种鞋灯驱动装置，如图1所示，包括控制电路板011、供电电池014、LED灯板03和电气连接线02。

其中，在本实施例中，控制电路板011上集成单片机012、振动开关013和如图2所示的一场效应管Q1。同时，如图2所示，供电电池014的正负极均通过电气连接线02分别连接于单片机012的VDD引脚和VSS引脚(即单片机012的正负极供电引脚)；LED灯板03上LED发光二极管031的正负极均通过电气连接线02分别与供电电池014的正极和单片机012的I/O引脚(即单片机012的输入输出引脚)连接；场效应管Q1串联于供电电池014的正极与LED灯板03的正极之间，且场效应管Q1的源极和漏极均通过电气连接线02分别与LED灯板03的正极和供电电池014的正极连接，场效应管Q1的栅极连接单片机012的DR引脚；振动开关013的两端分别连接供电电池014负极和单片机012的OSH引脚，振动开关013通过使用者步行或跑动时的产生的振动转换成高低电平信号输入单片机012的OSH引脚，由单片机012进行信号处理。

即在本实施例中，通过将振动开关013和单片机012集成在控制电路板011上，并通过电气连接线02实现控制电路板011、供电电池014和LED灯板03彼此间的电气及控制连接，由振动开关013实现使用者在走动过程中以振动控制LED灯板03的亮起，在非走动过程中又能及时停止LED灯板03的工作，有效节约电量；同时在控制电路板011上增加一场效应管Q1，将其作为电流控制管，有效实现对供电电池014流入LED灯板03的电流进行控制，保持LED灯板03的亮度不会随供电电池014工作时间延长电池能量降低而降低，并通过调节占空比的方式始终保持亮度一致。其中，场效应管Q1采用P型场效应管。

同时，控制电路板011上还集成有第一分压电阻R1和第二分压电阻R2；其中第一分压电阻R1和第二分压电阻R2依次串联后并联于供电电池014的正负极之间，且第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间引出一路接线与单片机012的电压取样引脚连接。

即第一分压电阻R1和第二分压电阻R2对供电电池014的电压案进行分压，在供电电池014为新电池，即供电电池014电压最高的时候，电池电压通过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压后在进入控制单片机012的电压取样引脚，以便检测电池电压在工作过程中的状态变化，便于单片机012计算以调整单片机012DR引脚输出的电压占空比以使得LED的亮度始终保持一致。而如图3所示的现有普通鞋灯的电路图中，也并没有场效应管Q1及第一分压电阻R1和第二分压电阻R2等元件，故而现有的鞋灯也无法实现对单片机012DR引脚输出的电压占空比进行调节以使得LED的亮度始终保持一致的方案。

提供一具体的应用场景来对本实施例的方案进行说明：

当控制盒01内的单片机012与供电电池014通电的瞬间鞋灯启动并呈现工作待机状态，此时单片机012的工作电压为供电电池014的最高电压，当使用者走动以使得振动开关013进行振动时，单片机012控制并驱动LED发光二极管031发光并工作。

在发光过程中，电流通过场效应管Q1流向供电电池014的正极，形成一个工作回路，故场效应管Q1为一个电流控制管。此时由于是新电池，供电电池014的电压为最高，供电电池014的电压通过第分压后进入单片机012的VI引脚，此引脚为电压取样输入端口，可以通过此端口检测供电电池014电压在工作过程中的状态变化。然后单片机012可以对检测到的电压进行内部的IC计算，在电池电压最高时，控制单片机012的DR引脚输出一个点空比较大的脉冲波形，即如图4中的V1、T1的输出状态。此时从波形上可以看出，一个完整的工作波形中所导通的时间与断开的时间各点一半。

当鞋灯持续工作，电池电压也会随着电池能量的降低而导致电压降低，如图4中的V2、T2的输出状态。此时的电池电压降低但工作的波形中可以看出它的占空比有加大，也就是它的导通时间与V1、T1有所延长，延长部份如图4所示的tn。故通过此方式可以保持LED灯的亮度不会随时间的延长而降低，并通过调节占空比的方式始终保持亮度一致的效果。

另外，再如图2所示，在本实施例中，控制电路板011上还集成有一寄生二极管Q2，寄生二极管Q2并联于场效应管Q1的漏极和源极之间，且寄生二极管Q2的正极与场效应管Q1的漏极连接，寄生二极管Q2的负极与场效应管Q1的源极连接。即寄生二极管Q2可以对场效应管Q1起到保护作用，即当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过寄生二极管Q2导出来，不至于击穿场效应管Q1。

请参照图1至图3、图5，本实用新型的实施例二为：

一种鞋灯驱动装置，在上述实施例一的基础上，在本实施例中，如图1及图2所示，还包括光敏管042，光敏管042的正负极均通过电气连接线02分别连接供电电池014的负极和单片机012的S1引脚，从而光敏管042的光敏信号可通过S1引脚输入单片机012中进行后续处理。

即在本实施例中，为了给使用者带来一个在视觉上呈持续不变的工作亮度体验，通过增加光敏管042与单片机012控制连接来使得LED灯板03能够根据外部光线自动改变LED亮度。

即在外部光线较强时，由于外部光线原因，会导致LED给人感觉不是很亮，故此时就需要增加LED亮度；但到晚上时由于外部光线很弱或黑暗时，LED所发出的光就不用那么强依然可以感觉很亮，故此时就需要减弱发光亮度。根据此要求，在控制单片机012的S1输出引脚增加一个光敏管042便可以实现上述效果，当外部光线变化通过改变单片机012DR引脚的输出占空比就能达调节LED灯发光亮度的效果，即如图5所示。而如图3所示为现有普通鞋灯的电路原理图，从图3可以看出现有鞋灯的电路中并没有光敏管042，即现有的鞋灯无法根据外部光线配合单片机012控制以改变LED亮度的方案。

同时，再如图1所示，还包括开关控制板04。其中，开关控制板04上焊接有两脚按键开关041，如图2所示，两脚按键开关041的两引脚均通过电气连接线02分别连接于供电电池014的负极和单片机012的SW引脚，将两脚按键开关041按动时的开机ON和关机OFF信号输入单片机012中。

即在本实施例中，通过增加开关控制板04，并焊接两脚按键开关041，以便对整个鞋灯驱动装置电路进行整体的通断控制，即作为整个电路的总开关。同时在本实施例中，光敏管042也焊接于开关控制板04上，减少整体鞋灯驱动装置的空间占用，使鞋灯驱动装置的结构更为精简。

请参照1及图2，本实用新型的实施例三为：

一种鞋灯驱动装置，在上述实施例一或实施例二的基础上，在本实施例中，如图1所示，本实施例中还包括控制盒01，而控制电路板011和供电电池014均统一安装于控制盒01内，以起到对控制电路板011和供电电池014的防护。

同时，控制盒01上开设有用于给电气连接线02穿过控制盒01与控制电路板011和供电电池014连接的开口，且开口处灌封有树脂。

即在本实施例中，由于LED灯板03、光敏管042和两脚按键开关041等需要暴露在外以便进行灯光显示、外部光线感知和总开关控制，故而需要通过电气连接线02将这几个元件连接至控制盒01内的控制电路板011和供电电池014处形成完整的鞋灯驱动装置，但有连线就会有开口，故而采用树脂灌封在接线的开口处，确保控制盒01的密封防护效果。

另外，再如图2所示，在本实施例中LED灯板03为多个，即LED发光二极管031为多个，能够丰富鞋灯的数量，进一步提高使用者的体验。即本实施例的一种鞋灯驱动装置整体在给使用者带来更好的使用体验还尽可能的省电，以达到更长的工作寿命。

综上所述，本实用新型提供的一种鞋灯驱动装置，具有以下有益效果：

1、使得LED灯持续保持亮度一致；

2、可以根据外部光线自动改变LED亮度，提高使用者的体验；

3、更加省电。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种鞋灯驱动装置，其特征在于，包括控制电路板、供电电池、LED灯板和电气连接线；

所述控制电路板上集成单片机、振动开关和一场效应管；

所述供电电池的正负极均通过所述电气连接线分别连接于所述单片机的VDD引脚和VSS引脚；

所述LED灯板的正负极均通过所述电气连接线分别与所述供电电池的正极和所述单片机的I/O引脚连接；

所述场效应管串联于所述供电电池的正极与所述LED灯板的正极之间，且所述场效应管的源极和漏极均通过所述电气连接线分别与所述LED灯板的正极和所述供电电池的正极连接，所述场效应管的栅极连接所述单片机的DR引脚；

所述振动开关的两端分别连接所述供电电池负极和所述单片机的OSH引脚。

2.根据权利要求1所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，所述场效应管为P型场效应管。

3.根据权利要求1所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，所述控制电路板上还集成有一寄生二极管；

所述寄生二极管并联于所述场效应管的漏极和源极之间，且所述寄生二极管的正极与所述场效应管的漏极连接，所述寄生二极管的负极与所述场效应管的源极连接。

4.根据权利要求1所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，所述控制电路板上还集成有第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻和所述第二分压电阻依次串联后并联于所述供电电池的正负极之间，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间引出一路接线与所述单片机的电压取样引脚连接。

5.根据权利要求1所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，还包括光敏管；

所述光敏管的正负极均通过所述电气连接线分别连接所述供电电池的负极和单片机的S1引脚。

6.根据权利要求5所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，还包括开关控制板；

所述开关控制板上焊接有两脚按键开关，所述两脚按键开关的两引脚均通过所述电气连接线分别连接于所述供电电池的负极和所述单片机的SW引脚。

7.根据权利要求6所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，所述光敏管焊接于所述开关控制板上。

8.根据权利要求1所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，还包括控制盒；

所述控制电路板和所述供电电池均安装于所述控制盒内。

9.根据权利要求8所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，所述控制盒上开设有用于给所述电气连接线穿过所述控制盒与所述控制电路板和所述供电电池连接的开口；

所述开口处灌封有树脂。

10.根据权利要求1所述的一种鞋灯驱动装置，其特征在于，所述LED灯板为多个。