本發(fā)明涉及照明燈亮度控制及家用電器控制領(lǐng)域,尤其涉及一種單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源及其控制方法。
背景技術(shù):
目前LED燈的應(yīng)用推廣以替代傳統(tǒng)照明燈為主,大多不具調(diào)亮度功能,因此并未體現(xiàn)出LED燈在低亮度狀態(tài)下特別節(jié)能、長壽的特性。雖然市場也有可調(diào)亮度的LED燈,但調(diào)節(jié)亮度的操作面板安裝或用遙控器增加了復(fù)雜性。
僅用一只普通電源開關(guān)兼調(diào)燈亮度或電扇風(fēng)速,具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便,不用改造墻上原有線路或加裝調(diào)節(jié)操作面板。目前實現(xiàn)這種控制的專用IC芯片幾乎沒有,特別是要求功能完善的。然而當(dāng)前是微處理器(MCU)控制的鼎盛時期,新型單片機除具有典型的微處理器功能外,還大量集成了常用典型功能部件(如電壓檢測、ADC、通訊接口、斷電數(shù)據(jù)保存、定時器、PWM輸出、設(shè)置輸出驅(qū)動結(jié)構(gòu)),且外圍電路幾乎全沒了(如晶振電路、上電復(fù)位電路),再加上價格低廉(如國產(chǎn)宏晶STC15F104系列8腳單片機才1元左右),這使得用單片機來做專用IC條件具備,關(guān)鍵是要選對品種、用足功能、以最小的成本、體積、最精簡的連接方式加入單片機。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源及其控制方法。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:一種單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源,通過電源開關(guān)調(diào)節(jié)LED燈開關(guān)電源,它主要由開關(guān)電源、單片機、二極管D、斷電瞬間供電電容C、電阻R、PWM平滑濾波電容C0組成;所述開關(guān)電源為隔離型LED燈開關(guān)電源,其用穩(wěn)壓比較器TL431作反饋采樣比較,或DC-DC類芯片構(gòu)成的直流降壓、升壓LED燈開關(guān)電源,其芯片有FB腳作反饋采樣比較,或非隔離LED燈恒流開關(guān)電源,其芯片有調(diào)亮控制腳或反饋控制腳,其上還應(yīng)包括光耦隔離器件;所述電源開關(guān)設(shè)置在開關(guān)電源的電源輸入進(jìn)線的任意處;所述開關(guān)電源輸出的LED燈電源正極與單片機取電端相連,單片機取電端經(jīng)降壓穩(wěn)壓后與二極管D的正極相連,二極管D負(fù)極和斷電瞬間供電電容C的正端都同單片機電源正極連接,電容C的負(fù)端和單片機的電源負(fù)端G、及LED燈電源負(fù)極均連在一起接地;單片機的PWM輸出口與電阻R的一端相連,電阻R的另一端和PWM平滑濾波電容C0的一端均與穩(wěn)壓比較器TL431或FB腳或光耦隔離器件相連接。
進(jìn)一步的,所述開關(guān)電源為隔離型LED燈開關(guān)電源時,其用穩(wěn)壓比較器TL431作反饋采樣比較,電阻R的另一端和PWM平滑濾波電容C0的一端相連,并同穩(wěn)壓比較器TL431的Ref極反饋采樣比較點相連,PWM平滑濾波電容C0的另一端與TL431的陰極相連。
進(jìn)一步的,所述開關(guān)電源為DC-DC類芯片構(gòu)成的直流降壓、升壓LED燈開關(guān)電源時,其芯片有FB腳作反饋采樣比較,電阻R的另一端和PWM平滑濾波電容C0的一端相連,并同芯片的FB腳相連,PWM平滑濾波電容C0的另一端接地;對升壓型LED燈電源,單片機取電端與電源進(jìn)線的直流供電正極相連;對降壓型LED燈電源,單片機取電端與LED燈電源正極相連。
進(jìn)一步的,所述開關(guān)電源為非隔離LED燈恒流開關(guān)電源,其芯片有調(diào)亮控制腳或反饋控制腳,其上還應(yīng)包括光耦隔離器件;電阻R的另一端和PWM平滑濾波電容C0的一端相連,并同光耦的輸入二極管的負(fù)極相連;PWM平滑濾波電容C0的另一端與光耦的輸入二極管的正極相連后并接單片機電源正極;光耦的輸出部分接反饋控制腳:對非隔離型開關(guān)電源以上邊輸出的,光耦的輸出部分的集電極接反饋控制腳、發(fā)射極接非隔離型開關(guān)電源的電源輸入負(fù)極;對非隔離型開關(guān)電源以下邊輸出的,光耦的輸出部分的發(fā)射極接反饋控制腳、集電極接非隔離型開關(guān)電源中的驅(qū)動芯片的工作電壓輸入Vdd腳。
進(jìn)一步的,所述斷電瞬間供電電容C的容量取值要求為當(dāng)單片機進(jìn)入停機微功耗模式時保持約1秒供電,所述單片機首選具有停機微功耗模式帶定時退出功能的單片機,或單片機選有IDLE空閑模式能響應(yīng)定時器中斷的;
所述單片機電源腳具有低壓檢測或中斷功能;
所述單片機若采用國產(chǎn)宏晶STC 15系列單片機,其電源腳低壓檢測閾值可選產(chǎn)品所具有的高電壓值設(shè)定;
所述單片機的I/O口Pk.n輸出形態(tài)可配置、及首選個別腳具有PWM輸出功能的,用I/O口Pk.n中的一個經(jīng)編程設(shè)置成開漏型PWM輸出口的腳對LED燈開關(guān)電源設(shè)置亮度;
所述單片機內(nèi)帶斷電非易失存貯器EEPROM、單片機可取消/無外部晶振電路和上電復(fù)位電路
進(jìn)一步的,還包括MOS管M,MOS管M的源極接地,MOS管M的柵極接單片機I/O口Pk.n,MOS管M的漏極變?yōu)長ED燈電源輸出負(fù)端,原開關(guān)電源LED燈電源輸出負(fù)端接地;對沒有MOS管M的,開關(guān)電源LED燈電源輸出負(fù)端就是LED燈電源輸出負(fù)端,接地。
進(jìn)一步的,還包括訊響燈,所述訊響燈是LED指示燈,同單片機I/O口Pk.n連接;或,所述訊響燈是蜂鳴器,同單片機I/O口Pk.n連接;或,所述訊響燈是各檔都有LED指示燈或LED顯示屏,此時用若干單片機I/O口Pk.n連接若干LED指示燈或LED顯示屏;
所述電源開關(guān)是電源總開關(guān),為帶鎖按鈕、船型開關(guān)、拔動開關(guān)、旋鈕開關(guān)或拉線開關(guān)。
本發(fā)明還提供一種建立在上述的單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源硬件基礎(chǔ)上的控制方法,具體包括以下操作步驟:
電源開關(guān)的快速關(guān)斷又開啟作為亮度設(shè)定操作,具體步驟如下:所述單片機根據(jù)電源開關(guān)的一次關(guān)斷又開啟,且斷電時間少于1秒,確定為亮度設(shè)定操作,簡稱“短關(guān)”,首次短關(guān)總是將亮度恢復(fù)到上次預(yù)存的亮度;
緊接著再短關(guān),亮度加一檔;不斷短關(guān),亮度逐檔遞增;到最亮檔時,訊響燈亮或嘀響一下,再后即為最暗檔,依次輪換;
到某檔亮度不變超過1秒,該檔亮度即為最近預(yù)存;關(guān)燈時間超過1秒后下次開啟就恢復(fù)到最近預(yù)存檔亮度,不改變預(yù)存;若短關(guān)調(diào)亮,新的亮度又為最近預(yù)存,前面的最近預(yù)存變?yōu)樯洗晤A(yù)存,供隨時按一下短關(guān)就切換到上次預(yù)存檔;
預(yù)存就是將調(diào)檔數(shù)據(jù)保存在單片機內(nèi)帶的斷電非易失存貯器EEPROM中。
對亮度分檔在3檔及3檔以下時,短關(guān)就是增亮一檔的操作;到最亮檔時,訊響燈亮或嘀響一下,再后即為最暗檔,依次輪換;可要求關(guān)燈后下次開啟總是恢復(fù)到上次用過的亮度。
亮度或還要變色分檔為4檔及4檔以上時,可設(shè)置3個以上預(yù)存檔;
本發(fā)明還提供一種建立在上述的單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源硬件基礎(chǔ)上的控制方法,其特征在于,具體包括以下操作規(guī)則:
對亮度分檔在3檔及3檔以下時,電源開關(guān)的快速關(guān)斷又開啟作為亮度設(shè)定操作,具體規(guī)則如下:所述單片機根據(jù)電源開關(guān)的一次關(guān)斷又開啟,且斷電時間少于1秒,確定為亮度設(shè)定操作,簡稱“短關(guān)”,短關(guān)就是亮度加一檔;到最亮檔時,再后即為最暗檔,依次輪換;可要求關(guān)燈后下次開啟總是恢復(fù)到上次用過的亮度;
本發(fā)明還提供一種單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈,包括LED燈以及上述的單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源;所述LED燈的正極與開關(guān)電源輸出的LED燈電源正極相連,所述LED燈的負(fù)極與LED燈電源負(fù)極相連。
或,包括LED燈、電源開關(guān)以及上述的單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源;所述LED燈的正極與開關(guān)電源輸出的LED燈電源正極相連,所述LED燈的負(fù)極與LED燈電源負(fù)極相連;所述電源開關(guān)設(shè)置在開關(guān)電源的電源輸入進(jìn)線的任意處。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明充分利用了國產(chǎn)宏晶STC 15系列單片機具有停機微功耗模式帶定時退出功能、電源腳低壓檢測及中斷功能、內(nèi)帶斷電非易失存貯器EEPROM使歷史狀態(tài)斷電保存、各IO口四狀態(tài)配置(準(zhǔn)雙向、推挽強上拉輸出、純輸入、開漏輸出)、IO口開漏脈寬調(diào)制PWM輸出設(shè)置、以及不用晶振電路、上電復(fù)位電路,使除了正負(fù)電源腳外的所有引腳都是IO口,這對簡潔的8腳單片機尤為重要。正是對以上所述單片機新特性的恰到好處地用對了地方,才有了本發(fā)明極簡單的連接電路。
1、電源開關(guān)兼調(diào)亮度,即使有4檔亮度以上的按開關(guān)調(diào)亮,操作體驗仍可設(shè)計得很好,包括一次關(guān)開在兩個預(yù)存亮度中切換、剛開燈總恢復(fù)到最近用過的亮度。使原有的普通燈開關(guān)及線路無須改變就可直接裝上可調(diào)亮度LED燈,并仍用原有的普通燈開關(guān)來調(diào)亮度。2、僅用一只電源開關(guān)就實現(xiàn)了開關(guān)兼調(diào)檔,可推廣到交直流LED臺燈、電扇、電熱器等,使結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性高。3、單片機成了專用IC,外圍元件極少,且靈活可“編”,使該單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源的體積、生產(chǎn)成本幾乎不變,安裝同原來一樣,卻有了很利于LED燈的實用調(diào)亮度功能,何樂不為,產(chǎn)品競爭力強。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例中單片機加入LED燈開關(guān)電源實現(xiàn)電源開關(guān)調(diào)亮度的基本構(gòu)成圖;
圖2是本發(fā)明實施例中兩組LED燈切換控制擴展電路圖;
圖3是本發(fā)明實施例中直流供電降壓型LED燈的單片機連接圖;
圖4是本發(fā)明實施例中直流供電升壓型LED燈的單片機連接圖;
圖5是本發(fā)明實施例中恒流型非隔離開關(guān)電源上邊輸出類的單片機接入點及光耦隔離控制電路圖;
圖6是本發(fā)明實施例中恒流型非隔離開關(guān)電源下邊輸出類的單片機接入點及光耦隔離控制電路圖;
圖7是本發(fā)明實施例中隔離型LED燈開關(guān)電源(高效準(zhǔn)諧振型軟開關(guān)電源)的典型電路圖;
圖中:1、電源開關(guān);2、開關(guān)電源;3、訊響燈;4、單片機取電端;5、LED燈;6、反饋采樣比較點;7、亮度設(shè)定電阻R;8、單片機電源正極;9、反饋控制點;10、單片機I/O口Pk.n。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例:
本發(fā)明加入單片機少不了給單片機供電,單片機電壓要求3到5V,所以從圖1到圖6,單片機取電端4(也就是降壓穩(wěn)壓的輸入端)都接在高于5V但又相對接近5V的各電源正極取電(也有另設(shè)繞組單獨供電的,為某些附加功能或有較多指示燈3及嘀聲蜂鳴器),單片機取電端4經(jīng)降壓穩(wěn)壓后通過二極管D單向供電給單片機。所謂降壓穩(wěn)壓常用的就是三端穩(wěn)壓器,如78L05、7550、7144、AMS1117,更簡單還可能是串聯(lián)一只電阻接單片機電源正極8,單片機電源正極8再并一只穩(wěn)壓管接地,也就是與電源濾波電容C并聯(lián)。之所以要通過二極管D單向供電,這就是本發(fā)明的關(guān)鍵點:靠(電源開關(guān)1)斷電來控制。斷電時,供電很快消失,由于二極管D單向?qū)щ娦?,不會漏掉單片機電源正極8所接的電源濾波電容C的儲電,所以該單片機電源濾波電容C在此時變?yōu)閿嚯娝查g供電電容C,其容量取值要求為當(dāng)單片機進(jìn)入掉電微功耗模式時能保持約1秒供電。更具體的斷電瞬間執(zhí)行過程是:單片機本身運行有不小的耗電,斷電后接有濾波電容C的單片機的工作電壓(圖1中的單片機電源正極8)也很快下降,被單片機的低壓檢測功能檢測到,并啟動低壓中斷功能程序使單片機進(jìn)入停機微功耗模式(因翻譯習(xí)慣,一直叫“掉電模式”)(包括關(guān)掉所有耗電端口),此時單片機的工作電壓下降就很緩慢了,并每隔百毫秒自動超時退出停機微功耗模式檢測供電是否已恢復(fù)正常。若已正常,則表示出現(xiàn)了一次斷電控制,供程序根據(jù)要求執(zhí)行控制。若仍為低壓狀態(tài),則繼續(xù)進(jìn)入停機微功耗模式等超時再退出檢測供電狀態(tài)。若超過近1秒仍未恢復(fù)供電(斷電瞬間供電電容C僅維持1秒供電,超過1秒單片機就不工作了,下次來電就是冷啟動),那就不是斷電控制,就是關(guān)掉了。這里用到了新型單片機的停機微功耗模式帶定時退出功能、電源腳低壓檢測及中斷功能,國產(chǎn)宏晶STC 15系列單片機不僅具有這些功能,且電源腳低壓檢測閾值是可設(shè)定的,設(shè)得高、能早發(fā)現(xiàn)斷電,編程更寬裕靈活。具體關(guān)于電源腳低壓檢測及中斷功能,詳見宏晶STC15F2K60S2單片機產(chǎn)品手冊。因此,外部就不需要設(shè)計斷電檢測取樣電路了。
注意,關(guān)于單片機的停機微功耗模式(文獻(xiàn)資料一直叫“掉電模式”),不要按字面誤以為只要電源腳的工作電壓低到一定程度就會自然進(jìn)入掉電微功耗模式。其實早在30年前的鼻祖8031系列(及后來的ATMEL89系列)單片機就已經(jīng)有了該微功耗模式,符號是PD,即Power Down(掉電),它必須通過執(zhí)行指令才能進(jìn)入這種最不耗電的“非死機”模式,所謂“非死機”,即它已經(jīng)是停機了,但還能響應(yīng)一些事件觸發(fā)中斷、退出PD模式回到正常指令執(zhí)行狀態(tài)。特別是這里所說的新型單片機的PD模式(本文直接改稱“停機微功耗模式”)具有帶定時自動退出PD模式功能,使編程檢測斷電狀態(tài)特別方便,外圍電路就多了一只二極管D,斷電供電電容C是本來就必須的電源濾波電容,也正是因為PD模式的微功耗,才使得C的體積可小到米粒大。對停機微功耗模式?jīng)]有定時自動退出功能的單片機,可用空閑IDL模式配合定時器中斷,但此時斷電供電電容C要加大(但體積仍可小于綠豆)。IDLE空閑模式耗電在0.1mA以下,能響應(yīng)定時器溢出中斷;關(guān)于具體PD模式帶定時自動退出設(shè)置,詳見宏晶STC15F2K60S2單片機產(chǎn)品手冊。
一旦電源開關(guān)的斷電操作被單片機認(rèn)定是斷電控制(即電源開關(guān)調(diào)亮),本發(fā)明巧妙地采用PWM方式來控制亮度,其好處首先是只要一根I/O口線,結(jié)構(gòu)簡單,且還幾乎是連續(xù)可變(電阻R固定不變,由內(nèi)部程序變PWM配置參數(shù))。要求選用有PWM輸出功能的單片機,例如宏晶STC15W408AS等單片機最多可配置三路PWM輸出,這里只需配置一路。說得更詳細(xì)一點,對單片機I/O口中有PWM輸出功能的某Pk.n(如P1.0),先將其輸出電路結(jié)構(gòu)設(shè)定為開漏形式,這樣的Pk.n所配置的PWM輸出是開漏型脈沖寬度調(diào)制輸出,即在每個周期T中,a時間該Pk.n對地短路,T-a時間該Pk.n開路,對STC15系列T=256時基單位,0<a<256。在本應(yīng)用中,用開漏型PWM設(shè)置開關(guān)電源調(diào)LED燈亮度,對原開關(guān)電源影響小,去PWM平滑濾波容易,就一個電阻R、一個電容C0,見圖1、3、4、5、6。關(guān)于具體開漏型PWM配置,詳見宏晶STC15F2K60S2單片機產(chǎn)品手冊。
注意,不要把這里的PWM同開關(guān)電源中的穩(wěn)壓/恒流用PWM或PFM混肴,兩者是完全獨立的。
這里所用的是新型單片機(沒有晶振及兩電容),除二電源腳正極/負(fù)極外,可以全部都是I/O口Pk.n腳(圖1中10)。對宏晶STC15系列,k=0-5,即端口P0-P5;n=0-7,即口線位bit Pk.0-Pk.7。單片機IO口的各Pk.n腳都有四狀態(tài)(準(zhǔn)雙向、推挽強上拉輸出、純輸入、開漏輸出)可配置。因此,新型單片機不僅把IC芯片上的腳(除二電源腳正極/負(fù)極外)都留作I/O腳,且支撐單片機運行的輔助電路全取消了(如晶振電路、復(fù)位電路),所以接入單片機才會精簡到就2、3個接入點。
配置成開漏型PWM輸出的單片機I/O口Pk.n,要較好地實現(xiàn)對原開關(guān)電源的亮度控制,要尋找滿足如下條件的控制接入點:1、電流改變亮度敏感點;2、控制點工作電壓在單片機工作電壓范圍內(nèi),與單片機有相同的參考地電位(否則通常要用光耦隔離,如圖5、6);3、不破壞原有電壓或電流型的閉環(huán)反饋控制;4、去PWM平滑濾波容易。圖1中的反饋采樣比較點6就是常用隔離型開關(guān)電源中滿足這些條件的控制點,它是穩(wěn)壓比較器TL431的Ref端,即反饋采樣比較點(注意:單片機同LED燈5電源負(fù)極、TL431共地)。將配置成開漏型PWM輸出的單片機I/O口Pk.n串電阻R后連接反饋采樣比較點6,對地導(dǎo)通時所串電阻R越小燈越亮,但R不能過小,過小會影響電壓閉環(huán)反饋控制。再就是反饋采樣比較點6不能受PWM干擾,必須有抗PWM平滑濾波措施,圖1中的C0就是去PWM平滑濾波電容,這里巧妙的在于,TL431(的Ref端到上端)本來就應(yīng)該有該電容(0.1-0.47uF)用作相位補償,以消除電壓抖動,現(xiàn)在C0再兼任去PWM平滑濾波。至此,基本的同加入單片機相關(guān)的連接都已說明了。事實上本發(fā)明更多的是在充分發(fā)掘新型單片機的潛在功能,恰到好處地用在了此類應(yīng)用上,使得實際增加的元件極少(一只三端穩(wěn)壓器、一只二極管、幾只電阻),單片機直接成了此類應(yīng)用的專用IC,且功能靈活可“編”!
對無PWM輸出口的單片機,除可用對定時器編程實現(xiàn)PWM輸出外,還可用若干配置為開漏輸出型的I/O口Pk.n串亮度設(shè)定電阻R連接到反饋采樣比較點6實現(xiàn)分檔調(diào)亮。這點特別適合宏晶STC15F104系列8腳精簡型單片機,用兩個Pk.n腳(如P3.0、P3.1)就有四檔亮度(P3.0、P3.1各串不同電阻對地導(dǎo)通就有二檔不同亮度,P3.0、P3.1同時導(dǎo)通則在更亮檔上再稍微加亮一點到最亮檔,P3.0、P3.1都不導(dǎo)通就是原LED燈開關(guān)電源的最小亮度),通常三檔亮度就夠了。這種廉價(約1元)的小單片機,裝在LED燈開關(guān)電源上,體積、工藝、成本沒什么增加,安裝同原來LED燈開關(guān)電源一樣,卻有了很利于LED燈的實用調(diào)亮功能,何樂不為,市場前景看好!
鑒于LED燈種類多,規(guī)定單片機控制接入點的特征,而不限定開關(guān)電源(2)的具體電路。圖1所示的單片機與開關(guān)電源的連接圖中所標(biāo)明的接入點:LED燈電源正極、反饋采樣比較點6是隔離型LED燈開關(guān)電源的接入點。圖7是隔離型LED燈開關(guān)電源典型的完整圖,其中對接入點LED燈電源正極、反饋采樣比較點6有對應(yīng)標(biāo)明。圖7中的IC型號為新型高效準(zhǔn)諧振型軟開關(guān)電源,但即使是最常見的經(jīng)典UC3842,電路圖也基本類似(這兩個接入點不變,且一目了然)。
對更多LED燈,在不同種類的開關(guān)電源中接入點要有相應(yīng)調(diào)整,也包括附加一些功能擴展要求,具體如下:
圖2是兩組LED燈切換控制擴展,在圖1基礎(chǔ)上增加了MOS管作開關(guān)分別控制各自LED燈的導(dǎo)通,連接方式為LED燈5的負(fù)端接MOS管M的漏極、MOS管M的源極接地、單片機I/O口Pk.n接MOS管M的柵極。兩組LED燈通常是不同色調(diào)的,單片機口Pk.n高電平時所連的MOS管導(dǎo)通,該組色調(diào)的LED燈就亮,圖2中的同圖1的單片機所設(shè)置的亮度就是對該組色調(diào)的LED燈的調(diào)亮度。特別是目前有超低導(dǎo)通電阻型MOS管,體積小如米粒、無須散熱板。
圖3是直流供電降壓型LED燈的單片機連接圖、圖4是直流供電升壓型LED燈的單片機連接圖,它們的連接基本同圖1,所不同的是單片機I/O口Pk.n串亮度設(shè)定電阻R連接到反饋采樣比較點6是芯片的FB端(相當(dāng)于圖1中的TL431的Ref端),C0去PWM平滑濾波電容一端接在反饋采樣比較點6,另一端接地。圖4中的單片機取電端4(5V穩(wěn)壓輸入)取自直流供電正端,但如果電池供電電壓低于5V(如鋰電池3.7V)也可接開關(guān)電源輸出的LED燈電源正極,同圖1、圖3。注意這種升壓、降壓IC芯片(通常叫DC-DC)內(nèi)部也是開關(guān)電源模式。這種直流或電池供電的LED燈通常是臺燈、應(yīng)急照明燈、電筒、或車載燈。
圖5是恒流型非隔離型開關(guān)電源上邊輸出類的單片機連接點及增加光耦隔離、圖6是恒流型非隔離型開關(guān)電源下邊輸出類的單片機連接點及增加光耦隔離,其中的降壓穩(wěn)壓供電單片機所需的輸入電壓,即單片機取電端4均連接到開關(guān)電源輸出的LED燈電源正極,LED燈電源負(fù)極與單片機共地;光耦OC的輸入二極管的負(fù)極經(jīng)電阻R接單片機I/O口Pk.n、光耦OC的輸入二極管的正極接單片機電源正極,去PWM平滑濾波電容C0與光耦OC的輸入二極管并聯(lián);光耦OC的輸出部分則接各自的反饋控制點,圖5是OC的輸出部分的集電極接反饋控制點9、發(fā)射極接非隔離型開關(guān)電源的電源輸入負(fù)極;圖6是OC的輸出部分的發(fā)射極接反饋控制點9、集電極接非隔離型開關(guān)電源中的驅(qū)動芯片的工作電壓輸入Vdd腳。這種恒流型非隔離型LED燈開關(guān)電源因其轉(zhuǎn)換效率高、不用成本貴的高頻隔離變壓器,在LED燈具中應(yīng)用很廣。
圖3到圖7中的IC芯片型號只是用作示意本發(fā)明用單片機所涉及的控制接入點的典型代表,實際各類芯片型號還有很多,但同用單片機相關(guān)的控制接入點幾乎類同。
單片機I/O口Pk.n還連接訊響燈3,其功能為,當(dāng)調(diào)到最亮檔時,訊響燈3亮或蜂鳴器嘀一聲,讓用戶知道這是最亮檔,再調(diào)就變最暗檔(當(dāng)然指示燈(3)也不亮了)。
訊響燈3可以是嘀聲蜂鳴器,或各檔都有LED指示燈或各種顯示屏,此時包括用若干單片機I/O口Pk.n10連接若干LED指示燈或顯示屏。
電源開關(guān)(1)為電源總開關(guān),設(shè)置在開關(guān)電源(2)的電源輸入進(jìn)線的任意處,可以是帶鎖按鈕、船型開關(guān)、拔動開關(guān)、旋鈕開關(guān)、或拉線開關(guān)。
控制方法設(shè)計得合理是操作體驗好的關(guān)鍵。本發(fā)明為解決(一個通斷開關(guān))多檔選擇操作繁的問題,引入兩個亮度自動預(yù)存檔,短關(guān)一次就切換到上個預(yù)存檔,依次輪換。連續(xù)短關(guān)就是從上個預(yù)存檔亮度開始逐檔遞增亮度,到最亮檔時,指示燈(3)亮,再后即為最暗檔,依次輪換。所謂“短關(guān)”是指(開關(guān)斷電)關(guān)時間少于1秒(后又即開啟)的?!岸剃P(guān)一次”與“連續(xù)短關(guān)”的區(qū)別是“短關(guān)一次”后就亮著不管了(開亮通電時間超過1秒);“連續(xù)短關(guān)”指相鄰的兩次短關(guān)間的通電時間不到1秒的。只要改變了亮度,(穩(wěn)定不變后超過1秒)新的亮度就自動進(jìn)入最近預(yù)存,前面的亮度變?yōu)樯洗晤A(yù)存,供隨時短關(guān)切換到上次預(yù)存檔(內(nèi)部設(shè)計就是首次短關(guān)總是切換到上次預(yù)存檔。短關(guān)一次也就是首次短關(guān))。
最近用過的兩次亮度就是最近預(yù)存檔及上次預(yù)存檔。關(guān)燈后(1秒以上)下次開啟總是恢復(fù)到最近預(yù)存檔亮度(這個不改變預(yù)存);凡短關(guān)總是從上次預(yù)存檔亮度開始。
注意,這種調(diào)亮隨時都可進(jìn)行,并非僅在剛開燈時有效。
雖然可對亮度分檔在3檔以下的(主要指3檔亮度),電源開關(guān)1的操作可簡化為只有“短關(guān)”(功能就是增加一檔亮度),但這與上面的定義也不矛盾。下次開燈總是恢復(fù)到最近用過的亮度也可規(guī)定。但訊響燈3可取消。
亮度分檔多、或還要變色,可引入多個預(yù)存切換是簡化操作的方式。
預(yù)存就是將調(diào)檔數(shù)據(jù)保存在單片機內(nèi)帶的斷電非易失存貯器EEPROM中,使關(guān)燈長時間斷電后仍記得以前用過的亮度,減少經(jīng)常調(diào)亮的麻煩。
以上主要從技術(shù)層面詳述加入單片機及控制方法,但這種單片機電源開關(guān)調(diào)亮LED燈開關(guān)電源,可包括LED燈5做成LED燈頭、LED燈具等完整產(chǎn)品(本身不帶電源開關(guān)),還可包括電源開關(guān)1做成帶電源開關(guān)兼調(diào)檔的交、直流LED臺燈、電扇、電池供電應(yīng)急燈、車載燈、電筒等完整產(chǎn)品,特別是電池供電的,長期不用也不會因微耗電導(dǎo)致失電損壞充電池。