本發(fā)明涉及照明燈亮度控制及家用電器控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮度LED燈控制器及其控制方法。

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(zhǎng)壽的特性。雖然市場(chǎng)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(kāi)關(guān)調(diào)燈亮度或電扇風(fēng)速，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)這種控制的專用IC芯片幾乎沒(méi)有，特別是要求功能完善的。然而當(dāng)前是微處理器(MCU)控制的頂盛時(shí)期，新型單片機(jī)除具有典型的微處理器功能外，出現(xiàn)了大量集成常用典型功能部件的趨勢(shì)，使得常用功能電路可直接由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)并具智能化功能擴(kuò)展、替代大量測(cè)控部件使電路變得極簡(jiǎn)單，本發(fā)明就是這種新單片機(jī)設(shè)計(jì)方法的集中體現(xiàn)。

本發(fā)明充分利用了國(guó)產(chǎn)宏晶STC 15系列單片機(jī)具有停機(jī)微功耗模式超時(shí)退出功能、電源腳低壓檢測(cè)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(qiáng)上拉輸出、純輸入、開(kāi)漏輸出)、以及不用晶振及上電復(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(duì)簡(jiǎn)潔的8腳單片機(jī)尤為重要。正是對(duì)以上所述單片機(jī)新特性的恰到好處地充分運(yùn)用，從本發(fā)明所述的各種類型的連接關(guān)系中可看到，幾乎就是單片機(jī)帶幾個(gè)電阻電容接到原開(kāi)關(guān)電源中的2、3個(gè)點(diǎn)即成。因此單片機(jī)變成了專用IC，功能開(kāi)發(fā)變成軟件編程，硬件生產(chǎn)成本、制作工藝幾乎不變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮度LED燈控制器及其控制方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮度LED燈控制器，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)LED燈亮度，它主要由裝在一個(gè)盒中的開(kāi)關(guān)電源、單片機(jī)、二極管D、斷電瞬間供電電容C、若干電阻組成；電源開(kāi)關(guān)設(shè)置在開(kāi)關(guān)電源的電源輸入進(jìn)線的任意處；所述開(kāi)關(guān)電源為隔離型LED燈開(kāi)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(kāi)關(guān)電源，其芯片有反饋采樣比較的FB腳，或非隔離LED燈恒流開(kāi)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；所述開(kāi)關(guān)電源輸出的LED燈電源+，經(jīng)降壓穩(wěn)壓后與二極管D的正極相連，二極管D的負(fù)極和電容C的正端都同單片機(jī)電源+連接，電容C的負(fù)端、單片機(jī)接地腳G、LED燈電源-連接在一起接地；若干單片機(jī)I/O口Pk.n均串一個(gè)電阻R，所有電阻R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，對(duì)所述開(kāi)關(guān)電源為隔離型LED燈開(kāi)關(guān)電源時(shí)，其用穩(wěn)壓比較器TL431作反饋采樣比較，若干單片機(jī)I/O口Pk.n串不同數(shù)值的電阻R，所有電阻R均與穩(wěn)壓比較器TL431的Ref極反饋采樣比較點(diǎn)相連。

進(jìn)一步的，對(duì)所述開(kāi)關(guān)電源為DC-DC類芯片構(gòu)成的直流降壓、升壓LED燈開(kāi)關(guān)電源時(shí)，其芯片有反饋采樣比較的FB腳，若干單片機(jī)I/O口Pk.n串不同數(shù)值的電阻R，所有電阻R均與芯片的FB腳相連；對(duì)升壓型LED燈電源，降壓+5V穩(wěn)壓的輸入端與電源進(jìn)線的直流供電正極相連；對(duì)降壓型LED燈電源，降壓+5V穩(wěn)壓的輸入端與LED燈電源正極相連。

進(jìn)一步的，對(duì)所述開(kāi)關(guān)電源為非隔離LED燈恒流開(kāi)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；若干單片機(jī)I/O口Pk.n串不同數(shù)值的電阻R，所有電阻R均與光耦的輸入二極管的負(fù)極相連；光耦的輸入二極管的正極接單片機(jī)電源正極；光耦的輸出部分接反饋控制腳：對(duì)非隔離型開(kāi)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(kāi)關(guān)電源的電源輸入負(fù)極；對(duì)非隔離型開(kāi)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(kāi)關(guān)電源中的驅(qū)動(dòng)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(jī)進(jìn)入停機(jī)微功耗模式時(shí)保持約1秒供電，所述單片機(jī)首選具有停機(jī)微功耗模式帶定時(shí)退出功能的單片機(jī)，或單片機(jī)選有IDLE空閑模式能響應(yīng)定時(shí)器中斷的；

所述單片機(jī)電源腳具有低壓檢測(cè)或中斷功能；

所述單片機(jī)若采用國(guó)產(chǎn)宏晶STC 15系列單片機(jī)，其電源腳低壓檢測(cè)閾值可選產(chǎn)品所具有的高電壓值設(shè)定；

所述單片機(jī)的I/O口Pk.n輸出形態(tài)可配置、用配置成開(kāi)漏型輸出的若干I/O口Pk.n串電阻R對(duì)LED燈開(kāi)關(guān)電源設(shè)置亮度；

所述單片機(jī)內(nèi)帶斷電非易失存貯器EEPROM、單片機(jī)可取消/無(wú)外部晶振電路和上電復(fù)位電路。

進(jìn)一步的，還可包括MOS管M，MOS管M的源極接地，MOS管M的柵極接單片機(jī)I/O口Pk.n，MOS管M的漏極變?yōu)長(zhǎng)ED燈電源輸出負(fù)端，原開(kāi)關(guān)電源LED燈電源輸出負(fù)端接地；對(duì)沒(méi)有MOS管M的，開(kāi)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，還可包括用兩只晶體管T1、T2，一只MOS管M，二只二極管D1、D2，五只電阻R1-R5，實(shí)現(xiàn)的兩口線調(diào)三檔亮度及不斷電關(guān)燈的控制擴(kuò)展：二個(gè)單片機(jī)I/O口Pk.n分別串限流電阻R1、R2連接到各自的倒相晶體管T1、T2基極，T1、T2集電極分別串電阻R3、R4連接到反饋采樣比較點(diǎn)(6)，同時(shí)這兩個(gè)單片機(jī)I/O口Pk.n分別接二極管D1、D2的正極，二極管D1、D2的負(fù)極并在一起接MOS管M的柵極，MOS管M的柵極還接電阻R5到地，MOS管M的漏極為L(zhǎng)ED燈電源輸出負(fù)端，構(gòu)成了邏輯或的LED燈輸出控制。

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(jī)I/O口Pk.n連接；或，所述訊響燈是蜂鳴器，同單片機(jī)I/O口Pk.n連接；還可包括外接訊響燈，所述外接訊響燈可以是LED指示燈或蜂鳴器、或各檔都有LED指示燈、及再包括通電指示燈、或LED顯示屏，此時(shí)用若干單片機(jī)I/O口Pk.n連接若干LED指示燈或LED顯示屏；

所述電源開(kāi)關(guān)是電源總開(kāi)關(guān)，為帶鎖按鈕、船型開(kāi)關(guān)、拔動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋鈕開(kāi)關(guān)或拉線開(kāi)關(guān)。

本發(fā)明還提供一種建立在上述的電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮度LED燈控制器硬件基礎(chǔ)上的控制方法，包括以下操作規(guī)則：

電源開(kāi)關(guān)的快速關(guān)斷又開(kāi)啟作為亮度設(shè)定操作，具體操作規(guī)則如下：所述單片機(jī)根據(jù)電源開(kāi)關(guān)的一次關(guān)斷又開(kāi)啟，且斷電時(shí)間少于1秒，確定為亮度設(shè)定操作，簡(jiǎn)稱“短關(guān)”，首次短關(guān)總是將亮度恢復(fù)到上次保存的亮度；

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(shí)，訊響燈或外接訊響燈亮或嘀聲響一下，再后即為最暗檔，依次輪換；

到某檔亮度不變超過(guò)1秒，該檔亮度即為最近預(yù)存；關(guān)燈時(shí)間超過(guò)1秒后下次開(kāi)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(shí)按一下短關(guān)就切換到上次預(yù)存檔；

亮度或還要變色分檔為4檔及4檔以上時(shí)，可設(shè)置3個(gè)以上預(yù)存檔；

預(yù)存就是將調(diào)檔數(shù)據(jù)保存在單片機(jī)內(nèi)帶的斷電非易失存貯器EEPROM中。

對(duì)三檔及三檔以下的調(diào)亮度，可簡(jiǎn)化為：短關(guān)就是增亮一檔的操作，到最亮檔時(shí)，訊響燈或外接訊響燈亮或嘀聲響一下，再后即為最暗檔，依次輪換；訊響燈及外接訊響燈也可不用或取消；可要求關(guān)燈后下次開(kāi)啟總是恢復(fù)到上次用過(guò)的亮度。

本發(fā)明還提供一種電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮LED燈，包括LED燈以及上述的電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮度LED燈控制器；所述LED燈的正極與開(kāi)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(kāi)關(guān)以及上述的電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮度LED燈控制器；所述LED燈的正極與開(kāi)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(kāi)關(guān)設(shè)置在開(kāi)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：1、就用電源開(kāi)關(guān)兼調(diào)亮度。即使有4檔以上的亮度色度設(shè)置，操作體驗(yàn)仍可設(shè)計(jì)得很好，包括一次關(guān)開(kāi)(短關(guān))在兩個(gè)預(yù)存亮度中輪換、剛開(kāi)燈總恢復(fù)到最近用過(guò)的亮度。2、使原有的普通燈開(kāi)關(guān)及線路無(wú)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(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)亮度。3、僅用一只電源開(kāi)關(guān)就實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)兼調(diào)檔，可推廣到交直流LED臺(tái)燈、電扇等，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高。4、單片機(jī)完全實(shí)現(xiàn)了專用IC的功能，且功能靈活可“編”。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的安裝使用整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的常用隔離型開(kāi)關(guān)電源的單片機(jī)連接圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的兩組LED燈切換控制擴(kuò)展連接圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的兩口線實(shí)現(xiàn)三檔亮度加不斷電關(guān)燈的控制擴(kuò)展；

圖5(a)是本發(fā)明實(shí)施例的恒流型非隔離型開(kāi)關(guān)電源上邊輸出類的單片機(jī)連接及增加的光耦元件電路圖；

圖5(b)是本發(fā)明實(shí)施例的恒流型非隔離型開(kāi)關(guān)電源下邊輸出類的單片機(jī)連接及增加的光耦元件電路圖；

圖6(a)是本發(fā)明實(shí)施例的直流供電升壓型LED燈的單片機(jī)連接圖；

圖6(b)是本發(fā)明實(shí)施例的直流供電降壓型LED燈的單片機(jī)連接圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的隔離型LED燈開(kāi)關(guān)電源(高效準(zhǔn)諧振型軟開(kāi)關(guān)電源)的典型電路圖；

圖中：1、電源開(kāi)關(guān)；2、開(kāi)關(guān)電源；3、訊響燈；4、外接訊響燈；5、LED燈；6、反饋采樣比較點(diǎn)；7、亮度設(shè)定電阻R；8、單片機(jī)電源+；9、反饋控制點(diǎn)；10、單片機(jī)I/O口Pk.n。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例：

本發(fā)明中加入單片機(jī)少不了給單片機(jī)供電，單片機(jī)電壓要求3到5V，所以從圖2到圖6，都在高于5V但又相對(duì)接近5V的電源+取電，經(jīng)降壓穩(wěn)壓后通過(guò)二極管D單向供電。所謂降壓穩(wěn)壓(及“降壓+5V穩(wěn)壓”)常用的就是三端穩(wěn)壓器，如78L05、7550、7144、AMS1117，更簡(jiǎn)單還可能是串聯(lián)一只電阻接單片機(jī)電源+8，單片機(jī)電源+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(guò)二極管D單向供電，這就是本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)：靠斷電來(lái)控制。斷電時(shí)，供電很快消失，由于二極管D單向?qū)щ娦?，不?huì)漏掉單片機(jī)電源+(8)所接的電源濾波電容C的儲(chǔ)電，所以該單片機(jī)電源濾波電容C在此時(shí)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(jī)進(jìn)入停機(jī)微功耗模式時(shí)能保持約1秒供電。更具體的斷電瞬間執(zhí)行過(guò)程是：?jiǎn)纹瑱C(jī)本身運(yùn)行有不小的耗電，斷電后接有濾波電容C的單片機(jī)的工作電壓(圖2中的8)也很快下降，被單片機(jī)的低壓檢測(cè)功能檢測(cè)到，并啟動(dòng)低壓中斷功能程序使單片機(jī)進(jìn)入停機(jī)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(shí)單片機(jī)的工作電壓下降就很緩慢了，并每隔百毫秒自動(dòng)超時(shí)退出停機(jī)微功耗模式檢測(cè)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(jī)微功耗模式等超時(shí)再退出檢測(cè)供電狀態(tài)。若超過(guò)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(guò)1秒單片機(jī)就不工作了，下次來(lái)電就是冷啟動(dòng))，那就不是斷電控制，就是關(guān)掉了。這里用到了新型單片機(jī)的停機(jī)微功耗模式帶定時(shí)退出功能、電源腳低壓檢測(cè)及中斷功能，國(guó)產(chǎn)宏晶STC 15系列單片機(jī)不僅具有這些功能，且電源腳低壓檢測(cè)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(cè)及中斷功能，詳見(jiàn)宏晶STC15F2K60S2單片機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)。因此，外部就不需要設(shè)計(jì)斷電檢測(cè)取樣電路了。

注意，關(guān)于單片機(jī)的停機(jī)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(huì)自然進(jìn)入掉電微功耗模式。其實(shí)早在30年前的鼻祖8031系列(及后來(lái)的ATMEL89系列)單片機(jī)就已經(jīng)有了該微功耗模式，符號(hào)是PD，即Power Down(掉電)，它必須通過(guò)執(zhí)行指令才能進(jìn)入這種最不耗電的“非死機(jī)”模式，所謂“非死機(jī)”，即它已經(jīng)是停機(jī)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(shuō)的新型單片機(jī)的PD模式(本文直接改稱“停機(jī)微功耗模式”)具有帶定時(shí)自動(dòng)退出PD模式功能，使編程檢測(cè)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(lái)就必須的電源濾波電容，也正是因?yàn)镻D模式的微功耗，才使得C的體積可小到米粒大。關(guān)于具體PD模式帶定時(shí)自動(dòng)退出設(shè)置，詳見(jiàn)宏晶STC15F2K60S2單片機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)。

對(duì)停機(jī)微功耗模式?jīng)]有定時(shí)自動(dòng)退出功能的單片機(jī)，可用空閑IDL模式配合定時(shí)器中斷，但此時(shí)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(shí)器溢出中斷。

一旦電源開(kāi)關(guān)的斷電操作(即電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮)被單片機(jī)認(rèn)定要進(jìn)行亮度設(shè)定，單片機(jī)的I/O口Pk.n(圖2中10。k＝0-5,即端口P0-P5；n＝0-7，即口線位bit Pk.0-Pk.7)的輸出狀態(tài)要較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)原開(kāi)關(guān)電源的亮度控制，要尋找滿足如下條件的控制接入點(diǎn)：1、電流改變亮度敏感點(diǎn)；2、控制點(diǎn)工作電壓在單片機(jī)工作電壓范圍內(nèi)，與單片機(jī)有相同的參考地電位(否則通常要用光耦隔離，如圖5(a)、5(b))；3、不破壞原有電壓或電流型的閉環(huán)反饋控制。圖2中的反饋采樣比較點(diǎn)6就是常用隔離型開(kāi)關(guān)電源中滿足這些條件的控制點(diǎn)，它是穩(wěn)壓比較器TL431的Ref端，即反饋采樣比較點(diǎn)(注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)同LED燈電源-、TL431共地)。單片機(jī)I/O口Pk.n串電阻R后連接該反饋采樣比較點(diǎn)6，I/O口可以是默認(rèn)的準(zhǔn)雙向，但最好配置成開(kāi)漏模式(對(duì)原閉環(huán)反饋控制影響最小)，對(duì)地導(dǎo)通時(shí)所串電阻R越小燈越亮，但R不能過(guò)小，過(guò)小會(huì)影響電壓閉環(huán)反饋控制。這里又提出了對(duì)單片機(jī)IO口的輸出形態(tài)配置要求。關(guān)于具體單片機(jī)IO口的輸出形態(tài)配置，詳見(jiàn)宏晶STC15F2K60S2單片機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)。

圖2是常用隔離型開(kāi)關(guān)電源的單片機(jī)連接圖。雖然隔離型開(kāi)關(guān)電源也有多種形態(tài)，但就與本發(fā)明相關(guān)的單片機(jī)連接點(diǎn)及控制來(lái)說(shuō)，只涉及所述的LED燈電源+、采樣反饋比較點(diǎn)6就夠了。圖7是隔離型LED燈開(kāi)關(guān)電源典型的完整圖，其中對(duì)所述的LED燈電源+、采樣反饋比較點(diǎn)6有標(biāo)明。圖7中的IC型號(hào)為新型高效準(zhǔn)諧振型軟開(kāi)關(guān)電源，但即使是最常見(jiàn)的經(jīng)典UC3842，電路圖也基本類似(這兩個(gè)接入點(diǎn)不變，且一目了然)。

這種以單片機(jī)I/O口Pk.n通斷控制一般有幾檔亮度就要幾個(gè)(實(shí)際是減1，全部斷開(kāi)本身也有個(gè)亮度)，圖2作為連接關(guān)系示意，只畫(huà)了兩路。以圖2這種簡(jiǎn)潔的連接方式將單片機(jī)用于LED燈開(kāi)關(guān)電源設(shè)置亮度，是以充分發(fā)掘新型單片機(jī)所具有的潛在功能為前提、并恰到好處地用到了該項(xiàng)目，使硬件體積、生產(chǎn)成本幾乎不變，并且功能可擴(kuò)展性強(qiáng)，接著就說(shuō)這個(gè)。

這里所用的是新型單片機(jī)(沒(méi)有晶振及兩電容、上電復(fù)位電路)，除二電源腳正極/負(fù)極外，可以全部都是I/O口Pk.n腳(圖2中10)。對(duì)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。因此，新型單片機(jī)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(jī)運(yùn)行的輔助電路全取消了(如晶振電路、上電復(fù)位電路、輸入輸出匹配電路)，所以接入單片機(jī)才會(huì)精簡(jiǎn)到就2、3個(gè)接入點(diǎn)。

鑒于LED燈種類多，圖2所示的單片機(jī)與開(kāi)關(guān)電源的連接圖中所述的開(kāi)關(guān)電源輸出的LED燈電源+、反饋采樣比較點(diǎn)6，在不同種類的開(kāi)關(guān)電源中要有相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整也包括為附加一些功能擴(kuò)展要求，具體如下：

圖3是兩組LED燈切換控制擴(kuò)展，在圖2基礎(chǔ)上增加了MOS管作開(kāi)關(guān)分別控制各自LED燈的導(dǎo)通，連接方式為L(zhǎng)ED燈5的負(fù)端接MOS管M的漏極、MOS管M的源極接地、單片機(jī)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(jī)口Pk.n高電平時(shí)所連的MOS管導(dǎo)通，該組色調(diào)的LED燈就亮，圖3中的同圖2基本部分所設(shè)置的亮度就是對(duì)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(wú)須散熱板。

圖4是兩口線實(shí)現(xiàn)三檔亮度加不斷電關(guān)燈的控制擴(kuò)展，是在圖2的單片機(jī)I/O口Pk.n串亮度設(shè)定電阻R連接到反饋采樣比較點(diǎn)6中增加了晶體管倒相級(jí)T1、T2，二個(gè)單片機(jī)I/O口Pk.n分別串電阻R1、R2連接到各自的T1、T2基極，T1、T2集電極分別經(jīng)R3、R4到反饋采樣比較點(diǎn)6，R3、R4即為圖2中的亮度設(shè)定電阻R；同時(shí)這兩個(gè)單片機(jī)I/O口Pk.n分別經(jīng)二極管D1、D2接MOS管M的柵極、柵極接電阻R5到地，構(gòu)成了邏輯或的電路控制LED燈5的導(dǎo)通。用二個(gè)口線實(shí)現(xiàn)了：二個(gè)口線都低電平是關(guān)LED燈，其它三種組合狀態(tài)為三檔LED燈亮度，特別適用I/O口線緊張的8腳單片機(jī)。之所以要在開(kāi)關(guān)電源工作狀態(tài)下關(guān)LED燈，是考慮到一些智能控制，例如有人在燈亮、無(wú)人自動(dòng)關(guān)燈，開(kāi)關(guān)電源始終要在工作狀態(tài)為智能控制供電。

圖5(a)是恒流型非隔離型開(kāi)關(guān)電源上邊輸出類的單片機(jī)連接及增加光耦隔離、圖5(b)是恒流型非隔離型開(kāi)關(guān)電源下邊輸出類的單片機(jī)連接及增加光耦隔離，其中降壓穩(wěn)壓供電單片機(jī)所需的輸入電壓均連接到開(kāi)關(guān)電源輸出的LED燈電源+，LED燈電源-與單片機(jī)共地；光耦OC的輸入二極管的負(fù)極經(jīng)不同亮度設(shè)定電阻R接單片機(jī)I/O口各Pk.n、光耦OC的輸入二極管的正極接單片機(jī)電源+；光耦OC的輸出部分則接各自的反饋控制點(diǎn)，圖5(a)是OC的輸出部分的集電極接反饋控制點(diǎn)9、發(fā)射極接非隔離型開(kāi)關(guān)電源的電源輸入負(fù)極；圖5(b)是OC的輸出部分的發(fā)射極接反饋控制點(diǎn)9、集電極接非隔離型開(kāi)關(guān)電源中的驅(qū)動(dòng)芯片的工作電壓輸入Vdd腳。這種恒流型非隔離型LED燈開(kāi)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6(a)是直流供電升壓型LED燈的單片機(jī)連接圖、圖6(b)是直流供電降壓型LED燈的單片機(jī)連接圖，它們的連接基本同圖2，所不同的是若干單片機(jī)I/O口Pk.n串不同的亮度設(shè)定電阻R連接到反饋采樣比較點(diǎn)6是芯片的FB端(相當(dāng)于圖2中的TL431的Ref端)。圖6(a)中的5V穩(wěn)壓取自直流供電正端，但如果電池供電電壓低于5V(如鋰電池3.7V)也可接開(kāi)關(guān)電源輸出的LED燈電源+，同圖2、圖6(b)。注意這種升壓、降壓IC芯片(通常叫DC-DC)內(nèi)部也是開(kāi)關(guān)電源模式。這種直流或電池供電的LED燈通常是臺(tái)燈、應(yīng)急照明燈、電筒、或車(chē)載燈。

圖5到圖7中的IC芯片型號(hào)只是用作示意本發(fā)明同單片機(jī)的連接關(guān)系的典型代表，實(shí)際各類芯片型號(hào)還有很多，但同連接單片機(jī)相關(guān)的控制點(diǎn)幾乎類同。

單片機(jī)I/O口Pk.n還連接訊響燈(3)或外接訊響燈(4)，其作用為，當(dāng)調(diào)到最亮檔時(shí)，指示燈亮、或嘀聲蜂鳴器響、或(有些產(chǎn)品需要連線引出裝到外面的)外接訊響燈(4)亮或嘀聲響，讓用戶知道這是最亮檔，再調(diào)就變最暗檔(當(dāng)然訊響燈也不亮了)。

電源開(kāi)關(guān)(1)為電源總開(kāi)關(guān)，設(shè)置在開(kāi)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(kāi)關(guān)、拔動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋鈕開(kāi)關(guān)、或拉線開(kāi)關(guān)。

控制方法設(shè)計(jì)得合理是操作體驗(yàn)好的關(guān)鍵。本發(fā)明為解決(一個(gè)通斷開(kāi)關(guān))多檔選擇操作繁的問(wèn)題，引入兩個(gè)亮度自動(dòng)預(yù)存檔，短關(guān)一次就切換到上個(gè)預(yù)存檔，依次輪換。連續(xù)短關(guān)就是從上個(gè)預(yù)存檔亮度開(kāi)始逐檔遞增亮度，到最亮檔時(shí)，訊響燈亮或嘀聲蜂鳴器響一下，再后即為最暗檔，依次輪換。所謂“短關(guān)”是指(開(kāi)關(guān)斷電)關(guān)時(shí)間少于1秒(后即又開(kāi)啟)的。“短關(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(kāi)亮通電時(shí)間超過(guò)1秒)；“連續(xù)短關(guān)”指相鄰的兩次短關(guān)間的通電時(shí)間不到1秒的。只要改變了亮度，(穩(wěn)定不變后超過(guò)1秒)新的亮度就自動(dòng)進(jìn)入最近預(yù)存，前面的亮度變?yōu)樯洗晤A(yù)存，供隨時(shí)短關(guān)切換到上次預(yù)存檔(內(nèi)部設(shè)計(jì)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(guò)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(kāi)啟總是恢復(fù)到最近預(yù)存檔亮度(這個(gè)不改變預(yù)存)；凡短關(guān)總是從上次預(yù)存檔亮度開(kāi)始。

注意，這種調(diào)亮隨時(shí)都可進(jìn)行，并非僅在剛開(kāi)燈時(shí)有效。

對(duì)亮度分檔在3檔以下的(主要指3檔亮度)，電源開(kāi)關(guān)1的操作可簡(jiǎn)化為只有“短關(guān)”(功能就是增加一檔亮度)，這與上面的定義也不矛盾。下次開(kāi)燈總是恢復(fù)到最近用過(guò)的亮度也可規(guī)定。但訊響燈3、外接訊響燈4也可不用或取消。

亮度分檔多、或還要變色，可引入多個(gè)預(yù)存切換是簡(jiǎn)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(jī)內(nèi)帶的斷電非易失存貯器EEPROM中，使關(guān)燈長(zhǎng)時(shí)間斷電后仍記得以前用過(guò)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(jī)及控制方法，但這種單片機(jī)電源開(kāi)關(guān)調(diào)亮LED燈開(kāi)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(kāi)關(guān))，還可包括電源開(kāi)關(guān)(1)做成帶電源開(kāi)關(guān)兼調(diào)檔的交、直流LED臺(tái)燈、電扇、電池供電應(yīng)急燈、車(chē)載燈、電筒等完整產(chǎn)品，特別是電池供電的，長(zhǎng)期不用也不會(huì)因微耗電導(dǎo)致失電損壞充電池。