一種高效利用電池供電的led照明電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高效利用電池供電的LED照明電路，屬于智能照明控制的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠色的光，在此基礎(chǔ)上，利用三基色原理，添加熒光粉，可以發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色等任意顏色的光。LED燈具就是利用LED作為光源制造出來(lái)的照明器具。LED是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱(chēng)，由于其省電、壽命長(zhǎng)和開(kāi)關(guān)速度快等特點(diǎn)，正被廣泛應(yīng)用到照明領(lǐng)域。
[0003]而對(duì)于便攜式設(shè)備，一般由電池供電。部分照明設(shè)備如自行車(chē)運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的車(chē)燈、頭燈以及特殊要求手電筒等又要求能夠便攜以便于移動(dòng)，所以對(duì)系統(tǒng)的功耗即電池的壽命有著嚴(yán)格的要求。
[0004]在LED照明電路中，采用電池供電時(shí)存在局限。如電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于攜帶，以及功耗過(guò)大，導(dǎo)致電路在供電過(guò)程中運(yùn)營(yíng)成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效利用電池供電的LED照明電路，解決現(xiàn)有的LED照明電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于攜帶及功耗過(guò)大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)低功耗供電。
[0006]本實(shí)用新型具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題:
[0007]一種高效利用電池供電的LED照明電路，包括依次相連的電池、開(kāi)關(guān)及LED照明燈，還包括LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和電池電壓檢測(cè)電路，其中LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓轉(zhuǎn)換器包括輸入端、輸出端及使能端；所述電池電壓檢測(cè)電路包括將比較器集成在內(nèi)的控制器、按鍵、電池電壓檢測(cè)器，其中控制器包括輸入端、電源輸入端、第一輸出端、第二輸出端；所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸入端與電池相連，及升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)、控制器的電源輸入端；所述控制器的輸入端分別與按鍵、電池電壓檢測(cè)器相連，所述控制器的第一輸出端與開(kāi)關(guān)相連，及控制器的第二輸出端、按鍵分別與升壓轉(zhuǎn)換器的使能端相連。
[0008]進(jìn)一步地，作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述開(kāi)關(guān)為三極管。
[0009]進(jìn)一步地，作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述升壓轉(zhuǎn)換器為T(mén)PS61200型升壓轉(zhuǎn)換器。
[0010]進(jìn)一步地，作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器為單片機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地，作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述單片機(jī)為MSP430F149型單片機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
[0013](1)、本實(shí)用新型提供的高效利用電池供電的LED照明電路，通過(guò)采用LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和電池電壓檢測(cè)電路相配合，即控制器通過(guò)開(kāi)關(guān)連接LED照明燈來(lái)響應(yīng)按鍵的操作并控制LED照明燈的亮滅以及閃爍，控制器同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的電壓，電壓一旦下降至低于閾值，就會(huì)關(guān)閉升壓轉(zhuǎn)換器，停止驅(qū)動(dòng)LED照明燈。本電路中的控制器由升壓轉(zhuǎn)換器的輸出為其供電，由于低功耗要求，升壓轉(zhuǎn)換器在待機(jī)模式下不能工作。通過(guò)采用控制器集成的比較器，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)按按鍵來(lái)啟動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器并為控制器供電，控制器通過(guò)輸出高電平來(lái)控制升壓轉(zhuǎn)換器工作。釋放按鍵后，控制器依然可以正常工作。由此，實(shí)現(xiàn)低功耗、便攜以及較低系統(tǒng)成本LED照明的要求，采用升壓轉(zhuǎn)換器將電池的電壓提升來(lái)驅(qū)動(dòng)LED照明燈，由此，電路簡(jiǎn)潔，成本低廉，延長(zhǎng)了電池的使用壽命，能夠很好地滿(mǎn)足便攜式照明設(shè)備的要求。
[0014](2)、進(jìn)一步地，本電路的升壓轉(zhuǎn)換器可以采用升壓轉(zhuǎn)換器TPS61200，工作電壓為
0.3-5.5V，工作電流最大可承受1800mA，并且在升壓轉(zhuǎn)換中可達(dá)到90%的轉(zhuǎn)化效率，極大的延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
[0015](3)、以及，電路還可以基于超低功耗單片機(jī)MSP430F149，具備高性能的響應(yīng)速度及處理速度，可以更好的實(shí)現(xiàn)LED照明電路的高效利用電池供電。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型高效利用電池供電的LED照明電路的模塊示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型高效利用電池供電的LED照明電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種高效利用電池供電的LED照明電路，包括依次相連的電池、開(kāi)關(guān)及LED照明燈，還包括LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和電池電壓檢測(cè)電路，其中LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓轉(zhuǎn)換器包括輸入端、輸出端及使能端；所述電池電壓檢測(cè)電路包括將比較器集成在內(nèi)的控制器、按鍵、電池電壓檢測(cè)器，其中控制器包括輸入端、電源輸入端、第一輸出端、第二輸出端；所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸入端與電池相連，及升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)、控制器的電源輸入端；所述控制器的輸入端分別與按鍵、電池電壓檢測(cè)器相連，所述控制器的第一輸出端與開(kāi)關(guān)相連，及控制器的第二輸出端、按鍵分別與升壓轉(zhuǎn)換器的使能端相連。
[0020]其原理為:由于低功耗要求，升壓轉(zhuǎn)換器在待機(jī)模式下不工作；在按動(dòng)按鍵時(shí)，工作控制器由升壓轉(zhuǎn)換器的輸出為其供電，通過(guò)采用控制器集成的比較器，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)按按鍵來(lái)啟動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器并為控制器供電，控制器通過(guò)輸出高電平來(lái)控制升壓轉(zhuǎn)換器工作，控制器通過(guò)開(kāi)關(guān)連接LED照明燈來(lái)響應(yīng)按鍵的操作并控制LED照明燈的亮滅以及閃爍；控制器同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的電壓，電壓一旦下降至低于閾值，就會(huì)關(guān)閉升壓轉(zhuǎn)換器，停止驅(qū)動(dòng)LED照明燈。在釋放按鍵后，控制器依然可以正常工作。
[0021]為了驗(yàn)證本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、便攜以及較低系統(tǒng)成本LED照明的要求，例舉一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0022]本實(shí)施中，所述開(kāi)關(guān)采用三極管，升壓轉(zhuǎn)換器采用TPS61200型升壓轉(zhuǎn)換器；以及控制器采用單片機(jī)，優(yōu)選采用MSP430F149型單片機(jī)。本實(shí)施例的電路原理圖如圖2所示，LED恒流驅(qū)動(dòng)電路中的升壓轉(zhuǎn)換器U2的VIN端連接電池VBAT的一端，升壓轉(zhuǎn)換器U2的VOUT端分別與3.6V的端口、LED照明燈的一端、單片機(jī)Ul的VCC端、相連，升壓轉(zhuǎn)換器U2的VAUX端、PGND端及GND端接地，升壓轉(zhuǎn)換器U2的L端經(jīng)電感LI同時(shí)與升壓轉(zhuǎn)換器U2的PS端和UVLO端相連，升壓轉(zhuǎn)換器U2的EN端同時(shí)接到單片機(jī)Ul的TD0/TDI端、單片機(jī)Ul的CA1/TA2端和按鍵的一端。
[0023]以及，單片機(jī)Ul的TDI/TCLK端經(jīng)電阻R5接到三極管NPN8050的基極，三極管NPN8050的集電極與LED照明燈的另一端連接，三極管NPN8050的發(fā)射極接地，且分壓電阻R1、R4連接在3.6V的端口和NPN8050的發(fā)射極之間。單片機(jī)Ul的CA0/TA1端接到分壓電阻R3和R6之間，CA0/TA1端、電池VBAT的另一端接到按鍵SI的一端，按鍵SI的另一端經(jīng)R7接地；單片機(jī)Ul的RSI/WI端口連接分壓電阻R8后接入3.6V的端口 ；單片機(jī)Ul的VSS端口接地。電容Cl的一端連接升壓轉(zhuǎn)換器U2的VAUX端，另一端接地；電容C2的一端連接升壓轉(zhuǎn)換器U2的VOUT端，另一端接地；電容C3分別與電阻R8和地相連。
[0024]該電路原理如上述，待機(jī)模式下，升壓轉(zhuǎn)換器U2不工作，不能為控制器Ul提供驅(qū)動(dòng)，LED照明燈此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)；通過(guò)長(zhǎng)按按鍵SI，即在按鍵SI閉合時(shí)，單片機(jī)Ul由升壓轉(zhuǎn)換器U2的輸出為其供電，通過(guò)采用單片機(jī)集成的比較器，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)按按鍵SI來(lái)啟動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器U2并為單片機(jī)Ul供電，單片機(jī)Ul通過(guò)輸出高電平來(lái)控制升壓轉(zhuǎn)換器U2工作，單片機(jī)Ul通過(guò)三極管NPN8050連接LED照明燈來(lái)響應(yīng)按鍵SI的操作并控制LED照明燈，由此啟動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器U2，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)U1，進(jìn)入工作模式，此時(shí)LED照明燈處于常亮狀態(tài)；工作模式下，再一次按下按鍵SI，單片機(jī)Ul檢測(cè)到按鍵按下，切換LED照明燈為閃爍狀態(tài)；再次按下按鍵SI可以通過(guò)單片機(jī)Ul使升壓轉(zhuǎn)換器停止工作，關(guān)斷LED照明燈，此時(shí)重新回到待機(jī)模式下。單片機(jī)Ul檢測(cè)到電池VBAT電壓低于閾值時(shí)，將使升壓轉(zhuǎn)換器U2停止工作，停止驅(qū)動(dòng)LED照明燈，使得LED照明燈關(guān)閉，等待更換電池。
[0025]本電路的升壓轉(zhuǎn)換器可以采用升壓轉(zhuǎn)換器TPS61200，工作電壓為0.3-5.5V，工作電流最大可承受1800mA，并且在升壓轉(zhuǎn)換中可達(dá)到90%的轉(zhuǎn)化效率，極大的延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
[0026]以及，電路還可以基于超低功耗單片機(jī)MSP430F149，具備高性能的響應(yīng)速度及處理速度，可以更好的實(shí)現(xiàn)LED照明電路的高效利用電池供電。
[0027]綜上，本使用新型的高效利用電池供電的LED照明電路，通過(guò)采用LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和電池電壓檢測(cè)電路相配合，采用簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，成本低廉，延長(zhǎng)了電池的使用壽命，能夠很好地滿(mǎn)足便攜式照明設(shè)備的要求。由此可以很好的用于各種環(huán)境場(chǎng)合下的LED照明電路中。
[0028]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的如提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效利用電池供電的LED照明電路，包括依次相連的電池、開(kāi)關(guān)及LED照明燈，其特征在于:還包括LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和電池電壓檢測(cè)電路，其中LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓轉(zhuǎn)換器包括輸入端、輸出端及使能端；所述電池電壓檢測(cè)電路包括將比較器集成在內(nèi)的控制器、按鍵、電池電壓檢測(cè)器，其中控制器包括輸入端、電源輸入端、第一輸出端、第二輸出端；所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸入端與電池相連，及升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)、控制器的電源輸入端；所述控制器的輸入端分別與按鍵、電池電壓檢測(cè)器相連，所述控制器的第一輸出端與開(kāi)關(guān)相連，及控制器的第二輸出端、按鍵分別與升壓轉(zhuǎn)換器的使能端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效利用電池供電的LED照明電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)為三極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高效利用電池供電的LED照明電路，其特征在于:所述升壓轉(zhuǎn)換器為T(mén)PS61200型升壓轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效利用電池供電的LED照明電路，其特征在于:所述控制器為單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高效利用電池供電的LED照明電路，其特征在于:所述單片機(jī)為MSP430F149型單片機(jī)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效利用電池供電的LED照明電路，包括依次相連的電池、開(kāi)關(guān)及LED照明燈，還包括LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和電池電壓檢測(cè)電路，其中LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓轉(zhuǎn)換器包括輸入端、輸出端及使能端；所述電池電壓檢測(cè)電路包括將比較器集成在內(nèi)的控制器、按鍵、電池電壓檢測(cè)器；所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸入端與電池相連，及升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)、控制器的電源輸入端；所述控制器的輸入端分別與按鍵、電池電壓檢測(cè)器相連，所述控制器的第一輸出端與開(kāi)關(guān)相連，及控制器的第二輸出端、按鍵分別與升壓轉(zhuǎn)換器的使能端相連。本實(shí)用新型采用簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，成本低廉，延長(zhǎng)了電池的使用壽命，能夠很好地滿(mǎn)足便攜式照明設(shè)備的要求。
【IPC分類(lèi)】H05B37-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204578864
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520298024
【發(fā)明人】王振, 汪興岳, 董凱麗, 周金陵
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日