一种基于微处理器控制发光源状态的装置的制作方法

文档序号:12776353阅读:202来源:国知局
一种基于微处理器控制发光源状态的装置的制作方法

本实用新型涉及照明技术领域,特别是涉及一种基于微处理器控制发光源状态的装置。



背景技术:

现阶段通过面板开关实现发光源状态控制的产品越来越受到大众的喜爱,但市面上绝大多数的产品中,有些是通过模拟电路加以辅助电路的方法实现,有些则是通过MCU(MicroControllerUnit,微控制单元)检测交流上电信号实现。这些方法不仅电路复杂成本高,而且进行面板状态切换时易产生误动作;而更为重要的是在多路照明电路或LED电路通过同一面板控制时,发光源的状态无法做到好的同步性控制。此外,对于可在多个状态间切换的灯具来说,现有的绝大多数产品基本都是通过电阻分压或其他方式采样交流侧上电信号来判断开关动作、进而实现发光源状态的切换。

然而,上述方法中无论是通过模拟电路或MCU检测交流上电信号的方式对交流信号进行后续处理,都会因为交流信号的干扰噪声或面板开关的抖动操作而引起信号误检测,从而影响判断交流上电信号的准确性,导致发光源状态切换错误。



技术实现要素:

鉴于上述问题,提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于微处理器控制发光源状态的装置。

依据本实用新型的一个方面,提供了一种基于微处理器控制发光源状态的装置,包括依次连接的市电输入源、整流滤波模块、功率变换模块、输出整流滤波模块、发光源,其特征在于,还包括电源模块和微处理器MCU控制模块;其中:

所述电源模块,连接于所述市电输入源和所述微处理器MCU控制模块之间,用于对所述市电输入源输入的市电进行处理后为所述微处理器MCU控制模块供电;

所述微处理器MCU控制模块,连接于所述电源模块和所述发光源之间,用于当所述市电输入源上电后,对所述微处理器MCU控制模块执行同步上电操作;当所述市电输入源掉电后,对所述微处理器MCU控制模块执行同步掉电操作;并在所述微处理器MCU控制模块上电后,控制所述发光源的输出状态。

可选地,所述电源模块与所述微处理器MCU控制模块之间还连接有脉冲宽度调制PWM控制模块,所述脉冲宽度调制PWM控制模块用于在所述市电输入源上电后同步启动工作,并向所述微处理器MCU控制模块发送启动信号;在所述市电输入源掉电后同步停止工作,并向所述微处理器MCU控制模块发送停止信号。

可选地,所述微处理器MCU控制模块中包括存储器,所述存储器用于存储所述发光源的输出状态。

可选地,所述微处理器MCU控制模块中包括计时器,所述计时器用于对所述发光源的输出状态进行计时。

可选地,所述脉冲宽度调制PWM控制模块中还包括用于对所述电源模块输出的电流起限流作用的启动组件。

可选地,所述启动组件包括启动电阻和/或启动电容。

可选地,所述电源模块为线性电源。

采用本实用新型实施例提供的装置,通过在电源模块和发光源间连接微处理器MCU控制模块,使得该装置能够在市电输入源上电后控制微处理器MCU控制模块同步上电,并在市电输入源掉电后控制微处理器MCU控制模块同步掉电,实现了微处理器MCU控制模块能够和市电输入源上电或掉电保持同步的效果,即当市电输入源掉电后,微处理器MCU控制模块无需再执行掉电保持操作,仅在其上电后才控制发光源的输出状态,从而在控制发光源的输出状态时无需使用额外的外围电路来关注MCU控制模块的掉电保持时间问题,省去了复杂的外围电路。并且,由于MCU控制模块能够和市电输入源上电或掉电保持同步,因此使得MCU控制模块无需再对市电输入源的上电信号进行采样及信号检测处理等工作,从而减轻MCU控制模块的工作负担。

进一步地,本实用新型实施例中,微处理器MCU控制模块中的存储器能够存储并更新发光源的输出状态,使得发光源在每次启动时能够依据上一次掉电之前的输出状态来确定当前输出状态,相较于以往发光源每次启动时都会复位的情况而言,该装置更加符合用户的需求,能够提高用户的使用体验。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1是根据本实用新型一个实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的示意性框图;

图2是根据本实用新型另一个实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的示意性框图;

图3是图1或图2所示基于微处理器控制发光源状态的装置中MCU控制模块与市电输入源保持同步上电或掉电的逻辑示意图;

图4是根据本实用新型另一个实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的示意性框图;

图5是根据本实用新型一具体实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的电路结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是根据本实用新型一个实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的示意性框图。如图1所示,该装置100可用于各类照明装置中,例如LED照明灯,其一般性地可包括依次连接的市电输入源110、整流滤波模块120、功率变换模块130、输出整流滤波模块140、发光源150,此外,还包括电源模块160和微处理器MCU控制模块170(以下简称MCU控制模块);其中:

电源模块160,连接于市电输入源110和MCU控制模块170之间,用于对市电输入源110输入的市电进行处理后为MCU控制模块170供电。

MCU控制模块170,连接于电源模块160和发光源150之间,用于当市电输入源110上电后,对MCU控制模块170执行同步上电操作。当市电输入源110掉电后,对MCU控制模块170执行同步掉电操作;并在MCU控制模块170上电后,控制发光源150的输出状态。

上述实施例中的装置100能够在市电输入源110上电后控制MCU控制电路170同步上电,并在市电输入源110掉电后控制MCU控制电路170同步掉电,使得MCU控制电路170能够和市电输入源110上电或掉电保持同步。

在一个实施例中,如图2所示,电源模块160与MCU控制模块170之间还连接有脉冲宽度调制PWM控制模块180(以下简称PWM控制模块),该PWM控制模块180用于在市电输入源110上电后同步启动工作,并向MCU控制模块170发送启动信号;在市电输入源110掉电后同步停止工作,并向MCU控制模块170发送停止信号。该实施例中的装置100也能够实现MCU控制电路170与市电输入源110的上电或掉电同步,与上述实施例不同的是,该实施例中的装置100是通过PWM控制电路180间接地实现MCU控制电路170与市电输入源110的上电或掉电同步的。当PWM控制模块180在市电输入源110上电后同步启动工作,并向MCU控制模块170发送启动信号之后,MCU控制电路170根据接收到的启动信号执行同步上电操作,当PWM控制模块180在市电输入源110掉电后同步停止工作,并向MCU控制模块170发送停止信号之后,MCU控制电路170根据接收到的停止信号执行同步掉电操作。在同步上电或掉电过程中,PWM控制电路180和市电输入源110同步上电/掉电时的时间间隔可控制为非常小的间隔(例如0~100ms),从而使MCU控制电路170和市电输入源110同步上电/掉电时有一个非常小的时间间隔,由于非常小的时间间隔对于用户而言是很难直观感受到的,因此可忽略不计,此时可认为MCU控制电路170和市电输入源110已达到同步上电/掉电的效果。

图3示出了上述实施例提供的装置100中MCU控制模块170与市电输入源110(图中所示AC-POWER)保持同步上电或掉电的逻辑示意图。由图3可看出,市电输入源AC-POWER上电后,MCU控制模块170同步上电;市电输入源AC-POWER掉电后,MCU控制模块170也同步掉电。

在一个实施例中,MCU控制模块170中包括存储器,该存储器用于存储发光源150的输出状态。当发光源150的当前输出状态被更新为下一个输出状态时,该存储器还用于将存储的输出状态更新为下一个输出状态。其中,存储器可以是非易失性存储器,将发光源150的输出状态存储在非易失性存储器中,可使得MCU控制电路170掉电之后,其内部存储的数据(包括发光源150的输出状态)不会丢失。该实施例中,存储器通过存储并及时更新发光源150的输出状态,使得发光源开启后能够依据上一次的输出状态继续执行状态间的切换,而不是每次开启后都复位。

举例而言,包括上述装置100的照明装置可在五个状态间进行切换,如五个状态依次为红色、蓝色、绿色、黄色和紫色。当用户通过面板开关打开该照明装置时,即市电输入源110输入市电,此时PWM控制模块180上电,MCU控制模块170与PWM控制模块180保持同步上电,MCU控制模块170读取存储器中存储的发光源150的输出状态,假设存储的发光源150的输出状态为绿色,即发光源上一次掉电之前的状态为绿色,那么本次打开照明装置后,MCU控制模块170确定发光源150的初始输出状态为绿色的下一个状态,即黄色,而并非是每次打开照明装置后都直接复位为第一个状态红色。这种方式更加符合用户的需求,提升用户使用照明装置的体验度。

在一个实施例中,MCU控制模块170中还包括计时器,该计时器用于对发光源150的输出状态进行计时。存储器还可将存储的输出状态的持续时长存储起来,以使发光源在每次上电后能够依据存储器存储的输出状态的持续时长来确定本次上电后的初始输出状态。具体来说,如果存储器存储的输出状态的持续时长过长,则说明用户更加偏好这种状态,因此可在下一次发光源上电后仍然保持这种输出状态。

举例而言,如果持续时长超过预设时长,则认为该输出状态的持续时长过程。假设预设时长为10分钟,包括上述装置100的照明装置可在五个状态间进行切换,如五个状态依次为红色、蓝色、绿色、黄色和紫色。当用户通过面板开关打开该照明装置时,即市电输入源110输入市电,此时PWM控制模块180上电,MCU控制模块170与PWM控制模块180保持同步上电,MCU控制模块170读取存储器存储的发光源150的输出状态,假设存储器存储的发光源150的输出状态为绿色,即发光源上一次掉电之前的状态为绿色,那么MCU控制模块170判断上一次保持绿色状态的持续时长是否超过10分钟,如果超过10分钟,则确定本次开启照明装置后发光源150的初始输出状态仍为绿色,如果未超过10分钟,则确定本次开启照明装置后发光源150的初始输出状态为绿色的下一个状态,即黄色。

图4是根据本实用新型另一个实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的示意性框图。如图4所示,PWM控制模块180中包括用于对电源模块160输出的电流起限流作用的启动组件181。

在一个实施例中,启动组件181包括启动电阻和/或启动电容。在具体实施时,如果启动组件181为启动电阻,则在启动电阻能够对电源模块160输出的电流起限流作用的前提下,启动电阻的阻值越小越好,这样做的优点是:较小阻值的启动电阻能够让MCU控制模块170上电的时间尽可能地与市电输入源110的上电时间保持同步。当然,实际工作工程中不可能达到二者完全同步,在该实施例中,短时间的延迟可忽略掉,例如MCU控制模块170上电的时间与市电输入源110的上电时间相差100ms以内即可认为二者同步上电。

上述任一实施例中,电源模块160为线性电源。

上述装置100中,整流滤波模块120、功率变换模块130、输出整流滤波模块140以及发光源150的配置方式及功能为现有技术,在此不再赘述。

根据上述任意一个优选实施例或多个优选实施例的组合,本实用新型实施例能够达到如下有益效果:

采用本实用新型实施例提供的装置,通过在电源模块和发光源间连接MCU控制模块,使得该装置能够在市电输入源上电后控制MCU控制模块同步上电,并在市电输入源掉电后控制MCU控制模块同步掉电,实现了MCU控制模块能够和市电输入源上电或掉电保持同步的效果,即当市电输入源掉电后,MCU控制模块无需再执行掉电保持操作,仅在其上电后控制发光源的输出状态,从而在控制发光源的输出状态时无需使用额外的外围电路来关注MCU控制模块的掉电保持时间问题,省去了复杂的外围电路。并且,由于MCU控制模块能够和市电输入源上电或掉电保持同步,因此使得MCU控制模块无需再对市电输入源的上电信号进行采样及信号检测处理等工作,从而减轻MCU控制模块的工作负担。

图5为本实用新型一具体实施例的一种基于微处理器控制发光源状态的装置的电路结构图。如图5所示,该装置包括市电输入源110、整流滤波模块120、功率变换模块130、输出整流滤波模块140、发光源150,此外,还包括PWM控制模块180和MCU控制模块170,PWM控制模块180中包括PWM芯片、启动电阻(串联的R7、R10、R13、R19和R20)和启动电容EC3、C5,MCU控制模块1/70中包括MCU芯片。此外,市电输入源110和PWM控制模块180之间还连接有电源模块(图中并未示出)。

当用户通过面板开关打开该装置时,市电输入源110上电,PWM控制模块180中的PWM芯片开始启动,PWM芯片的启动时间受启动电阻R7、R10、R13、R19和R20及启动电容EC3、C5的影响,其中,启动电阻R7、R10、R13、R19和R20的总阻值越小越高,在高要求的设计中还可选择线性源启动。这样做的优点是:较小阻值的启动电阻能够让MCU控制模块170上电的时间尽可能地与市电输入源110的上电时间保持同步。当然,实际工作工程中不可能达到二者完全同步,在该实施例中,短时间的延迟可忽略掉,例如MCU控制模块170上电的时间与市电输入源110的上电时间相差100ms以内即可认为二者同步上电。

PWM控制模块180中的PWM芯片启动后,MCU控制模块170中的MCU芯片同步上电启动,其内部的自检电路会检测到MCU-VDD的上电动作而开始程序初始化,并对MCU芯片被使用的I/O进行初始化置位以输出发光源150在本次上电阶段的初始输出状态。该实施例中,MCU控制模块170可根据其内部存储器中存储的发光源150的输出状态来确定本次上电阶段的初始输出状态。

在MCU控制模块170和市电输入源110上电后,MCU控制模块170可存储发光源150的输出状态以及其他数据,还可对发光源150的输出状态的持续时长进行计时以及预测下一个输出状态等,当然,MCU控制模块170还可执行基于单片机实现的任何程序任务处理。上述所有的任务处理都是在市电输入源110上电后完成的,而无需在市电输入源110掉电后执行,这使得MCU控制模块170无需再执行掉电保持操作,在控制发光源的输出状态时无需使用额外的外围电路来关注MCU控制模块170的掉电保持时间问题,从而省去了复杂的外围电路。

此外,图5中所示的市电输入源110、整流滤波模块120、功率变换模块130、输出整流滤波模块140及发光源150的配置方式,以及图中其他各元件或组件的连接方式都为现有技术,因此不再赘述。

在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。

类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个,在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中,本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例,但是,在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此,本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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