一种高效利用电池供电的led照明电路的制作方法

文档序号:8869463阅读:382来源:国知局
一种高效利用电池供电的led照明电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高效利用电池供电的LED照明电路,属于智能照明控制的技术领域。
【背景技术】
[0002]LED照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿色的光,在此基础上,利用三基色原理,添加荧光粉,可以发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等任意颜色的光。LED灯具就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。LED是发光二极管的简称,由于其省电、寿命长和开关速度快等特点,正被广泛应用到照明领域。
[0003]而对于便携式设备,一般由电池供电。部分照明设备如自行车运动爱好者的车灯、头灯以及特殊要求手电筒等又要求能够便携以便于移动,所以对系统的功耗即电池的寿命有着严格的要求。
[0004]在LED照明电路中,采用电池供电时存在局限。如电路结构复杂、不便于携带,以及功耗过大,导致电路在供电过程中运营成本增加。

【发明内容】

[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种高效利用电池供电的LED照明电路,解决现有的LED照明电路结构复杂、不便于携带及功耗过大的问题,实现低功耗供电。
[0006]本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
[0007]一种高效利用电池供电的LED照明电路,包括依次相连的电池、开关及LED照明灯,还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路,其中LED恒流驱动电路包括升压转换器,该升压转换器包括输入端、输出端及使能端;所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器,其中控制器包括输入端、电源输入端、第一输出端、第二输出端;所述升压转换器的输入端与电池相连,及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端;所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连,所述控制器的第一输出端与开关相连,及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。
[0008]进一步地,作为本实用新型的一种优选技术方案:所述开关为三极管。
[0009]进一步地,作为本实用新型的一种优选技术方案:所述升压转换器为TPS61200型升压转换器。
[0010]进一步地,作为本实用新型的一种优选技术方案:所述控制器为单片机。
[0011]进一步地,作为本实用新型的一种优选技术方案:所述单片机为MSP430F149型单片机。
[0012]本实用新型采用上述技术方案,能产生如下技术效果:
[0013](1)、本实用新型提供的高效利用电池供电的LED照明电路,通过采用LED恒流驱动电路和电池电压检测电路相配合,即控制器通过开关连接LED照明灯来响应按键的操作并控制LED照明灯的亮灭以及闪烁,控制器同时实时监控电池的电压,电压一旦下降至低于阈值,就会关闭升压转换器,停止驱动LED照明灯。本电路中的控制器由升压转换器的输出为其供电,由于低功耗要求,升压转换器在待机模式下不能工作。通过采用控制器集成的比较器,实现长按按键来启动升压转换器并为控制器供电,控制器通过输出高电平来控制升压转换器工作。释放按键后,控制器依然可以正常工作。由此,实现低功耗、便携以及较低系统成本LED照明的要求,采用升压转换器将电池的电压提升来驱动LED照明灯,由此,电路简洁,成本低廉,延长了电池的使用寿命,能够很好地满足便携式照明设备的要求。
[0014](2)、进一步地,本电路的升压转换器可以采用升压转换器TPS61200,工作电压为
0.3-5.5V,工作电流最大可承受1800mA,并且在升压转换中可达到90%的转化效率,极大的延长了电池的使用寿命。
[0015](3)、以及,电路还可以基于超低功耗单片机MSP430F149,具备高性能的响应速度及处理速度,可以更好的实现LED照明电路的高效利用电池供电。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型高效利用电池供电的LED照明电路的模块示意图。
[0017]图2为本实用新型高效利用电池供电的LED照明电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合说明书附图,对本实用新型的实施方式进行描述。
[0019]如图1所示,本实用新型设计了一种高效利用电池供电的LED照明电路,包括依次相连的电池、开关及LED照明灯,还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路,其中LED恒流驱动电路包括升压转换器,该升压转换器包括输入端、输出端及使能端;所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器,其中控制器包括输入端、电源输入端、第一输出端、第二输出端;所述升压转换器的输入端与电池相连,及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端;所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连,所述控制器的第一输出端与开关相连,及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。
[0020]其原理为:由于低功耗要求,升压转换器在待机模式下不工作;在按动按键时,工作控制器由升压转换器的输出为其供电,通过采用控制器集成的比较器,实现长按按键来启动升压转换器并为控制器供电,控制器通过输出高电平来控制升压转换器工作,控制器通过开关连接LED照明灯来响应按键的操作并控制LED照明灯的亮灭以及闪烁;控制器同时实时监控电池的电压,电压一旦下降至低于阈值,就会关闭升压转换器,停止驱动LED照明灯。在释放按键后,控制器依然可以正常工作。
[0021]为了验证本实用新型能够实现低功耗、便携以及较低系统成本LED照明的要求,例举一实施例进行说明。
[0022]本实施中,所述开关采用三极管,升压转换器采用TPS61200型升压转换器;以及控制器采用单片机,优选采用MSP430F149型单片机。本实施例的电路原理图如图2所示,LED恒流驱动电路中的升压转换器U2的VIN端连接电池VBAT的一端,升压转换器U2的VOUT端分别与3.6V的端口、LED照明灯的一端、单片机Ul的VCC端、相连,升压转换器U2的VAUX端、PGND端及GND端接地,升压转换器U2的L端经电感LI同时与升压转换器U2的PS端和UVLO端相连,升压转换器U2的EN端同时接到单片机Ul的TD0/TDI端、单片机Ul的CA1/TA2端和按键的一端。
[0023]以及,单片机Ul的TDI/TCLK端经电阻R5接到三极管NPN8050的基极,三极管NPN8050的集电极与LED照明灯的另一端连接,三极管NPN8050的发射极接地,且分压电阻R1、R4连接在3.6V的端口和NPN8050的发射极之间。单片机Ul的CA0/TA1端接到分压电阻R3和R6之间,CA0/TA1端、电池VBAT的另一端接到按键SI的一端,按键SI的另一端经R7接地;单片机Ul的RSI/WI端口连接分压电阻R8后接入3.6V的端口 ;单片机Ul的VSS端口接地。电容Cl的一端连接升压转换器U2的VAUX端,另一端接地;电容C2的一端连接升压转换器U2的VOUT端,另一端接地;电容C3分别与电阻R8和地相连。
[0024]该电路原理如上述,待机模式下,升压转换器U2不工作,不能为控制器Ul提供驱动,LED照明灯此时处于关闭状态;通过长按按键SI,即在按键SI闭合时,单片机Ul由升压转换器U2的输出为其供电,通过采用单片机集成的比较器,实现长按按键SI来启动升压转换器U2并为单片机Ul供电,单片机Ul通过输出高电平来控制升压转换器U2工作,单片机Ul通过三极管NPN8050连接LED照明灯来响应按键SI的操作并控制LED照明灯,由此启动升压转换器U2,驱动单片机U1,进入工作模式,此时LED照明灯处于常亮状态;工作模式下,再一次按下按键SI,单片机Ul检测到按键按下,切换LED照明灯为闪烁状态;再次按下按键SI可以通过单片机Ul使升压转换器停止工作,关断LED照明灯,此时重新回到待机模式下。单片机Ul检测到电池VBAT电压低于阈值时,将使升压转换器U2停止工作,停止驱动LED照明灯,使得LED照明灯关闭,等待更换电池。
[0025]本电路的升压转换器可以采用升压转换器TPS61200,工作电压为0.3-5.5V,工作电流最大可承受1800mA,并且在升压转换中可达到90%的转化效率,极大的延长了电池的使用寿命。
[0026]以及,电路还可以基于超低功耗单片机MSP430F149,具备高性能的响应速度及处理速度,可以更好的实现LED照明电路的高效利用电池供电。
[0027]综上,本使用新型的高效利用电池供电的LED照明电路,通过采用LED恒流驱动电路和电池电压检测电路相配合,采用简单的电路结构,成本低廉,延长了电池的使用寿命,能够很好地满足便携式照明设备的要求。由此可以很好的用于各种环境场合下的LED照明电路中。
[0028]上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的如提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种高效利用电池供电的LED照明电路,包括依次相连的电池、开关及LED照明灯,其特征在于:还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路,其中LED恒流驱动电路包括升压转换器,该升压转换器包括输入端、输出端及使能端;所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器,其中控制器包括输入端、电源输入端、第一输出端、第二输出端;所述升压转换器的输入端与电池相连,及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端;所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连,所述控制器的第一输出端与开关相连,及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。
2.根据权利要求1所述高效利用电池供电的LED照明电路,其特征在于:所述开关为三极管。
3.根据权利要求2所述高效利用电池供电的LED照明电路,其特征在于:所述升压转换器为TPS61200型升压转换器。
4.根据权利要求1所述高效利用电池供电的LED照明电路,其特征在于:所述控制器为单片机。
5.根据权利要求4所述高效利用电池供电的LED照明电路,其特征在于:所述单片机为MSP430F149型单片机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效利用电池供电的LED照明电路,包括依次相连的电池、开关及LED照明灯,还包括LED恒流驱动电路和电池电压检测电路,其中LED恒流驱动电路包括升压转换器,该升压转换器包括输入端、输出端及使能端;所述电池电压检测电路包括将比较器集成在内的控制器、按键、电池电压检测器;所述升压转换器的输入端与电池相连,及升压转换器的输出端分别与开关、控制器的电源输入端;所述控制器的输入端分别与按键、电池电压检测器相连,所述控制器的第一输出端与开关相连,及控制器的第二输出端、按键分别与升压转换器的使能端相连。本实用新型采用简单的电路结构,成本低廉,延长了电池的使用寿命,能够很好地满足便携式照明设备的要求。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN204578864
【申请号】CN201520298024
【发明人】王振, 汪兴岳, 董凯丽, 周金陵
【申请人】河海大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月11日
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