专利名称：单键开关控制电路及led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制电路，尤其涉及一种单键开关控制电路。
背景技术：
目前很多电子产品用机械开关对电源进行直接开关控制，由于机械开关在接通时会产生很大的瞬间电流，开关弹片的触点容易产生打火，打火很容易使开关触点氧化造成开关接触不良，可能导致开关功能失效。
发明内容基于此，有必要提供一种简单可靠，不容易打火的单键开关控制电路。一种单键开关控制电路，其特征在于，包括第一与非门U1、第二与非门U2、第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管、负载、电源以及开关SI，所述开关管的两个接入端、所述负载以及所述电源串联连接形成回路，所述第一与非门Ul的输出端通过第三电阻R3连接开关管的控制端，所述第二与非门U2的两个输入端相互连接后通过第一电阻Rl连接所述第一与非门Ul的输出端，所述第二与非门U2的输出端通过第五电阻R5连接所述第一与非门Ul的一输入端，所述第一与非门Ul的一输入端依次连接所述开关S1、第二电阻R2以及所述第一与非门Ul的输出端，所述第一与非门的另一输入端通过第四电阻R4连接所述电源，所述开关SI与所述第二电阻R2之间通过所述第一电容Cl接地。优选的，所述开关管为MOS管，所述MOS管的栅极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述MOS管的源极、漏极、负载以及电源串联连接。
优选的，所述开关管为三极管，所述三极管的基极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ui的一端，所述三极管的集电极、发射极、负载以及电源串联连接。优选的，所述单键开关控制电路包括第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2和第三电容C3串联连接后两端分别连接所述第一与非门的两个输入端，所述第二电容C2和第三电容C3之间接地。另外，本发明还提供一种LED灯具，包括LED光源、第一与非门U1、第二与非门U2、第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管、电源以及开关SI，所述开关管的两个接入端、所述LED光源以及所述电源串联连接形成回路，所述第一与非门Ul的输出端通过第三电阻R3连接开关管的控制端，所述第二与非门U2的两个输入端相互连接后通过第一电阻Rl连接所述第一与非门Ul的输出端，所述第二与非门U2的输出端通过第五电阻R5连接所述第一与非门Ul的一输入端，所述第一与非门Ul的一输入端依次连接所述开关S1、第二电阻R2以及所述第一与非门Ul的输出端，所述第一与非门的另一输入端通过第四电阻R4连接所述电源，所述开关SI与所述第二电阻R2之间通过所述第一电容Cl接地。优选的，所述开关管为MOS管，所述MOS管的栅极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述MOS管的源极、漏极、所述LED光源以及电源串联连接。优选的，所述开关管为三极管，所述三极管的基极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述三极管的集电极、发射极、所述LED光源以及电源串联连接。
优选的，所述LED灯具还包括第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2和第三电容C3串联连接后两端分别连接所述第一与非门的两个输入端，所述第二电容C2和第三电容C3之间接地。上述单键开关控制电路，通过开关管、第一非门电、第二与非门等组成单键开关控制电路，避免了开关处于负载回路时可能出现的打火，延长了开关和负载的寿命。
图1为单键开关控制电路的一种实施方式的电路图。
具体实施方式如图1所示，本实施方式的单键开关控制电路，包括第一与非门U1、第二与非门U2、第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管
100、负载200、电源BTl以及开关SI，所述开关管100的两个接入端、所述负载200以及所述电源BTl串联连接形成回路，所述第一与非门Ul的输出端通过第三电阻R3连接开关管100的控制端，所述第二与非门U2的两个输入端相互连接后通过第一电阻Rl连接所述第一与非门Ul的输出端,所述第二与非门U2的输出端通过第五电阻R5连接所述第一与非门Ul的一输入端，所述第一与非门Ul的一输入端依次连接所述开关S1、第二电阻R2以及所述第一与非门Ul的输出端，所述第一与非门的另一输入端通过第四电阻R4连接所述电源，所述开关SI与所述第二电阻R2之 间通过所述第一电容Cl接地。开关SI每闭合打开一次，第一与非门Ul向开关管100发出的导通信号或关闭信号，例如当开关SI完成一次闭合打开动作时，第一与非门Ul发出导通信号，使开关管100导通，当开关Si下一次完成闭合打开动作时，第一与非门Ul发出关闭信号，使开关管100关断。开关SI所处的电路中，始终没有电流流过，只有高低电平的传递，保证了开关SI的安全，避免了瞬间大电流的冲击，延长了开关SI的使用寿命。在优选实施例中，单键开关控制电路还包括第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2和第三电容C3串联连接后两端分别连接第一与非门Ul的两个输入端，第二电容C2和第三电容C3之间接地。在开关SI引线较长时，第二电容C2和第三电容C3对线路的干扰信号进行滤波，在其他实施方式中，可省略。开关管100串接在负载200所在的回路中，为负载200的工作提供关断和导通服务。在负载200需要工作时，通过触发单元100控制开关管100导通，负载200所在的回路正常工作。在负载不需要工作时，通过触发单元100控制开关管100关断，负载200所在的回路不能形成闭合回路，没有电流流过负载200，负载200不工作。优选的，开关管100为MOS管，MOS管的栅极连接第三电阻R3远离第一与非门Ul的一端，MOS管的源极、漏极、负载200以及电源BTl串联连接。优选的，开关管100为三极管Ql，三极管Ql的基极连接第三电阻R3远离第一与非门Ul的一端，三极管Ql的集电极、发射极、负载200以及电源BTl串联连接。
可以理解，开关管100还可以为可控硅等其他起开关作用的开关元件，开关元件具有两个输入端，和一控制端，控制端根据控制端上的高低电平来实现导通和关断功能。负载200为日常生活中的各种用电设备，比如LED灯等。负载通常不需要24小时工作，有些是需要在工作和不工作之间不断变换。本实施方式中负载选为LED灯。当然，在其他实施方式中，负载200可以为其他用电设备。电源BTl为负载200提供电源，电源BTl多为锂电池和干电池。开关SI 一种电子开关，使用时轻轻点按开关按钮就可使开关接通，当松开手时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力弹动来实现通断的。开关Si的闭合打开总是一同发生，即按下开关Si时，开关SI闭合，松手时开关SI打开。下面以开关管100为三极管Ql为例分析本实施方式的工作原理，其他开关元件的
原理一样，也就不一一赘述:1、静态分析:当电路接上电源BTl供电后，由于第一电容Cl不能突变，故Cl靠近第二电阻R2的一端为低电平,第一与非门Ul的输出端同样为低电平,第一与非门Ul输出端的低电平通过正反馈第一电阻Rl反馈至第二与非门U2的两个输入端，使第二与非门U2的输出端为高电平，第二与非门U2输出端的高电平通过第五电阻R5至第一与非门Ul 一个输入端，而第一与非门Ul的另一输入端一直为高电平,使第一与非门的输出端4 一直为低电平，并一直维持。第一与非门Ul输出端4的低电平使开关三极管Ql截止，静态时负载200不工作。2.开启分析:第一与非门Ul输出端一直保持低电平时，当第一次按下开关SI时，由于第二与非门U2输出端的高电平通过第五R5向第一电容Cl充电,在开关SI接通的瞬间，由于第一电容Cl不能突变，与开关SI连接的第一与非门Ul的输入端为低电平，之后开关SI弹起断开，第一与非门Ul的输入端的低电平就决定了第一与非门Ul输出端为高电平。第一与非门Ul的高电平通过第一 R1、第二与非门构成正反馈，使第一与非门Ul输出端的高电平维持。此高电平通过第二电阻R2向第一电容Cl充电并使Ql导通，负载200工作，实现单键开启的功能。但当用电设备和开关SI离得比较远时，控制线路的导线过长容易受到其他信号的干扰，造成控制电路无动作。第二电容C2和第三电容C3对干扰信号进行滤波，使控制更精准。3.关断分析:由于在开启时，第一电容Cl通过第二电阻R2的充电，已经使第一电容Cl充满了电，即第一电容Cl靠近第二电阻R2的一端为高电平。当再次按下开关SI时，第一与非门Ul连接开关SI的一端为高电平，与第一与非门Ul另一端的高电平共同作用，使第一与非门Ul的输出端为低电平。第一与非门Ul的输出端的低电平通过正反馈电路第一电阻R1、第二与非门U2、第五电阻R5和第一与非门，使第一与非门Ul的输出端维持低电平，使Ql截止，负载200不工作，实现关断的功能。第一与非门Ul的输出端的低电平使第一电容Cl通过第二电阻R2放电，使第一电容Cl又回到低电平状态，为下一次的开启做准备。另外，本发明还提供一种LED灯具，包括LED光源LED1、第一与非门U1、第二与非门U2、第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管100、电源BTl以及开关SI，开关管100的两个接入端、所述LED光源LEDl以及电源BTl串联连接形成回路，第一与非门Ul的输出端通过第三电阻R3连接开关管100的控制端，第二与非门U2的两个输入端相互连接后通过第一电阻Rl连接所述第一与非门Ul的输出端，第二与非门U2的输出端通过第五电阻R5连接第一与非门Ul的一输入端,第一与非门Ul的一输入端依次连接开关S1、第二电阻R2以及第一与非门Ul的输出端,第一与非门的另一输入端通过第四电阻R4连接电源BTl，开关SI与第二电阻R2之间通过第一电容Cl接地。开关SI每闭合打开一次，第一与非门Ul向开关管100发出的导通信号或关闭信号，例如当开关SI完成一次闭合打开动作时，第一与非门Ul发出导通信号，使开关管100导通，当开关SI下一次完成闭合打开动作时，第一与非门Ul发出关闭信号，使开关管100关断。开关SI所处的电路中，始终没有电流流过，只有高低电平的传递，保证了开关SI的安全，避免了瞬间大电流的冲击，延长了开关SI的使用寿命。在优选实施例中，LED灯具还包括第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2和第三电容C3串联连接后两端分别连接第一与非门Ul的两个输入端，第二电容C2和第三电容C3之间接地。在开关SI引线较长时，第二电容C2和第三电容C3对线路的干扰信号进行滤波，在其他实施方式中，可省略。在开关SI引线较长时，第二电容C2和第三电容C3对线路的干扰信号进行滤波，在其他实施方式中，可省略。开关管100串接在LED光源LEDl所在的回路中，为LED光源LEDl的工作提供关断和导通服务。在LED光源LEDl需要工作时，通过触发单元100控制开关管100导通，LED光源LEDl所在的回路正常工作。在LED光源LEDl不需要工作时，通过触发单元100控制开关管100关断，LED光源LEDl所在的回路不能形成闭合回路，没有电流流过LED光源LED1，LED光源LEDl不工作。优选的，开关管100为MOS管，MOS管的栅极连接第三电阻R3远离第一与非门Ul的一端，MOS管的源极、漏极、LED光源LEDl以及电源BTl串联连接。优选的，开关管100为三极管Ql，三极管Ql的基极连接第三电阻R3远离第一与非门Ul的一端，三极管Ql的集电极、发射极、LED光源LEDl以及电源BTl串联连接。可以理解，开关管100还可以为可控硅等其他起开关作用的开关元件，开关元件具有两个输入端，和一控制端，控制端根据控制端上的高低电平来实现导通和关断功能。LED光源LEDl为多个发光二极管串联而成、多个发光二极管并联而成或多个发光二极管串并联结合的阵列。可以理解，LED光源也可以是单个反光二极管。电源BTl为LED光源LEDl提供电源，电源BTl多为锂电池和干电池。开关SI 一种电子开关，使用时轻轻点按开关按钮就可使开关接通，当松开手时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力弹动来实现通断的。开关Si的闭合打开总是一同发生，即按下开关SI时，开关SI闭合，松手时开关SI打开。下面以开关管100为三极管Ql为例分析本实施方式的工作原理，其他开关元件的
原理一样，也就不一一赘述:1、静态分析:当电路接上电源BTl供电后，由于第一电容Cl接地，故Cl靠近第二电阻R2的一端为低电平,第一与非门Ul的输出端同样为低电平,第一与非门Ul输出端的低电平通过正反馈第一电阻Rl反馈至第二与非门U2的两个输入端，使第二与非门U2的输出端为高电平，第二与非门U2输出端的高电平通过第五电阻R5至第一与非门Ul 一个输入端，而第一与非门Ul的另一输入端连接电源BTl正极,故第一与非门Ul的另一输入端5 —直为高电平，使第一与非门的输出端4 一直为低电平,并一直维持。第一与非门Ul输出端4的低电平使开关三极管Ql截止，静态时LED光源LEDl不亮。2.开启分析:第一与非门Ul输出端一直保持低电平时，当第一次按下开关SI时，由于第二与非门U2输出端的高电平通过第五电阻R5向第一电容Cl充电,在开关SI接通的瞬间，由于第一电容Cl不能突变，与开关SI连接的第一与非门Ul的输入端为低电平，之后开关SI弹起断开，第一与非门Ul的输入端的低电平就决定了第一与非门Ul输出端为高电平。第一与非门Ul的高电平通过第一电阻Rl、第二与非门U2构成正反馈，使第一与非门Ul输出端的高电平维持。此高电平通过第二电阻R2向第一电容Cl充电并使三极管Ql导通，点亮LED光源LEDl，实现单键开启的功能。但当LED光源LEDl和开关SI离得比较远时，控制线路的导线过长容易受到其他信号的干扰，造成控制电路无动作。第二电容C2和第三电容C3对干扰信号进行滤波，使控制更精准。3.关断分析:由于在开启时，第一电容Cl通过第二电阻R2的充电，已经使第一电容Cl充满了电，即第一电容Cl靠近第二电阻R2的一端为高电平。当再次按下开关SI时，第一与非门Ul连接开关SI的一端为高电平，与第一与非门Ul另一端的高电平共同作用，使第一与非门Ul的输出端为低电平。第一与非门Ul的输出端的低电平通过正反馈电路第一电阻R1、第二与非门U2、第五电阻R5和第一与非门，使第一与非门Ul的输出端维持低电平，使三极管Ql截止，熄灭LED光源LEDl，实现关断的功能。第一与非门Ul的输出端的低电平使第一电容Cl通过第二电阻R2放电，使第一电容Cl又回到低电平状态，为下一次的开启做准备。上述开关SI电路中的开关SI在闭合和打开时，由于开关SI无论处于何种状态，都不会有电流流过，避免了瞬间电流对开关Si和负载的损害。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种单键开关控制电路，其特征在于，包括第一与非门U1、第二与非门U2、第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管、负载、电源以及开关SI，所述开关管的两个接入端、所述负载以及所述电源串联连接形成回路，所述第一与非门Ul的输出端通过第三电阻R3连接开关管的控制端，所述第二与非门U2的两个输入端相互连接后通过第一电阻Rl连接所述第一与非门Ul的输出端，所述第二与非门U2的输出端通过第五电阻R5连接所述第一与非门Ul的一输入端,所述第一与非门Ul的一输入端依次连接所述开关S1、第二电阻R2以及所述第一与非门Ul的输出端，所述第一与非门的另一输入端通过第四电阻R4连接所述电源，所述开关SI与所述第二电阻R2之间通过所述第一电容Cl接地。
2.根据权利要求1所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述MOS管的栅极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述MOS管的源极、漏极、负载以及电源串联连接。
3.根据权利要求1所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述开关管为三极管，所述三极管的基极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述三极管的集电极、发射极、负载以及电源串联连接。
4.根据权利要求1所述的单键开关控制电路，其特征在于，所述单键开关控制电路包括第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2和第三电容C3串联连接后两端分别连接所述第一与非门的两个输入端，所述第二电容C2和第三电容C3之间接地。
5.一种LED灯具，包括LED光源，其特征在于，包括第一与非门Ul、第二与非门U2、第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管、电源以及开关SI，所述开关管的两个接入端、所述LED光源以及所述电源串联连接形成回路，所述第一与非门Ul的输出端通过第三电阻R3连接开关管的控制端，所述第二与非门U2的两个输入端相互连接后通过第一电阻Rl连接所述第一与非门Ul的输出端，所述第二与非门U2的输出端通过第五电阻R5连接所述第一与非门Ul的一输入端，所述第一与非门Ul的一输入端依次连接所述开关S1、第二电阻R2以及所述第一与非门Ul的输出端，所述第一与非门的另一输入端通过第四电阻R4连接所述电源，所述开关SI与所述第二电阻R2之间通过所述第一电容Cl接地。
6.根据权利要求5所述的LED灯具，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述MOS管的栅极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述MOS管的源极、漏极、所述LED光源以及电源串联连接。
7.根据权利要求5所述的LED灯具，其特征在于，所述开关管为三极管，所述三极管的基极连接所述第三电阻R3远离所述第一与非门Ul的一端，所述三极管的集电极、发射极、所述LED光源以及电源串联连接。
8.根据权利要求5所述的LED灯具，其特征在于，所述LED灯具还包括第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2和第三电容C3串联连接后两端分别连接所述第一与非门的两个输入端，所述第二电容C2和第三电容C3之间接地。
全文摘要
一种单键开关控制电路，包括第一与非门U1、第二与非门U2、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、开关管、负载、电源以及开关S1，所述开关管的两个接入端、所述负载以及所述电源串联连接形成回路，所述第一与非门U1的输出端通过第三电阻R3连接开关管的控制端。上述单键开关控制电路，通过开关管、第一非门电、第二与非门等组成单键开关控制电路，避免了开关处于负载回路时可能出现的打火，延长了开关和负载的寿命。
文档编号H05B37/02GK103179726SQ20111043561
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者周明杰, 管伟芳 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司