一种灯状态检测电路及装置的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种灯状态检测电路及装置。

背景技术：

光敏管的管芯是一个具有光敏特征的pn结，具有单向导电性，工作时需加上反向电压。无光照时，光敏管的饱和反向漏电流(即暗电流)很小，此时光敏管截止；当受到光照时，光敏管的饱和反向漏电流增大，形成光电流，其中，光电流随入射光照强度的增大而增大。现有技术利用光敏管和单片机检测环境中灯的状态，电路示意图如图1所示，电源(voltcurrentcondenser，vcc)为光敏管提供反向电压以及为单片机供电，光敏管的输出端与单片机的模拟数字转换(analog-to-digitalconversion，adc)接口连接，单片机持续采集光敏管输出的信号，根据采集到的信号确定灯的状态。

由于检测灯的状态时单片机需要持续工作，且单片机的功耗为毫安(ma)级，因此，图1所示的灯状态检测电路的功耗较大。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种灯状态检测电路及装置，以解决现有技术中灯状态检测电路功耗较大的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种灯状态检测电路，包括：光敏模块、偏置模块、处理模块、第一比较器以及第二比较器；

所述光敏模块，用于根据照射到所述光敏模块上的灯光的光照强度输出光敏信号；

所述偏置模块，用于在所述光敏模块输出的信号上增加偏置信号，得到增加偏置信号后的第一信号；

所述处理模块，用于对所述第一信号进行处理得到第二信号、第三信号以及第四信号；

所述第一比较器，用于比较所述第二信号和所述第三信号，得到第一输出结果，所述第一输出结果用于检测开灯事件；

所述第二比较器，用于比较所述第一信号和所述第四信号，得到第二输出结果，所述第二输出结果用于检测关灯事件。

其中，所述光敏模块的输出端与所述偏置模块的输入端连接，所述偏置模块的输出端分别与所述处理模块的输入端以及所述第二比较器的第一输入端连接，所述处理模块的输出端分别与所述第一比较器的输入端以及所述第二比较器的第二输入端连接。

可能的实施方式中，所述灯状态检测电路还包括隔直模块，所述隔直模块的输入端与所述光敏模块的输出端连接，所述隔直模块的输出端与所述偏置模块的输入端连接；

所述隔直模块，用于去掉所述光敏模块输出的光敏信号中的直流信号，输出所述光敏信号的变化量。

可能的实施方式中，所述隔直模块为第一电容。

可能的实施方式中，所述光敏模块包括光敏元件和第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述光敏元件以及所述偏置模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端接地。

可能的实施方式中，所述光敏元件为光敏二极管、光敏三极管或光敏电阻。

可能的实施方式中，所述偏置模块包括第二电阻和第三电阻，其中，所述第二电阻的第一端与电源连接，所述第二电阻的第二端分别与所述光敏模块的输出端、所述第三电阻的第一端和所述第一处理模块的输入端连接，所述第三电阻的第二端接地。

可能的实施方式中，处理模块包括第一子处理模块和第二子处理模块，所述第一子处理模块用于对所述第一信号进行处理得到所述第二信号和所述第三信号，所述第二子处理模块所述第一信号进行处理得到所述第四信号。

可能的实施方式中，所述第一子处理模块具体包括：第一分压模块和第一延时模块，所述第一分压模块的输入端与所述偏置模块的输出端连接，所述第一分压模块的输出端与所述第一比较器的第一输入端连接，所述第一延时模块的输入端与所述偏置模块的输出端连接，所述第一延时模块的输出端与所述第一比较器的第二输入端连接；

所述第一分压模块，用于对所述偏置模块输出的第一信号进行分压处理得到所述第二信号；所述第一延时模块，用于对所述偏置模块输出的第一信号进行延时处理得到所述第三信号。

可能的实施方式中，所述第一分压模块包括第四电阻和第五电阻，其中，所述第四电阻的第一端与所述偏置模块的输出端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端和所述第一比较器的第一输入端连接，所述第五电阻的第二端接地。

可能的实施方式中，所述第一延时模块包括第六电阻和第二电容，其中，所述第六电阻的第一端与所述偏置模块的输出端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述第一比较器的第二输入端连接，所述第二电容的第二端接地。

可能的实施方式中，所述第一比较器的第一输入端为反相输入端，所述第一比较器的第二输入端为同相输入端时，若发生开灯事件，所述第一输出结果为低电平，否则所述第一输出结果为高电平。

可能的实施方式中，所述第二子处理模块具体包：第二分压模块和第二延时模块，所述第二分压模块的输入端与所述偏置模块的输出端连接，所述第二分压模块的输出端与所述第二延时模块的输入端连接，所述第二延时模块的输出端与所述第二比较器的第二输入端连接；

所述第二分压模块，用于对所述偏置模块输出的第一信号进行分压处理，并输出分压处理后的信号；所述第二延时模块，用于对所述第二分压模块输出的信号进行延时处理得到所述第三信号。

可能的实施方式中，所述第二分压模块包括第七电阻和第八电阻，其中，所述第七电阻的第一端与所述偏置模块的输入端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第二延时模块的输入端和所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地。

可能的实施方式中，所述第二延时模块包括第九电阻和第三电容，其中，所述第九电阻的第一端与所述第二分压模块的输出端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端和所述第二比较器的第二输入端连接，所述第三电容的第二端接地。

可能的实施方式中，所述第二比较器的第一输入端为反相输入端，所述第二比较器的第二输入端为同相输入端时，若发生关灯事件，则所述第二输出结果为高电平，否则所述第二输出结果为低电平。

可能的实施方式中，所述灯状态检测电路还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述光敏模块的输出端连接，所述滤波模块的输出端与所述隔直模块的输入端连接，用于滤掉所述光敏模块输出的光敏信号中的高频干扰。

可能的实施方式中，所述滤波模块为第四电容，所述第四电容的第一端分别与所述光敏模块的输出端和所述偏置模块的输入端连接，所述第四电容的第二端接地。

第二方面，本发明实施例还提出了一种灯状态检测装置，包括本发明实施例提供的上述任一种灯状态检测电路。

基于上述技术方案，本发明实施例中，灯状态检测电路包括光敏模块、、偏置模块、处理模块、第一比较器以及第二比较器，通过第一比较器比较处理模块对偏置模块输出的第一信号处理后得到的第二信号和第三信号，检测开灯事件，通过第二比较器比较偏置模块输出的第一信号和处理模块对偏置模块输出的第一信号处理后得到的第四信号，检测关灯事件，实现了灯状态的检测，其中，偏置模块输出的第一信号是在光敏模块输出光敏信号的变化量上增加偏置信号后得到的。并且，本发明实施例利用比较器检测灯的状态，比较器的功耗为微安(μa)级别，相比于现有技术，本发明实施例提供的灯状态检测电路功耗较低。

附图说明

图1为现有技术中灯状态检测电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的灯状态检测电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的灯状态检测电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的灯状态检测电路的结构示意图；

图5为本发明实施例中第二信号、第三信号以及第一输出结果随光照强度变化的示意图；

图6a为本发明实施例提供的灯状态检测电路的结构示意图；

图6b为本发明实施例提供的灯状态检测电路的结构示意图；

图7为本发明实施例中第四信号、第一信号以及第二输出结果随光照强度变化的示意图；

图8为本发明实施例提供的灯状态检测电路的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种灯状态检测电路，如图2所示，包括：光敏模块201、偏置模块202、处理模块203、第一比较器204以及第二比较器205，其中，光敏模块201的输出端与偏置模块202的输入端连接，偏置模块202的输出端分别与处理模块203的输入端以及第二比较器205的第一输入端连接，处理模块203的输出端分别与第一比较器205的两个输入端连接以及第二比较器207的第二输入端连接。

光敏模块201，用于根据照射到光敏模块201上的灯光的光照强度输出光敏信号；偏置模块202，用于在光敏模块202输出的信号上增加偏置信号，得到增加偏置信号后的第一信号，以保证第一比较器204的两个输入端在没有光照时(即光敏元件的输出信号(如光敏二极管或光敏三极管输出的电流)较弱时)也能形成压差；处理模块203，用于对偏置模块202输出的第一信号进行处理得到第二信号、第三信号和第四信号；第一比较器204，用于比较处理模块203输出的第二信号和第三信号，得到第一输出结果，该第一输出结果用于检测开灯事件；第二比较器205，用于比较偏置模块203输出的第一信号和处理模块203输出的第四信号，得到第二输出结果，该第二输出结果用于检测关灯事件。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述灯状态检测电路中，光敏模块201、第一比较器204和第二比较器205的电源端还与电源连接，该电源用于为光敏模块201、第一比较器204和第二比较器205供电。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述灯状态检测电路还包括隔直模块206，用于去掉光敏模块201输出的光敏信号中的直流信号，输出所述光敏模块输出的光敏信号的变化量，其中，隔直模块206的输入端与光敏模块201的输出端连接，隔直模块206的输出端与偏置模块202的输入端连接。

在具体实施中，本发明实施例提供的灯状态检测电路还包滤波模块207，用于滤掉光敏模块201输出的光敏信号中的高频干扰，提高第一输出结果和第二输出结果的准确性，以达到提高灯状态检测结果的准确性的目的。当该灯状态检测电路包括隔直模块206时，滤波模块207的输入端与光敏模块201的输出端连接，滤波模207的输出端与隔直模块206的输入端连接，当该灯状态检测电路中没有隔直模块206时，滤波模块207的输入端与光敏模块201的输出端连接，滤波模207的输出端与偏置模块202的输入端连接。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述灯状态检测电路中，如图3所示，处理模块203包括第一子处理模块301和第二子处理模块302，第一子处理模块301用于对偏置模块202输出的第一信号进行处理得到第二信号和第三信号，第二子处理模块302用于对偏置模块202输出的第一信号进行处理得到第四信号。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述灯状态检测电路中，如图4所示，第一子处理模块301具体包括：第一分压模块401和第一延时模块402，第一分压模块401的输入端与偏置模块202的输出端连接，第一分压模块401的输出端与第一比较器204的第一输入端连接，第一延时模块402的输入端与偏置模块202的输出端连接，第一延时模块402的输出端与第一比较器204的第二输入端连接。其中，第一分压模块401，用于对偏置模块202输出的第一信号进行分压处理得到第二信号；第一延时模块402，用于对偏置模块202输出的第一信号进行延时处理得到第三信号。

在具体实施时，当第一分压模块401的输出端与第一比较器204的第一输入端连接，第一延时模块402的输出端与第一比较器204的第二输入端连接，且第一比较器204的第一输入端为反相输入端连接，第一比较器204的第二输入端为同相输入端连接时，若发生开灯事件，则第一输出结果为低电平，否则该第一输出结果为高电平。此时，第一延时模块402输出的信号u1_3(即对偏置模块202输出的信号进行延时处理后得到的信号)，第一分压模块401输出的信号u1_4(即对偏置模块203输出的信号进行分压处理后得到的信号)，以及第一比较器204得到的第一输出结果u1_1随光照强度变化的结果如图5所示。当光照强度没有变化时，由于u1_3大于u1_4，即第一比较器204同相输入端的电压大于第一比较器204反相输入端的电压，u1_1为高电平；当发生开灯事件时，光照强度增大时(增大的光照强度对应的电压变化量使得第一比较器204的反相输入端的电压大于同相输入端的电压)，由于u1_3存在延时，u1_4上升沿的斜率大于u1_3上升沿的斜率，使得u1_4大于u1_3，u1_1发生翻转，变为低电平，直到u1_3大于u1_4，u1_1变为高电平；当发生关灯事件时，光照强度减弱，由于u1_3存在延时，u1_4的下降沿的斜率大于比u1_3下降沿的斜率，u1_4小于u1_3时，u1_1保持高电平。当u1_1从低电平变为高电平后，若第二比较器205得到的第二输出结果没有发生变化，则灯处于开启状态。

在具体实施时，当第一分压模块401的输出端与第一比较器204的第一输入端连接，第一延时模块402的输出端与第一比较器204的第二输入端连接，且第一比较器204的第一输入端为同相输入端连接，第一比较器204的第二输入端为反相输入端连接时，若发生开灯事件，则第一输出结果为高电平，否则该第一输出结果为低电平。当光照强度没有变化时，由于u1_3大于u1_4，u1_1保持低电平；当发生开灯事件时，光照强度增大时，由于u1_3存在延时，u1_4上升沿的斜率大于u1_3上升沿的斜率，使得u1_4大于u1_3，u1_1发生翻转，变为高电平，直到u1_3大于u1_4，u1_1变为低电平；当发生关灯事件时，光照强度减弱，由于u1_3存在延时，u1_4的下降沿的斜率大于比u1_3下降沿的斜率，u1_4小于u1_3时，u1_1变为低电平。当u1_1从高电平变为低电平后，若第二比较器205得到的第二输出结果没有发生变化，则灯处于开启状态。

具体地，在本发明实施例提供的上述灯状态检测电路中，如图6a所示，第二子处理模块302具体包：第二分压模块601和第二延时模块602，第二分压模块601的输入端与偏置模块202的输出端连接，第二分压模块601的输出端与第二延时模块602的输入端连接，第二延时模块602的输出端与第二比较器205的第二输入端连接，其中，第二分压模块601，用于对偏置模块202输出的第一信号进行分压处理，并输出分压处理后的信号，第二延时模块602，用于对第二分压模块601输出的信号进行延时处理得到第四信号。或者，如图6b所示，第二延时模块602的输入端与偏置模块202的输出端连接，第二延时模块602的输出端与第二分压模块601的输入端连接，第二分压模块601的输出端与第二比较器205的第二输入端连接，其中，第二延时模块601，用于对偏置模块202输出的第一信号进行延时处理，并输出延时处理后的信号，第二分压模块601，用于对第二延时模块602输出的信号进行分压处理得到第四信号。

在具体实施时，当第二分压模块61的输出端或第二延时模块602的输出端与第二比较器205的第二输入端连接，且第二比较器205的第二输入端为同相输入端时，若发生关灯事件，则第二输出结果为高电平，否则该第二输出结果为低电平。当第二分压模块601的输出端或第二延时模块602的输出端与第二比较器205的同相输入端连接，偏置模块202的输出端与第二比较器205的反相输入端连接时，第二分压模块601的输出的信号或第二延时模块602的输出的信号u2_3，偏置模块202输出的信号u2_4以及第二比较器205根据u2_3和u2_4得到的第二输出结果u2_1如图7所示。当光照强度没有发生变化时，由于u2_4大于u2_3，u2_1为低电平；当发生开灯事件，光照强度增大时，由于u2_3存在延时，u2_4的上升沿的斜率大于的u2_3上升沿的斜率，u2_4大于u2_3，u2_1保持低电平；当发生关灯事件，光照强度减小时(减小的光照对应的电压变化量使得第二比较器205同相输入端的电压大于反相输入端的电压)，由于u2_3存在延时，u2_4下降沿的斜率大于u2_3下降沿的斜率，u2_3大于u2_4，u2_1发生翻转，变为高电平，直到u2_3小于u2_4，u2_1变为低电平。当u2_1从高电平变为低电平后，若第一比较器204得到的第一输出结果没有发生变化，则灯处于关闭状态。

在具体实施中，当第二分压模块601的输出端或第二延时模块602的输出端与第二比较器205的第二输入端连接，且第二比较器205的第二输入端为反相输入端时，若发生关灯事件，则第二输出结果为低电平，否则该第二输出结果为高电平。当第二分压模块601的输出端或第二延时模块602的输出端与第二比较器207的反相输入端连接，偏置模块202的输出端与第二比较器205的同相输入端连接时，光照强度没有发生变化时，由于u2_4大于u2_3，u2_1为高电平；当发生开灯事件，光照强度增大时，由于u2_3存在延时，u2_4的上升沿的斜率大于的u2_3上升沿的斜率，u2_4大于u2_3，u2_1保持高电平；当发生关灯事件，光照强度减小时，由于u2_3存在延时，u2_4下降沿的斜率大于u2_3下降沿的斜率，u2_3大于u2_4，u2_1发生翻转，变为低电平，直到u2_3小于u2_4，u2_1变为高电平。当u2_1从低电平变为高电平后，若第一比较器204得到的第一输出结果没有发生变化，则灯处于关闭状态。

下面结合具体实施例，对本发明提供的灯状态检测电路进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述灯状态检测电路中，如图8所示，光敏模块201包括光敏元件和第一电阻r1，第一电阻r1的第一端分别与光敏元件以及隔直模块206的输入端连接，第一电阻r1的第二端接地。其中，该光敏元件可以是光敏二极管、光敏三极管或光敏电阻。需要说明的是，上述几种光敏元件仅为举例说明，任何将能够根据光照强度变化输出对应的电信号的光敏元件均适用于本发明实施例。图8中以光敏元件为光敏三极管为例进行说明，电容c5、电容c6、电容c7和电容c8用于滤掉电源中的高频干扰，以进一步提高灯状态检测结果的准确性。

具体地，隔直模块206为第一电容c1，第一电容c1的第一端与光敏模块201的输出端连接，第一电容c1的第二端与偏置模块203的输入端连接。

具体地，偏置模块202包括第二电阻r2和第三电阻r3，其中，第二电阻r2的第一端与电源连接，第二电阻r2的第二端分别与隔直模块202的输出端、第三电阻r3的第一端和第一子处理模块301的输入端连接，第三电阻r3的第二端接地(ground，gnd)，其中，r2和r3的电阻值根据灯状态检测电路的实际功耗确定。r3的电阻值决定光敏元件所能感应到的最大光照强度。

在具体实施时，第一分压模401块包括第四电阻r4和第五电阻r5，其中，第四电阻r4的第一端与偏置模块202的输出端连接，第四电阻r4的第二端分别与第五电阻r5的第一端和第一比较器204的第一输入端连接，第五电阻r5的第二端接地。

在具体实施时，第一延时模块402包括第六电阻r6和第二电容c2，其中，第六电阻r6的第一端与偏置模块202的输出端连接，第六电阻r6的第二端分别与第二电容c2的第一端和第一比较器204的第二输入端连接，第二电容c2的第二端接地。

在具体实施时，第二分压模601块包括第七电阻r7和第八电阻r8，其中，第七电阻r7的第一端与偏置模块203的输入端连接，第七电阻r7的第二端分别与第二延时模块602的输入端和第八电阻r8的第一端连接，第八电阻r8的第二端接地。

在具体实施时，第二延时模块602包括第九电阻r9和第三电容c3，其中，第九电阻r9的第一端与第二分压模块401的输出端连接，第九电阻r9的第二端分别与第三电容c3的第一端和第二比较器205的第二输入端连接，第三电容c3的第二端接地。

在具体实施时，滤波模块207为第四电容c4，第四电容c4的第一端分别与光敏模块201的输出端和隔直模块206的输入端连接，第四电容c4的第二端接地。

以上仅是举例说明本发明实施例提供的灯状态检测电路中各模块的具体结构，在具体实施时，上述各模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作限定。

本发明实施例中，灯状态检测电路包括光敏模块、偏置模块、处理模块、第一比较器以及第二比较器，通过第一比较器比较处理模块对偏置模块输出的第一信号处理后得到的第二信号和第三信号，检测开灯事件，通过第二比较器比较偏置模块输出的信号和处理模块对偏置模块输出的第一信号处理后得到的第四信号，检测关灯事件，实现了灯状态的检测，其中，偏置模块输出的第一信号是在光敏模块输出的光敏信号的变化量上增加偏置信号后得到的。并且，本发明实施例利用比较器检测灯的状态，比较器的功耗为微安(μa)级别，相比于现有技术，本发明实施例提供的灯状态检测电路功耗较低。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种灯状态检测装置，包括本发明实施例提供的上述任一种灯状态检测电路。该灯状态检测装置解决问题的原理与前述灯状态检测电路相似，因此该灯状态检测装置的实施可以参见前述灯状态检测电路的实施，重复之处在此不再赘述。该灯状态检测装置可以为任何需要检测灯的开关状态的产品或部件。该灯状态检测装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。