一种无线充电台灯及输出调控方法与流程

本发明涉及一种灯具，尤其涉及一种无线充电台灯及输出调控方法。

背景技术：

台灯是一种居家生活常用的生活用品，主要放置在书桌或卧室，提供照明让人们学习和阅读。随着现有无线充电的普及，越来越多智能穿戴设备、手机、智能家居设备等采用无线充电技术。无线充电减少了用户插拔插头的动作，随拿随放，能更方便快捷地充电，提高了设备使用寿命。带有无线充电功能的台灯节省了无线充电设备的占用空间，给用户带来了新的价值。

但增加了无线充电设备后，台灯需要消耗的电功率增加，电源适配器体积也相应加大了，因此需要有效管理与利用适配器的输出功率。目前市场上大多数无线充电台灯由于适配器功率限制，无线充电和usb供电电路不能同时工作。

技术实现要素：

本发明主要解决了上述问题，提供了一种能够最大化利用电源适配器输出功率，合理分配无线充电、灯光控制和usb供电的功率并允许三者同时工作的无线充电台灯及输出调控方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种无线充电台灯，包括电源适配器、led灯和底座，电源适配器连接外部电源为整个台灯供电，所述底座设有微处理模块、usb充电模块、无线充电模块和用于调节台灯亮度和色温的控制模块，所述微处理模块通过led驱动电路与led灯相连，微处理模块与usb充电模块的输出功率控制端相连，微处理模块与无线充电模块的反馈端相连，用控制模块与微处理模块相连。

本发明所述的无线充电台灯通过控制模块控制台灯的亮度和色温，该无线充电台灯还可以通过无线充电线圈和usb充电口对手机、平板等移动设备进行充电。

作为上述方案的一种优选方案，所述的微处理模块包括微处理芯片us2和与微处理芯片us2相连的其他周围电路，所述微处理芯片us2的第三十二、三十三管脚与无线充电模块相连，微处理芯片us2的第二十六、二十七管脚与led驱动电路相连，微处理芯片us2的第二十五管脚与usb充电模块相连。

作为上述方案的一种优选方案，所述的无线充电电路包括无线充电线圈lp、无线充电发射芯片u2、场效应管q1、q2、q3、q4，电容cp和电流检测电阻rsense，所述电流检测电阻rsense一端分别与无线充电发射芯片u2的is_inp和电源vin相连，电流检测电阻rsense另一端分别与无线充电发射芯片u2的is_inn脚、场效应管q1栅极和场效应管q3栅极相连，场效应管q1漏极与无线充电发射芯片u2的pa_gh1脚相连，场效应管q1源极分别与无线充电线圈lp一端、场效应管q2栅极和无线充电发射芯片u2的pa_gl1脚相连，场效应管q2漏极接无线充电发射芯片u2的pa_gl1脚，场效应管q2源极接地，无线充电线圈另一端与电容cp相连，电容cp分别与场效应管q3源极、场效应管q4栅极和无线充电发射芯片u2的pa_sw2脚相连，场效应管q3漏极接无线充电发射芯片u2的pa_gh2脚相连，场效应管q4漏极接无线充电发射芯片u2的pa_gl2脚，场效应管q4源极接地，无线充电发射芯片u2的scl与微处理芯片us2的第三十二管脚相连，无线充电发射芯片u2的sda脚与微处理芯片us2的三十三管脚相连。

作为上述方案的一种优选方案，所述的led驱动电路包括第一电流调节电路和第二电流调节电路，所述第一电流调节电路包括电容cs8、cs10，电阻rs10、rs11、rs12、rs13、rs14、rs15、rs16、rs17，电感ls1，芯片us3、二极管ds1，输入端pwm_w、正输出端led_w+和负输出端led_w-，输入端pwm_w通过电阻rs12与芯片us3第四管脚相连，芯片us3第四管脚还通过电阻rs31接地，芯片us3第六管脚分别接电压vin和电感ls1，电感ls1另一端分别与二极管ds1阳极和芯片us3第一管脚相连，二极管ds1阴极分别与电阻rs10、rs11、电容cs10和正输出端led_w+相连，电阻rs11和电容cs10另一端均接地，电阻rs10另一端接芯片us3的第五管脚，芯片us3第三管脚接电阻rs13，电阻rs13另一端分别与电阻rs14、rs15、rs17及负输出端led_w-相连，电阻rs14、rs15、rs17另一端均接地，电压vin与接地端gnd之间连有电容cs8，第一电流调节电路与第二电流调节电路的电路结构相同，第一电流调节电路与微处理芯片us2第二十七管脚相连，第二路电流调节电路与微处理芯片us2第二十六管脚相连，第一电流调节电路和第二电流调节电路的正输出端与led灯正极相连，第一电流调节电路和第二电流调节电路的负输出端与led灯负极相连。两路电路调节电路通过改变向led灯输入的电流大小来改变led灯光的亮度和色温。

作为上述方案的一种优选方案，所述的usb充电模块包括usb充电口usb1、芯片u1、电容cin、cflt、rs、cout、c1、c2、电阻r1、rs、电感l、二极管d1，芯片u1第一管脚与电容c2相连，电容c2另一端分别与芯片u1第八管脚、二极管d1阴极及电感l相连，电感l另一端接usb充电口usb1正极，二极管d1阳极接地，芯片u1第二管脚与微处理芯片us2第二十五管脚相连，芯片u1第三管脚接地，芯片u1第四管脚、电容c1、电阻r1串联，电阻r1另一端接地，芯片u1第五管脚分别物与电阻rs和usb充电口usb1负极相连，电阻rs另一端接地，电压vin与接地端gnd之间连有电容cin。

作为上述方案的一种优选方案，所述的控制模块为用户控制按键。

作为上述方案的一种优选方案，所述的控制模块为用户控制按键和无线通讯模块。

作为上述方案的一种优选方案，所述的底座设有绕线槽，绕线槽环绕底座设置。绕线槽用于放置充电线，可通过绕线槽控制充电线长度，便于充电线收纳和使用。

作为上述方案的一种优选方案，所述的绕线槽起始处设有usb充电口，usb充电口朝绕线槽延伸方向设置。能够使充电线usb接口和与其相连的连接线大致处于同一平面，避免充电线usb接口与其连接线连接处破损。

本发明还提供一种无线充电台灯输出调控方法，包括以下步骤：

s1：确定led消耗功率，微处理模块接收自用户控制按键或无线通讯模块的亮度及色温指令向led驱动电路输出信号pwm_w、pwm_c，计算当前led灯消耗的功率pled＝k*(pwm_w+pwm_c)，k为比例系数；

s2：确定无线充电电路消耗功率，无线充电电路通过rsense对输入电流进行采样并将数据发送给微处理芯片从而得到无线充电消耗的功率pc，；

s3：计算usb供电电路消耗功率，根据台灯适配器最大输出功率pomax，led灯消耗功率pled及无线充电消耗功率pc计算usb供电电路消耗功率pusb＝pomax-pled-pc-p，p为各模块连接电路消耗功率及保留功率的总和，p为固定值。

保留功率的意义在于能够使台灯适配器处于一个接近但无法达到饱和的输出状态，延长台灯适配器寿命，同时最大化利用台灯适配器；保留功率还起到缓冲作用，在某一部分电路消耗功率突然变大时，保留功率投入使用，给微处理器调控各项电路功率提供一个缓冲。

本发明的优点是：除基本照明功能外还能够通过无线或有线的方式给移动设备充电，节省桌面空间，提升美观度；设有绕线槽，便于移动设备充电线收纳和使用，还能保护充电线；能够实时计算各个模块所消耗的功率并进行调控，在不危害台灯适配器的情况下，最大化实用台灯适配器输出功率，使照明功能、无线充电功能和usb充电功能能够同时使用。

附图说明

图1为本发明的一种电路连接结构框图。

图2为本发明中微处理模块的一种电路原理图。

图3为本发明中无线充电模块的一种电路原理图。

图4为本发明中led驱动电路的一种电路原理图。

图5为本发明中usb充电模块的一种电路原理图。

图6为本发明的立体结构示意图。

图7为底座的一种正视结构示意图。

图8为无线充电台灯输出调控方法的一种流程图。

1-微处理模块2-控制模块4-led驱动电路5-无线充电电路6-usb供电电路7-led灯8-电源适配器10-底座11-绕线槽。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

本实施例一种无线充电台灯，包括电源适配器、led灯7和底座10，电源适配器连接外部电源为整个台灯供电，如图1所示，所述底座设有微处理模块1、usb充电模块6、无线充电模块5和用于调节台灯亮度和色温的控制模块2，所述微处理模块通过led驱动电路4与led灯相连，微处理模块与usb充电模块的输出功率控制端相连，微处理模块与无线充电模块的反馈端相连，控制模块与微处理模块相连。控制模块为用户控制按键，通过按键控制台灯亮度和色温。

如图2所示，所述的微处理模块1包括微处理芯片us2和与微处理芯片us2相连的其他周围电路，所述微处理芯片us2的第三十二、三十三管脚与无线充电电路相连，微处理芯片us2的第二十六、二十七管脚与led驱动电路相连，微处理芯片us2的第二十五管脚与usb供电电路相连。本实施例中微处理芯片us2采用stm32处理器。

如图3所示，所述的无线充电电路5包括无线充电线圈lp、无线充电发射芯片u2、场效应管q1、q2、q3、q4，电容cp和电流检测电阻rsense，所述电流检测电阻rsense一端分别与无线充电发射芯片u2的is_inp和电压vin相连，电流检测电阻rsense另一端分别与无线充电发射芯片u2的is_inn脚、场效应管q1栅极和场效应管q3栅极相连，场效应管q1漏极与无线充电发射芯片u2的pa_gh1脚相连，场效应管q1源极分别与无线充电线圈lp一端、场效应管q2栅极和无线充电发射芯片u2的pa_gl1脚相连，场效应管q2漏极接无线充电发射芯片u2的pa_gl1脚，场效应管q2源极接地，无线充电线圈另一端与电容cp相连，电容cp分别与场效应管q3源极、场效应管q4栅极和无线充电发射芯片u2的pa_sw2脚相连，场效应管q3漏极接无线充电发射芯片u2的pa_gh2脚相连，场效应管q4漏极接无线充电发射芯片u2的pa_gl2脚，场效应管q4源极接地，无线充电发射芯片u2的scl与微处理芯片us2的第三十二管脚相连，无线充电发射芯片u2的sda脚与微处理芯片us2的三十三管脚相连。采用的无线充电发射芯片为cwq-1000。

如图4所示，所述的led驱动电路4包括第一电流调节电路和第二电流调节电路，所述第一电流调节电路包括电容cs8、cs10，电阻rs10、rs11、rs12、rs13、rs14、rs15、rs16、rs17，电感ls1，芯片us3、二极管ds1，输入端pwm_w、正输出端led_w+和负输出端led_w-，输入端pwm_w通过电阻rs12与芯片us3第四管脚相连，芯片us3第四管脚还通过电阻rs31接地，芯片us3第六管脚分别接电压vin和电感ls1，电感ls1另一端分别与二极管ds1阳极和芯片us3第一管脚相连，二极管ds1阴极分别与电阻rs10、rs11、电容cs10和正输出端led_w+相连，电阻rs11和电容cs10另一端均接地，电阻rs10另一端接芯片us3的第五管脚，芯片us3第三管脚接电阻rs13，电阻rs13另一端分别与电阻rs14、rs15、rs17及负输出端led_w-相连，电阻rs14、rs15、rs17另一端均接地，电压vin与接地端gnd之间连有电容cs8，第一电流调节电路与第二电流调节电路的电路结构相同，第一电流调节电路与微处理芯片us2第二十七管脚相连，第二路电流调节电路与微处理芯片us2第二十六管脚相连，第一电流调节电路和第二电流调节电路的正输出端与led灯正极相连，第一电流调节电路和第二电流调节电路的负输出端与led灯负极相连。

如图5所示，所述的usb充电模块6包括usb充电口usb1、芯片u1、电容cin、cflt、rs、cout、c1、c2、电阻r1、rs、电感l、二极管d1，芯片u1第一管脚与电容c2相连，电容c2另一端分别与芯片u1第八管脚、二极管d1阴极及电感l相连，电感l另一端接usb充电口usb1正极，二极管d1阳极接地，芯片u1第二管脚与微处理芯片us2第二十五管脚相连，芯片u1第三管脚接地，芯片u1第四管脚、电容c1、电阻r1串联，电阻r1另一端接地，芯片u1第五管脚分别物与电阻rs和usb充电口usb1负极相连，电阻rs另一端接地，电压vin与接地端gnd之间连有电容cin。

对应的，本实施例提出一种无线充电台灯输出调控方法，如图8所示，包括如下步骤：

s1：确定led消耗功率，微处理模块接收自用户控制按键或无线通讯模块的亮度及色温指令向led驱动电路输出信号pwm_w、pwm_c，计算当前led灯消耗的功率pled＝k*(pwm_w+pwm_c)，k为比例系数；

s2：确定无线充电电路消耗功率，无线充电电路通过rsense对输入电流进行采样并将数据发送给微处理芯片从而得到无线充电消耗的功率pc；

s3：计算usb供电电路消耗功率，根据台灯适配器最大输出功率pomax，led灯消耗功率pled及无线充电消耗功率pc计算usb供电电路消耗功率pusb＝pomax-pled-pc-p，p为各模块连接电路消耗功率及保留功率的总和，p为固定值。

实施例2：

本实施例与实施例1相比，其区别在于本实施例所述无线充电台灯的底座设有绕线槽，如图7所示，底座10设有绕线槽11，绕线槽环绕底座设置，绕线槽11起始处设有usb充电口9，usb充电口朝绕线槽延伸方向设置。

实施例3：

本实施例与实施例1相比，其区别在于本实施例所述无线充电台灯的控制模块为无线通讯模块和用户控制按键，能够通过无线网络和按键两种方式控制台灯亮度和色温。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。