炫彩火焰灯的制作方法

本实用新型涉及一种灯具，尤其是指一种炫彩火焰灯。

背景技术：

灯具是指能透光、分配和改变光源分布的器具，其应用范围广泛，应用历史悠久，已经成为人们生活和工作中不可或缺的用品。随着人们生活水平的提高，灯具已经不仅仅用于照明，还用于在很多场合下营造一种特别的气氛，例如火焰灯。

现有的火焰灯主要有两种，一种是火焰真实燃烧的火焰灯，但是这种火焰灯不仅污染环境，还带来安全隐患，例如容易引起火灾，另一种是模拟火焰燃烧的火焰灯，通常包括控制芯片和连接于控制芯片的LED灯，通过控制芯片对LED灯进行控制，能在一定程度上模拟火焰燃烧，然而这种火焰灯一般颜色比较单一，无法很好地展现火焰的其它颜色，并且对真实火焰的模拟效果不好。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种炫彩火焰灯，能够模拟火焰的多种颜色，并且能够很好的模拟真实火焰的燃烧效果。

针对上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种炫彩火焰灯，包括：灯座；安装筒，与所述灯座连接；柔性电路板，包覆于所述安装筒的外表面；控制模块，其包括与所述柔性电路板连接的控制芯片、与所述控制芯片连接的多个第一驱动电路、与所述控制芯片连接的多个第二驱动电路；电源，与所述控制模块连接；多个RGB光源，阵列地设于所述柔性电路板的表面，每一个所述RGB光源包括三个LED 灯芯，分别是红灯芯、绿灯芯和蓝灯芯，三个所述LED灯芯共阳极，且其阳极通过所述第一驱动电路连接至所述控制芯片，三个所述LED灯芯的阴极分别通过所述第二驱动电路连接至所述控制芯片；壳体，与所述灯座连接，所述壳体罩设于所述安装筒的外部。

进一步，所述第一驱动电路包括第一电阻和PMOS管，所述第一电阻的一端与所述控制芯片连接，所述第一电阻的另一端与所述PMOS管的栅极连接，所述PMOS管的源极与所述电源的正极连接，所述PMOS管的漏极与所述LED灯芯的阳极连接。

进一步，所述第二驱动电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和NMOS管，所述第二电阻的一端与控制芯片连接，所述第二电阻的另一端与所述NMOS管的栅极连接，所述第三电阻的一端与所述NMOS管的栅极连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的一端与所述NMOS管的漏极连接，所述第四电阻的另一端与所述LED灯芯的阴极连接，所述 NMOS管的源极接地。

进一步，所述RGB光源包括多个第一RGB光源、多个第二RGB光源和多个第三RGB 光源，所述第一RGB光源的所有同色LED灯芯共阴极，所述第二RGB光源的所有同色LED 灯芯共阴极，所述第三RGB光源的所有同色LED灯芯共阴极，所述第一RGB光源、所述第二RGB光源和所述第三RGB光源的同色LED灯芯互不共阴极。

进一步，所述控制芯片具有引脚八、引脚九、引脚十、引脚十二、引脚十三、引脚十四、引脚十五、引脚十六和引脚十七，所述第一RGB光源的红灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚八，其绿灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚九，其蓝灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十；所述第二RGB光源的红灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十二，其绿灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十三，其蓝灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十四；所述第三RGB光源的红灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十五，其绿灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十六，其蓝灯芯的阴极通过所述第二驱动电路连接至所述引脚十七。

进一步，所述RGB光源包括上下排列的多排RGB光源，多排所述RGB光源包括相邻的多个RGB光源组，所述RGB光源组包括相邻的两排RGB光源，所述RGB光源组包括多个所述第一RGB光源、多个所述第二RGB光源和多个所述第三RGB光源。

进一步，所述RGB光源组内的所有LED灯芯共阳极。

进一步，所述控制芯片还具有引脚二、引脚三、引脚五、引脚六、引脚七和引脚十九，所述RGB光源包括十二排，所述RGB光源组有六个，六个所述RGB光源组的LED灯芯的阳极通过不同的所述第一驱动电路分别连接至引脚二、引脚三、引脚五、引脚六、引脚七和引脚十九。

进一步，所述RGB光源在所述安装筒的顶部形成波浪形排列。

进一步，所述控制模块还包括电容，所述电容的一端与所述电源的正极连接，所述电容的另一端接地。

本实用新型的有益效果有：第一驱动电路和第二驱动电路能够放大电流，放大控制芯片发出的信号，以更好地对RGB光源进行控制。此外，第一驱动电路和第二驱动电路还具有调节电流大小和开关的作用。由于RGB光源的三个LED灯芯共阳极，且其阳极通过第一驱动电路连接至控制芯片，三个LED灯芯的阴极分别通过第二驱动电路连接至控制芯片，一方面控制芯片能够通过第一驱动电路整体控制RGB光源，能够控制RGB光源整体的亮度和亮灭情况，另一方面控制芯片能够通过第二驱动电路分别独立地控制三个LED灯芯，能够分别控制每一个LED灯芯的亮度和亮灭情况，通过控制三个LED灯芯不同的颜色比例使得RGB光源呈现各种颜色。本实用新型通过对RGB光源的整体控制和对RGB光源的LED灯芯的单独控制，使得多个RGB光源能够整体呈现出真实火焰的燃烧效果。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的立体分解图；

图3为本实用新型的另一立体分解图；

图4为本实用新型的壳体的立体图；

图5为本实用新型的控制模块与RGB光源电路连接的示意图；

图6为本实用新型的RGB光源内部的电路示意图；

图7为本实用新型的第一驱动电路的示意图；

图8为本实用新型的第二驱动电路的示意图；

图9为本实用新型的控制芯片的连接示意图；

图10为本实用新型的柔性电路板展开后RGB光源的分布示意图；

图11为本实用新型的柔性电路板的RGB光源的分布示意图。

附图标号说明：

具体实施方式

为便于更好地理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1至图4所示，本实用新型较佳实施例的一种炫彩火焰灯100，包括灯座1、与灯座1连接的安装筒2、与灯座1连接的壳体3、包覆于安装筒2的外侧的柔性电路板4、与柔性电路板4连接的控制模块、与控制模块连接的电源P1、与柔性电路板4连接的多个RGB光源D。

灯座1包括基部11以及连接于基部11下方的连接部12，连接部12设有螺纹，通过螺纹连接可以将本实用新型安装好，并与外接电源连接。基部11的材料优选为塑胶，连接部 12的材料优选为金属，例如可以选用铝、铜等。基部11包括环形的本体111和环形的插接部 112，本体111与插接部112之间形成有环形空间113，本体111设有内螺纹，用于与壳体3 进行螺纹连接，插接部112用于供安装筒2进行插接以与灯座1连接在一起。

安装筒2的材料可以选用塑胶、金属或木材，优选为塑胶。安装筒2整体呈柱形，可以是圆柱形，也可以是棱柱形，优选为圆柱形。安装筒2在轴向方向上包括相对设置的第一端部21和第二端部22以及贯穿第一端部21和第二端部22的空腔23，第一端部21插接于插接部112以使安装筒2固定于灯座1。

壳体3罩设于安装筒2的外部，为了使外部能够清晰地看到壳体3内部发出的光，壳体 3为透明或半透明，可以选用玻璃、塑胶等材料制成。本实施例中，壳体3为半透明的塑胶材质。壳体3整体呈圆筒形，并包括相对设置的顶部和底部。壳体3的底部设有外螺纹，用于与灯座1的本体111进行螺纹连接。壳体3的顶部向下凹陷形成凹槽31，凹槽31开设有多个通孔311，这些通孔311有利于RGB光源D的散热。优选的，通孔311在凹槽31的侧壁圆周排列并向下贯穿凹槽31的底壁，这样设计一方面可以使得散热的效果更好，另一方面有利于通孔311的制造，即有利于拔模，避免在模具设计中增加成本。

柔性电路板4也称FPC(flexible printed circuit)，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性的可挠性印刷电路板，且具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。本实用新型通过选用柔性电路板4，利用柔性电路板4可以自由弯曲、卷绕、折叠的特性，使得柔性电路板4可以很好地贴附于柱形安装筒2的外侧表面。

如图5至图9所示，电源P1为本实用新型的正常工作提供合适的电压，在本实施例中，电源P1为电池。电源P1具有正极BAT+和负极，电源P1的正极BAT+与控制芯片U1连接，电源P1的负极接地GND。

控制模块包括与柔性电路板4连接的控制芯片U1、与控制芯片U1连接的第一驱动电路、与控制芯片U1连接的第二驱动电路、与控制芯片U1连接的电容C1。

控制芯片U1为IC(integrated circuit，集成电路)芯片，本实施例中，控制芯片U1为 MCU(microcontroller unit，微控制单元)，即单片机。控制芯片U1的封装类型可以选择SOP (small outline package，常见的一种封装形式)或TSSOP(thin shrink small outline package，薄的缩小型SOP)，本实施例中，控制芯片U1的封装类型选择TSSOP，这样可以使得控制芯片U1更加薄，尺寸更小，有利于控制芯片U1位置的布局。本实施例中，控制芯片U1采用 TSSOP20封装，即控制芯片U1具有20个引脚，这样可以满足电路设计的实际需求，这些引脚排布在控制芯片U1的左右两侧。从左边最上方第一个算起并沿逆时针方向，这些引脚依次分别为引脚一至引脚二十。控制芯片U1的型号可以对应其封装进行选择，例如可以选用 STM8S003F3、MSP430G2303、STC12LE4052、LPC812M101JDH20、MC9905等，本实施例中，控制芯片U1的型号选用MC9905。控制芯片U1的型号并不是唯一的，在其他的实施例中，可以选用其他型号。

电容C1的一端与电源P1的正极BAT+连接，电容C1的另一端接地GND。电容C1的电容C1量为0.1μF。在电源P1的正极BAT+和负极之间跨接电容C1的目的是电源线和地线之间阻抗低，滤除波纹，使得电源P1接近理想电压源。

如图3、图10和图11所示，多个RGB(Red Green Blue)光源D阵列地设于柔性电路板 4的表面。如图6所示，每一个RGB光源D包括三个LED(Light Emitting Diode，发光二级管)灯芯，分别是红灯芯R，绿灯芯G和B(blue，蓝色)灯芯B，在通电状态下，红灯芯R 能够发出红光，绿灯芯G能够发出绿光，蓝灯芯B能够发出蓝光。红灯芯R、绿灯芯G和蓝灯芯B封装在RGB光源D的内部，而RGB光源D所发出的光是由红灯芯R、绿灯芯G和蓝灯芯B所发出的光共同组成的。通过控制红灯芯R、绿灯芯G和蓝灯芯B的颜色比例，可以使得RGB光源D发出各种颜色的光。三个LED灯芯共阳极，且其阳极通过第一驱动电路连接至控制芯片U1，三个LED灯芯的阴极分别通过第二驱动电路连接至控制芯片U1。控制芯片U1通过第一驱动电路能够整体控制RGB光源D的亮度情况和亮灭情况，通过第二驱动电路能够单独控制红灯芯R、绿灯芯G和蓝灯芯B的亮度情况和亮灭情况，由此能够使得 RGB光源D呈现不同的亮度和颜色。

如图5所示，第一驱动电路和第二驱动电路能够放大控制芯片U1发出的微弱信号，使得控制芯片U1更好地控制RGB光源D。同时，控制芯片U1能够通过第一驱动电路和第二驱动电路，以调节输出电压的方式调节LED灯芯的电流，使得LED灯芯的亮度发生变化。本实施例中，第一驱动电路和第二驱动电路均采用增强型MOS(metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体)管作为放大元件，MOS管具有输入阻抗高、噪声小、制造工艺简单、适于集成等优点。MOS管具有源极(Source，也称S极)，栅极(Gate，也称G极)和漏极(Drain，也称D极)。此外，第一驱动电路和第二驱动电路还具有开关电路的作用，控制芯片U1可以通过输出低电平或高电平控制MOS管的导通情况，从而控制LED灯芯的通电和断电。

如图7所示为本实用新型其中一个第一驱动电路，以其为例对第一驱动电路进行说明。第一驱动电路包括第一电阻R3和PMOS(positive channel metal oxide semiconductor，P沟道 MOS)管Q3。PMOS管Q3的型号选用CJ2301，第一电阻R3的阻值为1KΩ。第一电阻R3 的一端与控制芯片U1连接，第一电阻R3的另一端与PMOS管Q3的栅极连接，即PMOS管 Q3的栅极通过第一电阻R3与控制芯片U1连接，PMOS管Q3的源极与电源P1的正极BAT+ 连接，PMOS管Q3的漏极与LED灯芯的阳极连接。当PMOS管Q3的栅极电压发生变化时，沟道中的电子密度改变，从而改变沟道的电阻，使得漏极电流发生变化，使得控制芯片U1 能够整体控制RGB光源D。当控制芯片U1引脚端为低电平时，PMOS管Q3导通，RGB光源D通电；当控制芯片U1引脚端为高电平时，PMOS管Q3截止，不产生漏极电流，RGB 光源D整体断电。

如图8所示为本实用新型其中一个第二驱动电路，以其为例对第二驱动电路进行说明。第二驱动电路包括第二电阻R23、第三电阻R29、第四电阻R17和NMOS(negative channel metal oxide semiconductor，N沟道MOS)管Q14。NMOS管Q14的型号选用CJ2302，第二电阻R23的阻值为1KΩ，第三电阻R29的阻值为10KΩ。在该第二驱动电路中，第四电阻 R17的阻值为6.8Ω。当第二驱动电路连接至红灯芯时，第四电阻的阻值为18Ω；当第二驱动电路连接至绿灯芯时，第四电阻的阻值为6.8Ω；当第二驱动电路连接至蓝灯芯时，第四电阻的阻值为4.7Ω。第二电阻R23的一端与控制芯片U1连接，第二电阻R23的另一端与NMOS 管Q14的栅极连接，第三电阻R29的一端与NMOS管Q14的栅极连接，第三电阻R29的另一端接地GND，第四电阻R17的一端与NMOS管Q14的漏极连接，第四电阻R17的另一端与LED灯芯(这里是绿灯芯)的阴极连接，NMOS管Q14的源极接地GND。和PMOS管 Q3类似，NMOS管Q14也是通过栅极电压的变化使得漏极电流发生变化。当控制芯片U1 引脚端为低电平时，NMOS管Q14导通，绿灯芯通电；当控制芯片U1引脚端为高电平时，NMOS管Q14截止，不产生漏极电流，绿灯芯断电。

由于红灯芯、绿灯芯和蓝灯芯分别连接至第二驱动电路，因此控制芯片U1可以分别对红灯芯、绿灯芯和蓝灯芯进行控制，控制过程互不影响。综上所述，控制芯片U1通过第一驱动电路能够同时控制红灯芯、绿灯芯和蓝灯芯的电流大小和通断情况，即控制整个RGB光源D的亮度和亮灭情况，通过第二驱动电路能够分别控制RGB光源D内的红灯芯、绿灯芯和蓝灯芯的电流大小和通断情况，由此可以实现RGB光源D多种亮度和多种颜色的呈现。

如图5所示，RGB光源D包括多个第一RGB光源L11、多个第二RGB光源L12和多个第三RGB光源L13，第一RGB光源L11的所有同色LED灯芯(即所有红灯芯L11R或所有绿灯芯L11G或所有蓝灯芯L11B)共阴极，第二RGB光源L12的所有同色LED灯芯(即所有红灯芯L12R或所有绿灯芯L12G或所有蓝灯芯L12B)共阴极，第三RGB光源L13的所有同色LED灯芯(即所有红灯芯L13R或所有绿灯芯L13G或所有蓝灯芯L13B)共阴极，第一RGB光源L11、第二RGB光源L12和第三RGB光源L13的同色LED灯芯互不共阴极。由于LED灯芯的阴极通过第二驱动电路连接至控制芯片U1，因此控制芯片U1能够对第一 RGB光源L11、第二RGB光源L12、第三RGB光源L13的所有同色LED灯芯分别进行独立控制。

第一RGB光源L11的红灯芯L11R的阴极通过第二驱动电路连接至引脚八，其绿灯芯 L11G的阴极通过第二驱动电路连接至引脚九，其蓝灯芯L11B的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十；第二RGB光源L12的红灯芯L12R的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十二，其绿灯芯L12G的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十三，其蓝灯芯L12B的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十四；第三RGB光源L13的红灯芯L13R的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十五，其绿灯芯L13G的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十六，其蓝灯芯L13B的阴极通过第二驱动电路连接至引脚十七。

由此，控制芯片U1通过引脚八能够独立控制第一RGB光源L11的红灯芯L11R，通过引脚九能够独立控制第一RGB光源L11的绿灯芯L11G，通过引脚十能够独立控制第一RGB 光源L11的蓝灯芯L11B，通过引脚十二能够独立控制第二RGB光源L12的红灯芯L12R，通过引脚十三能够独立控制第二RGB光源L12的绿灯芯L12G，通过引脚十四能够独立控制第二RGB光源L12的蓝灯芯L12G，通过引脚十五能够独立控制第三RGB光源L13的红灯芯L13R，通过引脚十六能够独立控制第三RGB光源L13的绿灯芯L13G，通过引脚十七能够独立控制第三RGB光源L13的蓝灯芯L13B。

如图5、图10和图11所示，RGB光源D包括上下排列的多排RGB光源D，多排RGB 光源D包括相邻的多个RGB光源组10，RGB光源组10包括相邻的两排RGB光源D，RGB 光源组10包括多个第一RGB光源L11、多个第二RGB光源L12和多个第三RGB光源L13。即在一个RGB光源组10内，控制芯片U1可以分别独立地控制第一RGB光源L11、第二RGB 光源L12、第三RGB光源L13的LED灯芯，使得RGB光源组10呈现多种多样的亮度和颜色。

同一个RGB光源组10内的LED灯芯的阳极通过同一个第一驱动电路连接至控制芯片 U1的同一个引脚。由此，控制芯片U1可以通过第一驱动电路实现对整个RGB光源组10的整体控制。

RGB光源D包括十二排，该十二排RGB光源组10成六个RGB光源组10，该六个RGB 光源组10的LED灯芯的阳极通过不同的第一驱动电路分别连接至引脚二、引脚三、引脚五、引脚六、引脚七和引脚十九。即控制芯片U1能够分别通过引脚二、引脚三、引脚五、引脚六、引脚七和引脚十九以及相对应的第一驱动电路对各个RGB光源组10进行整体控制。

上述的控制芯片U1的引脚与第一驱动电路、第二驱动电路的连接位置和连接关系是根据本实施例所选择的控制芯片U1的型号而作出的设计。在其他的实施例中，如果选择其他的控制芯片U1的型号，引脚对应的连接关系可能发生变化，但不会对本实用新型的功能造成影响。

RGB光源D在安装筒2的顶部形成波浪形排列，这样可以使得RGB光源D呈现出来的整体效果更加接近真实的火焰。

RGB光源D分为三层，分别为底层20、中层30和顶层40，设于安装筒2底部的一个 RGB光源组10(共两排RGB光源D)为底层20，设于安装筒2顶部的一个RGB光源组10 (共两排RGB光源D)为顶层40，设于底层20和顶层40之间的四个RGB光源组10(共八排RGB光源D)为中层30。

本实用新型的工作过程如下：控制芯片U1对阵列排列的RGB光源D进行扫描，并且分别对底层20、中层30和顶层40的RGB光源D进行处理，，控制芯片U1通过对各层进行不同的PWM(pulse width modulation，脉冲宽度调整)控制，即通过第一驱动电路和第二驱动电路进行电流控制和通断控制，使得各层呈现相同或不同的效果，并共同组成一帧火焰图片，控制芯片U1控制火焰图片的切换频率，使得人眼感觉不到闪烁，对各个火焰图片进行多帧合成(类似多帧合成视频的原理)，最终呈现出火焰熊熊燃烧的效果，并且可以控制火焰燃烧的颜色，以呈现各种炫彩的火焰效果。

以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明，非因此局限本实用新型之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。