专利名称：一种磁感应开关及使用该开关的电子蜡烛的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁感应开关，以及使用这种磁感应开关的电子蜡烛。
背景技术：
随着人们生活水平的进步，为了追求舒适高雅的生活空间，蜡烛已不仅仅作为照明的工具使用，常借由蜡烛来改变室内的环境气氛。传统的蜡烛采用明火点燃，会产生大量的热量，且易倾倒而点燃易燃物，存在着一定的安全隐患，燃烧时产生的大量黑烟会造成环境污染，并且熔化的蜡液会烫伤使用者，光照强度、使用寿命等也通常很难满足实际的需求。为此，目前已越来越多的采用电子蜡烛，借由LED灯所投射的灯光来模拟真实蜡烛点燃的效果。电子蜡烛的开关控制常用的有声控、光控、磁控等方式。其中，现有的电子蜡烛的磁感应开关多为干簧管接近开关、霍尔接近开关或磁控管等，当磁棒等靠近磁控开关时，磁控开关闭合控制LED灯亮，当磁棒等离开磁控开关时，磁控开关打开控制LED灯灭。然而上述的磁控开关，感应范围小，通常需要将磁棒靠近磁控开关在Icm左右的空间；干簧管、霍尔元件等检测到的信号通常只做信号放大处理，灵敏度高的同时电流也较大，抗干扰能力差，容易引起误触发。
实用新型内容本实用新型所要解决的第一个技术问题是提供一种功耗低、灵敏度高、抗干扰能力强的磁感应开关。本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种使用了上述磁感应开关的电子蜡烛。本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为一种磁感应开关，包括磁感应输入元件，为所述磁感应元件提供恒定的偏置电流的偏置电路，以及处理所述磁感应输入元件的磁感应信号以控制LED灯的控制电路，其特征在于，所述磁感应输入元件包括与所述偏置电路输出端连接的磁阻元件以及检测所述磁阻元件的磁感应信号并传输到所述控制电路的磁阻检测电路。所述偏置电路包括差分放大器，所述偏置电路的差分输出连接到所述磁阻元件，为磁阻元件提供比较恒定的偏置电流，使得磁阻元件有效工作。所述控制电路包括与所述磁阻检测电路连接的对检测到的磁感应信号进行差分低噪声放大的前置放大器，与所述前置放大器连接的对放大后的信号进行滤波的低通滤波器，与所述低通滤波器连接的对滤波后的信号进行强化放大的微分放大器，与所述微分放大器连接的对强化放大后的信号进行比较鉴幅的门限判别电路，与所述门限判别电路连接的对比较鉴幅后的信号进行脉冲标准化处理的逻辑控制电路，与所述逻辑控制电路连接的对标准化处理后的信号进行扩展触发脉冲的触发延时电路，与所述触发延时电路连接的对触发脉冲信号进行识别从而控制所述LED灯的CPU主控电路，具有较高的灵敏度，能应对电路周围的各种复杂电磁干扰，避免误触发。所述低通滤波器由差分放大器的低通反馈和RC滤波结构组成。 所述门限判别电路为双向鉴幅器，包括高门限判别电路和低门限判别电路。本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为一种电子蜡烛，包括壳体、位于所述壳体顶部的灯头组件，所述灯头组件包括灯罩和位于所述灯罩内的LED灯，其特征在于，还包括设于所述壳体内的如上所述的磁感应开关，以及对所述磁感应开关供电的电池组件，所述磁感应开关连接到所述LED灯。与现有技术相比，本实用新型的优点在于由于磁棒在电路周围运动产生变化磁场，本电路利用磁阻元件对磁场敏感特性，检测探头周围一定立体的空间范围内的这一微弱磁场变化，通过对变化信号的放大，识别，处理，进而控制LED发光组件等后续电路，实现各种控制功能，该电路具有如下优点1.低功耗适合电池供电，电压范围2V 5. 5V，整机 连续待机电流小于500uA ；2.高灵敏度感应范围为半径3-8cm近似的球型立体空间，感应范围可调节，对所用配套磁棒要磁性适中，无磁极性要求，检测响应速度较快；3.:抗干扰能应对电路周围的各种复杂电磁干扰，特别是类似手机接通脉冲一类的强电磁干扰，实现无误触发。
图I为本实用新型的电子蜡烛的剖视图；图2为本实用新型的磁感应开关的电路原理框图；图3为本实用新型的磁棒的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。参见图1，一种电子蜡烛，包括壳体I、位于壳体I顶部的灯头组件2、设于壳体I内的磁感应开关3和电池组件4。磁感应开关3电连接到灯头组件2，控制灯头组件2亮或灭，电池组件4用于对磁感应开关3供电。灯头组件2包括灯罩21和位于灯罩21内的LED灯22。参见图2，磁感应开关3包括偏置电路30、磁感应输入元件以及控制电路，磁感应输入元件包括磁阻元件31和磁阻检测电路32，控制电路对磁阻检测电路32的信号进行处理，从而控制灯头组件2。偏置电路30包括差分放大器，为整个开关电路产生所需的各种偏置电流和偏置电压，其差分输出连接到磁阻元件31，为磁阻元件31提供一个比较恒定的偏置电流，使得磁阻元件31正常工作，该偏置电流较小，以适应电池组件4供电。磁阻元件31能够在磁铁等磁性物质靠近和远离时产生不同的磁感应信号，磁阻检测电路32检测到该磁感应信号，并将检测到的磁感应信号传输到控制电路。在本实施例中，磁阻检测电路32为差分输出结构。控制电路包括前置放大器33、低通滤波器34、微分放大器35、门限判别电路36、逻辑控制电路37、触发延时电路38以及CPU主控电路39。前置放大器33的输入端与磁阻检测电路32的输出端对应,为差分输入结构,与磁阻检测电路32的差分输出结构连接。为了提高灵敏度，前置放大器33以一个较大的倍数对磁阻检测电路32输出的微弱的磁感应低频变化信号进行差分低噪声放大，放大后的信号单端输出到低通滤波器34。低通滤波器34实际由差分放大器的低通反馈和RC滤波结构组成，其进一步降低电路截止频率，同时减少前后级耦合，滤波后的信号通过隔直电容(微分电容)加到微分放大器。微分放大器35是有源电路,通过微分电容对低通滤波器34传输而来的信号的波形波动的部分微分，并以较大的倍数对此信号的变化进行强化放大处理后输入到门限判别电路36。门限判别电路36为双向鉴幅器，包括高门限判别电路361和低门限判别电路362，分别对高于高门限电压VH、低于低门限电压VL的信号进行比较鉴幅，幅度在VH和VL之间的信号为容限电压，由此可以有效地抑制干扰。高门限判别电路361和低门限判别电路362 的比较鉴幅的电路可以设计成施密特电路形式，从而进一步提高容限范围，增加可靠性。高门限判别电路361和低门限判别电路362分别产生PH、PL正脉冲信号输入到逻辑控制电路37。逻辑控制电路37接收到门限判别电路36的信号后，对PH、PL正脉冲信号的上升沿进行检测，进行脉冲标准化，在PH、PL各自所对应的上升沿时刻分别产生一个正窄脉冲，并对这两个正窄脉冲信号叠加处理，而后输入到触发延时电路38。触发延时电路38将逻辑控制电路37的正窄脉冲信号扩展成宽脉冲信号，起到扩展触发脉冲的作用。当任意正窄脉冲输入到触发延时电路38时，产生高电平，并始终延时一个T时间后变为低电平。由于触发延时电路38是可以重触发的，因此，当触发脉冲间隔小于T时，则一直处于高电平，直到脉冲结束后并延时一个T时间后变为低电平。CPU主控电路39是控制电路的处理核心，对从触发延时电路38接收到的信号进行识别，包括触发工作条件、多次连续重触发屏蔽、有效信号输入后的动作控制处理。CPU主控电路39在检测磁元件30信号的同时，也可实现轻触开关，各种蜡烛仿真闪法控制，七彩变化定色功能，24小时循环定时控制；也可以与声、光控，红外、无线遥控等电路结合实现复杂功能。CPU主控电路39连接到LED灯22，CPU主控电路39产生所要求的闪法控制LED灯22达到仿真蜡烛的效果。上述的各个电路组成部分，可以采用现有的电路结构实现，此处不再赘述，根据实际需要还可以配置升压、降压等电压转换电路，外围驱动电路。参见图3，电子蜡烛设有与磁阻元件30配套使用的磁棒5，磁棒5的顶端设有磁铁51,在本实施例中,磁棒5设计成魔棒的形式。当使用时，将磁棒5的顶端第一次靠近电子蜡烛的壳体I内的磁感应开关3，CPU主控电路39控制LED灯22亮；当磁棒5再一次靠近磁感应开关3，CPU主控电路39控制LED灯22灭，用魔棒形式的磁棒5控制电子蜡烛，方便了操作，也提高了趣味性。此外，也可以通过CPU主控电路39程序的设计，将磁棒5的顶端第一次靠近电子蜡烛的壳体I内的磁感应开关3，CPU主控电路39控制LED灯22亮，亮度小于完全点亮的亮度(例如，亮度为50%)；当磁棒5第二次靠近磁感应开关3，CPU主控电路39控制LED灯22完全点亮；当磁棒5再一次靠近磁感应开关3，CPU主控电路39控制LED灯22灭。CPU主控电路39对LED灯22的控制方式可以通过程序设计来满足实际使用的需要。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指 出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种磁感应开关，包括磁感应输入元件，为所述磁感应元件提供恒定的偏置电流的偏置电路(30)，以及处理所述磁感应输入元件的磁感应信号以控制LED灯(22)的控制电路，其特征在于，所述磁感应输入元件包括与所述偏置电路(30)输出端连接的磁阻元件(31)以及检测所述磁阻元件(31)的磁感应信号并传输到所述控制电路的磁阻检测电路(32)。
2.如权利要求I所述的磁感应开关，其特征在于，所述偏置电路(30)包括差分放大器，所述偏置电路(30)的差分输出连接到所述磁阻元件(31)。
3.如权利要求I所述的磁感应开关，其特征在于，所述控制电路包括与所述磁阻检测电路(32)连接的对检测到的磁感应信号进行差分低噪声放大的前置放大器(33)，与所述前置放大器(33)连接的对放大后的信号进行滤波的低通滤波器(34)，与所述低通滤波器(34)连接的对滤波后的信号进行强化放大的微分放大器(35)，与所述微分放大器(35)连接的对强化放大后的信号进行比较鉴幅的门限判别电路(36)，与所述门限判别电路(36)连接的对比较鉴幅后的信号进行脉冲标准化处理的逻辑控制电路(37)，与所述逻辑控制电路(37)连接的对标准化处理后的信号进行扩展触发脉冲的触发延时电路(38)，与所述触发延时电路(38)连接的对触发脉冲信号进行识别从而控制所述LED灯(22)的CPU主控电路(39)。
4.如权利要求3所述的磁感应开关，其特征在于，所述低通滤波器(34)由差分放大器的低通反馈和RC滤波结构组成。
5.如权利要求3所述的磁感应开关，其特征在于，所述门限判别电路(36)为双向鉴幅器，包括高门限判别电路(361)和低门限判别电路(362)。
6.一种电子蜡烛，包括壳体(I)、位于所述壳体(I)顶部的灯头组件(2)，所述灯头组件(2)包括灯罩(21)和位于所述灯罩(21)内的LED灯(22)，其特征在于，还包括设于所述壳体(I)内的如权利要求1-5中任一项所述的磁感应开关(3)，以及对所述磁感应开关供电的电池组件(4)，所述磁感应开关(3)连接到所述LED灯(22)。
专利摘要本实用新型公开了一种磁感应开关，包括磁感应输入元件，为所述磁感应元件提供恒定的偏置电流的偏置电路，以及处理所述磁感应输入元件的磁感应信号以控制LED灯的控制电路，其特征在于，所述磁感应输入元件包括与所述偏置电路输出端连接的磁阻元件以及检测所述磁阻元件的磁感应信号并传输到所述控制电路的磁阻检测电路。还公开了一种使用了上述磁感应开关的电子蜡烛。由于磁棒在电路周围运动产生变化磁场，本电路利用磁阻元件对磁场敏感特性，检测探头周围一定立体的空间范围内的这一微弱磁场变化，通过对变化信号的放大，识别，处理，进而控制LED发光组件等后续电路，实现各种控制功能，既有实用性又有趣味性。
文档编号H05B37/02GK202750292SQ20122041069
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者王永明 申请人:王永明