專利名稱：一種led燈具的電池電源控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種LED燈具的電池電源控制方法， 還涉及一種LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有LED燈具，尤其是用于野外作業(yè)的便攜式燈具，一般采用環(huán)保、節(jié)能和使用成 本低的二次電池作為供電電源。在使用燈具過程中，由于沒有對電池電量有任何提醒，作業(yè) 人員會在燈具不能正常工作時才對二次電池進(jìn)行充電，此時燈具二次電池的電量已經(jīng)充分 耗光，放電深度為100%。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)放電深度為10%時，二次電池的使用壽命大于1000 次；當(dāng)放電深度為100%時，二次電池的使用壽命僅為200次左右。現(xiàn)有技術(shù)中，由于沒有 對電池電量有任何提醒，燈具的二次電池放電深度經(jīng)常達(dá)到100% ，燈具二次電池的使用壽 命較短，二次電池更換次數(shù)較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種在電池電壓低于預(yù)設(shè)的下限值時進(jìn)行報
警，以提示使用者及時充電，從而延長電池壽命的LED燈具電池電源控制方法。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種LED燈具的電池電源控制
方法，燈具在通電時包括通過微處理器內(nèi)置或外接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣電源電壓值，并對所
述采樣電源電壓值進(jìn)行濾波處理；如果處理后電源電壓值低于預(yù)設(shè)的下限值，發(fā)出相應(yīng)占
空比和頻率的第一脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第一脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制方法，還包括如果接收到來自按鍵進(jìn)
入顯示電量模式的控制指令；將所述進(jìn)行處理后的采樣電源電壓值與電池滿電量的電壓比
較，并得到電池電量相對滿電量的相對值；根據(jù)所述相對值發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第二
脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第二脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制方法，還包括如果接收來自按鍵進(jìn)入 弱光模式的控制指令；發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第三脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第三 脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制方法，還包括如果接收來自按鍵進(jìn)入 強光模式的控制指令；發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第四脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第四 脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制方法，還包括按鍵按下/彈起時，啟動 計時，若按鍵的穩(wěn)定時間達(dá)到計時時間預(yù)設(shè)值時，則按鍵按下/彈起有效，否則，按鍵的按 下/彈起無效。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制方法，還包括，燈具在關(guān)閉時，微處理器 進(jìn)入睡眠模式。 本發(fā)明還提供一種LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，包括電池電源、按鍵、微處理器、恒流IC、 LED，所述微處理器包括脈寬調(diào)制調(diào)光模塊，所述微處理器還包括對電池電源
電壓進(jìn)行采樣，并對所述采樣電源電壓值進(jìn)行濾波處理的電壓檢測模塊。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，所述微處理器還包括將所述進(jìn)
行處理后的采樣電源電壓值與電池滿電量進(jìn)行比較得到電池電量相對值的電量顯示模塊。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，所述微處理器還包括判斷按鍵
按下/彈起是否有效，并響應(yīng)有效按鍵對發(fā)光模式進(jìn)行切換的按鍵輸入模塊。 在本發(fā)明所述的LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，所述微處理器還包括燈具在斷
電時切斷電池向微處理器供電的睡眠節(jié)電模塊。 實施本發(fā)明的LED燈具的電池電源控制方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果燈具在 通電時，使用電壓檢測模塊實時檢測電池電源電壓，當(dāng)所檢測到的電源電壓低于預(yù)設(shè)的下 限值時，通過發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的脈寬調(diào)制信號來控制燈的發(fā)光，以提示使用者及時 充電，而不至于在電池電量耗光時使用者才去充電，從而延長了電池的壽命。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1是本發(fā)明LED燈具的電池電源控制方法實施例一的流程圖； 圖2是本發(fā)明LED燈具的電池電源控制方法實施例一的按鍵消抖處理流程圖； 圖3是本發(fā)明LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)實施例一的方框圖。
具體實施例方式
如圖1所示，在本發(fā)明提供的LED燈具的電池電源控制方法第一實施例中，硬件上 選擇了 ATMEL的AVR系列的TINY13來作為主控微處理器，在微處理器頻率選擇上，使用較 低的頻率，對4. 8MHz進(jìn)行8分頻，微處理器實際工作頻率是0. 6MHz，低頻率也會提高抗干擾 性。 首先，程序初始化后，通過睡眠節(jié)電模塊進(jìn)入睡眠模式，直到外部觸發(fā)喚醒，確認(rèn) 喚醒源并判斷是否是外部干擾觸發(fā)喚醒，如果是，則繼續(xù)進(jìn)入睡眠模式；如果否，則繼續(xù)判 斷是否為按鍵觸發(fā)喚醒，如果否，則繼續(xù)進(jìn)入睡眠模式；如果是，則進(jìn)入喚醒初始化，并啟動 看門狗，當(dāng)有任何異常導(dǎo)致軟件死機不響應(yīng)時，均會觸發(fā)看門狗復(fù)位，將軟件拉回到正常工 作狀態(tài)。 燈具通電后，微處理器由睡眠模式進(jìn)入工作模式。 在步驟SOl中，通過微處理器內(nèi)置或外接的模數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣電源電壓值，并 對所述采樣電源電壓值進(jìn)行處理，可采用濾波算法對電源電壓進(jìn)行多次采樣，對異常值進(jìn) 行剔除，再取其平均值，通過這樣的處理，可以有效地減小誤差，同時提高抗干擾能力；
在步驟S02中，判斷經(jīng)過處理后的采樣電源電壓值是否低于預(yù)設(shè)的下限值；
在步驟S03中，如果采樣電源電壓低于預(yù)設(shè)的下限值，則控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊 發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第一脈寬調(diào)制信號，第一脈寬調(diào)制信號的占空比可設(shè)為50%，頻 率設(shè)為1，共10個周期的信號，脈寬調(diào)制信號用于控制恒流IC，進(jìn)而驅(qū)動燈使其閃爍10次， 以提示用戶及時充電； 在步驟S04中，如果采樣電源電壓不低于預(yù)設(shè)的下限值，則進(jìn)入按鍵輸入模塊，按
5鍵輸入模塊對按鍵的按下/彈起進(jìn)行了消抖處理，即對按鍵按下/彈起時作了延時處理，延 時期內(nèi)不響應(yīng)按鍵，對按鍵彈起不作考慮，當(dāng)按鍵按下/彈起的穩(wěn)定時間達(dá)到預(yù)設(shè)值時，按 鍵的按下/彈起被認(rèn)為是有效的。外部干擾一般是脈寬較小的尖峰，通過對穩(wěn)定時間的控 制，可以將此類干擾消除，從而提高整個系統(tǒng)的抗干擾性； 在步驟S05中，判斷是否有長按鍵按下，長按鍵可定義為按鍵的按下時間大于2
秒； 在步驟S06中，若判斷有長按鍵按下，則進(jìn)入顯示電池電量模式，首先將進(jìn)行處理 后的采樣電源電壓值與電池滿電量的電壓比較，并得到電池電量相對滿電量的相對值，根 據(jù)電池電量的相對值控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第二脈寬調(diào)制信號， 脈寬調(diào)制信號用于控制恒流IC，進(jìn)而驅(qū)動LED燈，可通過設(shè)置第二脈寬調(diào)制信號的占空比 和頻率使其針對不同的電池電量發(fā)不同的光，例如，可設(shè)置滿電量時使其閃爍5次；4/5電 量時，閃爍4次；3/5電量時，閃爍3次，依次類推； 在步驟S07中，若判斷沒有長按鍵按下，則判斷是否有短按鍵按下，短按鍵可定義 為按鍵的按下時間小于2秒； 在步驟S08中，若判斷有短按鍵按下，則進(jìn)行發(fā)光模式切換，例如，由弱光模式切 換至強光模式，由強光模式切換至燈滅模式； 在步驟S09中，若判斷沒有短按鍵按下，或者切換模式完成，則判斷當(dāng)前發(fā)光模式 是否為弱光模式； 在步驟SIO中，若判斷當(dāng)前發(fā)光模式是弱光模式，則控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊發(fā)出 相應(yīng)的第三脈寬調(diào)制信號，脈寬調(diào)制信號用于控制恒流IC，進(jìn)而驅(qū)動LED燈，例如，可設(shè)置 第三脈寬調(diào)制信號的占空比為70X，使LED燈發(fā)出弱光； 在步驟Sll中，若當(dāng)前發(fā)光模式不是弱光模式，則判斷當(dāng)前發(fā)光模式是否為強光 模式； 在步驟S12中，若判斷當(dāng)前發(fā)光模式是強光模式，則控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊發(fā)出 相應(yīng)的第四脈寬調(diào)制信號，脈寬調(diào)制信號用于控制恒流IC，進(jìn)而驅(qū)動燈，例如，可設(shè)置第四 脈寬調(diào)制信號的占空比為100%，使燈發(fā)出強光。 在步驟S13中，若判斷當(dāng)前發(fā)光模式不是強光模式，則判斷當(dāng)前發(fā)光模式是否為 關(guān)機狀態(tài)； 若判斷當(dāng)前發(fā)光模式為關(guān)機狀態(tài)，則微處理器進(jìn)入睡眠狀態(tài)。 若判斷當(dāng)前發(fā)光模式為開機狀態(tài)，則轉(zhuǎn)步驟S01，進(jìn)入下一輪的循環(huán)。 圖2是本發(fā)明LED燈具的電池電源控制方法實施例一的按鍵消抖處理流程圖。首
先判斷按鍵是否按下，若是，則清彈起標(biāo)志，復(fù)位彈起計時，置按下標(biāo)志，啟動按下計時，判
斷計時期間是否有按鍵彈起，如果按鍵有彈起，則清按下標(biāo)志，置彈起標(biāo)志，則認(rèn)為按鍵是
干擾或抖動，按鍵按下視為無效；如果計時期間按鍵無彈起，則判斷穩(wěn)定時間是否達(dá)到計時
設(shè)定值，若是，則視按鍵按下有效，并置按鍵按下有效標(biāo)志。 按鍵彈起時的判斷與之類似，在此不作描述。 圖3是本發(fā)明LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)實施例一的方框圖，該系統(tǒng)包括
電池電源，為整個電路提供能源；
按鍵，用于控制LED發(fā)光模式的切換；
恒流IC，根據(jù)微處理器發(fā)出的脈寬調(diào)制信號直流驅(qū)動LED燈發(fā)光； LED,用于照明或通過有規(guī)律的閃爍警示電池電源低壓或顯示電量， 微處理器包括脈寬調(diào)制(Pulseiidth Modulation, P麗)調(diào)光模塊、電壓檢測模
塊、電量顯示模塊、按鍵輸入模塊、睡眠節(jié)電模塊，其中， 脈寬調(diào)制調(diào)光模塊，用于根據(jù)LED燈的發(fā)光模式發(fā)出一定占空比和頻率的脈寬調(diào) 制信號，所述脈寬調(diào)制信號控制恒流IC，從而驅(qū)動LED燈發(fā)出相應(yīng)模式的光；
電壓檢測模塊，用于對電池電源電壓進(jìn)行采樣，并對所述采樣電源電壓值進(jìn)行濾 波處理； 電量顯示模塊，用于對進(jìn)行處理后的采樣電源電壓值與電池滿電量進(jìn)行比較得到 電池電量相對值； 按鍵輸入模塊，用于判斷按鍵按下/彈起是否有效，并響應(yīng)有效按鍵；
睡眠節(jié)電模塊，用于燈具在斷電時切斷電池向微處理器供電。 燈具在斷電時，睡眠節(jié)電模塊切斷電池向微處理器供電，微處理器進(jìn)入睡眠模式， 直到外部觸發(fā)喚醒，如果確認(rèn)喚醒源是干擾或抖動，則繼續(xù)進(jìn)入睡眠模式，如果是按鍵觸發(fā) 喚醒，則進(jìn)行喚醒初始化，并啟動看門狗，燈具進(jìn)入工作模式。 電壓檢測模塊檢測電池電源電壓并進(jìn)行濾波處理，當(dāng)檢測到的電源電壓低于預(yù)設(shè) 的下限值時，控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的脈寬調(diào)制信號，所述脈寬調(diào) 制信號通過恒流IC驅(qū)動LED發(fā)出相應(yīng)的光，以提示使用者及時充電。 低壓報警完成后，繼續(xù)掃描按鍵輸入模塊，當(dāng)檢測到有長按鍵按下時，并且按鍵輸 入模塊判斷長按鍵有效，則進(jìn)入電量顯示模式，電量顯示模塊將進(jìn)行濾波處理后的電池電 源電壓與電池滿電量時的電壓相比較，得到相對滿電量電壓的相對值，并根據(jù)此相對值的 大小控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的脈寬調(diào)制信號，所述脈寬調(diào)制信號通 過恒流IC驅(qū)動LED發(fā)出不同的光，使用者根據(jù)LED所發(fā)的不同光辨別電池的電量。
當(dāng)檢測到有短按鍵按下時，并且按鍵輸入模塊判斷此短按鍵有效，則進(jìn)行發(fā)光模 式的切換，例如由當(dāng)前弱光模式切換至強光模式，由當(dāng)前強光模式切換至燈滅狀態(tài)。然后根 據(jù)當(dāng)前發(fā)光模式(例如弱光、強光)控制脈寬調(diào)制調(diào)光模塊發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的脈寬 調(diào)制信號，所述脈寬調(diào)制信號通過恒流IC驅(qū)動LED發(fā)出不同發(fā)光模式的光。如果為燈滅狀 態(tài)，則重新進(jìn)入睡眠模式。
權(quán)利要求
一種LED燈具的電池電源控制方法，其特征在于，燈具在通電時包括通過微處理器內(nèi)置或外接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣電源電壓值，并對所述采樣電源電壓值進(jìn)行濾波處理；如果處理后電源電壓值低于預(yù)設(shè)的下限值，則發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第一脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第一脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的電池電源控制方法，其特征在于，還包括 如果接收到來自按鍵進(jìn)入電量顯示模式的控制指令；將所述進(jìn)行處理后的采樣電源電壓值與電池滿電量的電壓比較，并得到電池電量相對 滿電量的相對值；根據(jù)所述相對值發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第二脈寬調(diào)制信號； LED燈根據(jù)所述第二脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的電池電源控制方法，其特征在于，還包括 如果接收來自按鍵進(jìn)入弱光模式的控制指令； 發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第三脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第三脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的電池電源控制方法，其特征在于，還包括 如果接收來自按鍵進(jìn)入強光模式的控制指令； 發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的第四脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)所述第四脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的LED燈具的電池電源控制方法，其特征在于，還包括按鍵按下/彈起時，啟動計時，若按鍵的穩(wěn)定時間達(dá)到計時時間預(yù)設(shè)值時，則按鍵按下 /彈起有效，否則，按鍵的按下/彈起無效。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的LED燈具的電池電源控制方法，其特征在于，還包括燈具在關(guān) 閉時，微處理器進(jìn)入睡眠模式。
7. —種LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，包括電池電源、按鍵、微處理器、恒流IC、LED，所 述微處理器包括脈寬調(diào)制調(diào)光模塊，其特征在于，所述微處理器還包括對電池電源電壓進(jìn)行采樣，并對所述采樣電源電壓值進(jìn)行濾波處理的電壓檢測模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器還 包括將所述進(jìn)行處理后的采樣電源電壓值與電池滿電量電壓進(jìn)行比較得到電池電量相對 值的電量顯示模塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器還 包括判斷按鍵按下/彈起是否有效，并響應(yīng)有效按鍵、對發(fā)光模式進(jìn)行切換的按鍵輸入模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈具的電池電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器 還包括燈具在斷電時切斷電池向微處理器供電的睡眠節(jié)電模塊c
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED燈具的電池電源控制方法及系統(tǒng)，該方法包括通過微處理器內(nèi)置或外接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣電源電壓值，并對采樣電源電壓值進(jìn)行濾波處理；如果處理后電源電壓值低于預(yù)設(shè)的下限值，發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的脈寬調(diào)制信號；LED燈根據(jù)脈寬調(diào)制信號發(fā)出相應(yīng)的光。該系統(tǒng)中包括對電池電源電壓進(jìn)行采樣，并對所述采樣電源電壓值進(jìn)行濾波處理的電壓檢測模塊。燈具在通電時，使用電壓檢測模塊實時檢測電池電源電壓，當(dāng)所檢測到的電源電壓低于預(yù)設(shè)值時，通過發(fā)出相應(yīng)占空比和頻率的脈寬調(diào)制信號來控制LED燈發(fā)出相應(yīng)的光，以提示使用者及時充電，而不至于在電池電量耗光時使用者才去充電，從而延長了電池的壽命。
文檔編號H05B37/02GK101707827SQ200910107070
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者周明杰, 廖啟博, 王之孟 申請人: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