一種多功能led臺燈驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置，該裝置包括LED光源和蓄電池，其特征在于，還包括電池電量檢測電路、單片機控制器、LED恒流驅(qū)動電路、供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路、LED電源切換控制電路、USB輸出控制電路和USB充電接口，由于該裝置采用了雙供電方式驅(qū)動，滿足了大多數(shù)場合的照明需要，同時還為用戶提供了外接USB設備充電功能，并且該裝置可根據(jù)負載運行情況對供電輸出進行控制從而減少能源消耗，提高了設備的可靠性的同時，大大方便了各類用戶的使用。
【專利說明】—種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及照明【技術領域】，具體涉及一種獨立使用的照明裝置。
【背景技術】
[0002]隨著半導體照明技術的發(fā)展，LED作為高效節(jié)能的光源越來越多的應用到日常生活。目前現(xiàn)有技術所提供的LED臺燈大多都僅采用市電供電的方式，其結構雖然簡單，但是在使用場所停電之后則無法繼續(xù)提供照明；雖然市場亦有帶電池供電的雙供電方式的LED臺燈，但此類LED臺燈功能還是過于單一，無法給用戶身邊的一些掌上電子信息設備進行充電，而且上述臺燈皆不具有根據(jù)負載運行情況對供電輸出進行控制從而減少能源消耗的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術之不足，本實用新型提供了一種結構簡單，功能多樣的LED臺燈驅(qū)動裝置，該裝置采用雙供電方式供電，并還具有USB外接設備充電功能，使用極為方便。
[0004]本實用新型解決上述問題的技術方案如下:
[0005]一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置，該裝置包括LED光源和蓄電池，其特征在于，還包括電池電量檢測電路、單片機控制器、LED恒流驅(qū)動電路、供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路、LED電源切換控制電路、USB輸出控制電路和USB充電接口，其中，
[0006]所述的單片機控制器由單片機及其外圍電路組成的單片機最小系統(tǒng)；
[0007]所述的電池電量檢測電路由電池電壓采集電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成，其中，電池電壓采集電路將所采集到的蓄電池的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后送至所述的單片機；
[0008]所述的LED恒流驅(qū)動電路為一數(shù)字控制的LED恒流驅(qū)動電源，該電源的輸出端跨接于LED光源的陽極和陰極上，控制端與所述單片機的I/O 口連接；
[0009]所述的供電驅(qū)動電路由AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路、第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路組成，其中，AC/DC穩(wěn)壓電路的交流輸入端與市電連接，輸出端分別連接第一DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸入端、第二DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸入端、USB電源切換控制電路的控制端和LED電源切換控制電路的控制端；電池充電電路為一帶過流過壓保護的充電管理電路，該電路的輸出端跨接在蓄電池的正負極上；第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路具有兩路輸出，一路經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口，另一路連接至電池充電電路的輸入端；第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸出端經(jīng)LED恒流驅(qū)動電路與LED光源連接；DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸入端跨接于蓄電池的正負極上；
[0010]所述的USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路均為電子開關電路，其中，USB電源切換控制電路的輸入端與DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，輸出端經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口，LED電源切換控制電路的輸入端跨接在蓄電池的正負極上，輸出端與LED恒流驅(qū)動電路的輸入端連接；
[0011]所述的USB輸出控制電路由USB過載保護控制芯片及其外圍的檢測控制電路組成，其中，外圍檢測控制電路由與USB充電接口串聯(lián)的采樣電阻和電子開關組成，其中采樣電阻所采集到USB充電接口的電壓信號送至USB過載保護控制芯片的檢測端，USB過載保護控制芯片控制電子開關的導通和關斷。
[0012]為了能讓用戶觀察蓄電池的剩余電量，以便于擬訂工作計劃，本實用新型所述的一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置還包括顯示所述蓄電池電壓的電池電量顯示電路,該電路由若干只不同顏色的發(fā)光二極管組成，每一只發(fā)光二極管串設所述單片機的一 I/O 口上。
[0013]本實用新型所述的一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置的工作原理如下:
[0014]當市電接入時，該裝置即通過AC/DC穩(wěn)壓電路將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電壓，并通過第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路分別為外接USB設備和LED光源提供電源；同時，第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路通過電池充電電路為蓄電池充電。此時，由于市電的輸入，USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路均截止，蓄電池不再為外接USB設備和LED光源提供電力，用戶可通過單片機控制器控制LED光源的工作狀態(tài)；當市電斷開后，如用戶想繼續(xù)使用該臺燈，則USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路均導通，由蓄電池分別為外接USB設備和LED光源提供電力;USB過載保護控制芯片用于檢測USB充電接口的輸出電流，當臺燈外接的USB設備過多或發(fā)生異常導致USB接口輸出過載，USB過載保護控制芯片即控制電子開關關斷，從而保護裝置不因過載而損壞。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，由于本實用新型采用了雙供電方式驅(qū)動，滿足了大多數(shù)場合的照明需要，同時還為用戶提供了外接USB設備充電功能，并且該裝置可根據(jù)負載運行情況對供電輸出進行控制從而減少能源消耗，提高了設備的可靠性的同時，大大方便了各類用戶的使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型所述一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置的電路原理框圖。
[0017]圖2?圖10為本實用新型所述多功能LED臺燈驅(qū)動裝置的一個具體實施例的電路原理圖，其中，圖2為單片機控制器、電池電量檢測電路和電池電量顯示電路的電路原理圖；圖3為LED恒流驅(qū)動電路的電路原理圖；圖4?圖8分別為供電驅(qū)動電路中的AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路、第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的電路原理圖；圖9為USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路的電路原理圖；圖10為USB輸出控制電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1，本例為一個采用額定電壓為3.7V的鋰電池組和市電雙電源為一顆大功率LED光源供電，并且能夠為兩個5V的USB外接設備充電的多功能LED臺燈驅(qū)動裝置。該裝置由電池電量檢測電路、單片機控制器、電池電量顯示電路、LED恒流驅(qū)動電路、供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路、LED電源切換控制電路、USB輸出控制電路和并聯(lián)的兩個USB充電接口組成。
[0019]參見圖2，所述的單片機控制器由一顆內(nèi)置高速A/D轉(zhuǎn)換器的型號為STC12C5201AD的51系列單片機芯片Ul及其外圍振蕩電路組成的單片機最小系統(tǒng)及按鍵組成，按鍵由跨接于5V直流電源VDD與直流地之間的按鍵開關SI和電阻Rlll串聯(lián)組成，按鍵的節(jié)點KEYA與單片機Ul的P3.3 口連接；由于單片機工作電壓高于鋰電池電壓，因此所述的電池電量檢測電路中的電池電壓采集電路省略,鋰電池的正極直接連接至單片機帶A/D轉(zhuǎn)換功能的I/O 口 Pl.7，電池電量顯示電路由3只紅、藍、綠發(fā)光二極管LEDl?LED3及相應的限流電阻Rl?R3組成，3只發(fā)光二極管LEDl?LED3共陽極連接，3只發(fā)光二極管LEDl?LED3的陰極分別經(jīng)限流電阻Rl?R3連接至單片機的I/O 口 Pl.2，Pl.1和Pl.0，單片機采集鋰電池電壓后，根據(jù)電池電壓分別點亮不同顏色的發(fā)光二極管。
[0020]參見圖3，所述的LED恒流驅(qū)動電路為一數(shù)字PWM脈沖恒流驅(qū)動電源電路，該電源由功率三極管Q3、場效應管Q4?Q5、能夠輸出3.3V直流電壓的型號為AMS1117的三端線型穩(wěn)壓器U3及外圍電阻電容組成，場效應管Q4?Q5呈并聯(lián)的冗余結構，場效應管Q4?Q5的門極分別與單片機Ul的I/O 口 Pl.5和Pl.6連接，源極分別經(jīng)電阻R9和RlO連接至功率三極管Q3的基極，漏極與三端穩(wěn)壓器U3的輸出端連接，三端穩(wěn)壓器U3的輸入端連接至5V直流電源VDD，LED光源LED4跨接于功率三極管Q3的集電極與第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的直流輸出端之間。
[0021]參見圖4，所述的AC/DC穩(wěn)壓電路為一能夠輸出+12V的型號為BRAW12-220S10的高度集成的AC/DC電源模塊，其輸入端與市電連接，+12V直流輸出端分別連接第一DC/DC降壓穩(wěn)壓電路、第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路以及USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路的控制端。
[0022]參見圖5，所述的電池充電電路為一型號為TP4055的電池充電控制芯片U5及其外圍電路組成的鋰電池充電管理電路，該電路的直流輸入端與第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的直流輸出端連接，充電輸出端連接至鋰電池BTI的正負極。
[0023]參見圖6和圖7，所述的第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路均為一型號為MP2307的DC/DC單片同步可調(diào)降壓穩(wěn)壓芯片U6、U4及其外圍電路組成的BUCK型降壓電路，其中，第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸出電壓為5V，第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路輸出電壓為3.7V，兩個DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸出端分別連接至USB輸出控制電路和LED恒流驅(qū)動電路。
[0024]參見圖8，所述的DC/DC升壓穩(wěn)壓電路為一型號為FP6293的恒流模式DC/DC單片升壓穩(wěn)壓芯片U7及其外圍電路組成的BOOST型升壓電路，其電壓輸入端與鋰電池BTl連接，其電壓輸出端與USB電源切換控制電路的輸入端連接。
[0025]參見圖9，USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路分別由PNP型功率三極管Q6、Q7，防倒灌二極管D2、Dl以及外圍分壓電阻R12、R17和R13、R18組成，其中，功率三極管Q6、Q7的集電極分別連接至第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的5V輸出端和第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的3.7V輸出端，發(fā)射極分別與二極管D2、D1的陰極連接，二極管D2、D1的陽極連接至DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的電壓輸出端和鋰電池BTl，分壓電阻Rl2和Rl3為上分壓臂，分壓電阻R17、R18為下分壓臂，兩組分壓臂均跨接于+12V電源的輸出端，兩個分壓點分別與功率三極管Q6、Q7的基極連接。當市電供電時，AC/DC電源模塊輸出+12V電壓，使得PNP型功率三極管Q6、Q7截止，由市電通過AC/DC電源模塊、第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和第二DC/DC降壓穩(wěn)壓電路分別為外接USB設備和LED光源供電，當市電斷開后，PNP型功率三極管Q6、Q7導通，由鋰電池BTI為LED光源供電，同時鋰電池BTI通過DC/DC升壓穩(wěn)壓電路為外接USB設備供電。[0026]參見圖10，USB輸出控制電路由一型號為DWOl的USB過載保護控制芯片U2及其外圍的檢測控制電路組成，其中所述外圍檢測控制電路由依次與USB充電接口串聯(lián)的采樣電阻R6和電子開關組成。上述外圍檢測控制電路中，電子開關由一對源極與漏極反向串聯(lián)的N溝道場效應管Ql和Q2以及分別反向并聯(lián)Q1、Q2源極一漏極上的兩只二極管D8、D9組成，由于N溝道場效應管Ql反向串聯(lián)于USB供電回路中，因此在USB充電接口接入USB設備時，二極管D8和N溝道場效應管Q2導通，芯片U2的過流檢測引腳CS經(jīng)電阻R5檢測電阻R6的端電壓，當電阻R6的端電壓過高時，即USB充電接口過載時，芯片U2控制N溝道場效應管Q2關斷，從而起到過載保護的目的。
【權利要求】
1.一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置，該裝置包括LED光源和蓄電池，其特征在于，還包括電池電量檢測電路、單片機控制器、LED恒流驅(qū)動電路、供電驅(qū)動電路、USB電源切換控制電路、LED電源切換控制電路、USB輸出控制電路和USB充電接口，其中， 所述的單片機控制器由單片機及其外圍振蕩電路、輸入電路組成的單片機最小系統(tǒng)；所述的電池電量檢測電路由電池電壓采集電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成，其中，電池電壓采集電路將所采集到的蓄電池的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后送至所述的單片機；所述的LED恒流驅(qū)動電路為一數(shù)字控制的LED恒流驅(qū)動電源，該電源的輸出端跨接于LED光源的陽極和陰極上，控制端與所述單片機的I/O 口連接； 所述的供電驅(qū)動電路由AC/DC穩(wěn)壓電路、電池充電電路、第一 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路、第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路和DC/DC升壓穩(wěn)壓電路組成，其中，AC/DC穩(wěn)壓電路的交流輸入端與市電連接，輸出端分別連接第一DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸入端、第二DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸入端、USB電源切換控制電路的控制端和LED電源切換控制電路的控制端；電池充電電路為一帶過流過壓保護的充電管理電路，該電路的輸出端跨接在蓄電池的正負極上；第一DC/DC降壓穩(wěn)壓電路具有兩路輸出，一路經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口，另一路連接至電池充電電路的輸入端；第二 DC/DC降壓穩(wěn)壓電路的輸出端經(jīng)LED恒流驅(qū)動電路與LED光源連接；DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸入端跨接于蓄電池的正負極上； 所述的USB電源切換控制電路和LED電源切換控制電路均為電子開關電路，其中，USB電源切換控制電路的輸入端與DC/DC升壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，輸出端經(jīng)USB輸出控制電路連接至USB充電接口，LED電源切換控制電路的輸入端跨接在蓄電池的正負極上，輸出端與LED恒流驅(qū)動電路的輸入端連接； 所述的USB輸出控制電路由USB過載保護控制芯片及其外圍的檢測控制電路組成，其中，外圍檢測控制電路由與USB充電接口串聯(lián)的采樣電阻和電子開關組成，其中采樣電阻所采集到USB充電接口的電壓信號送至USB過載保護控制芯片的檢測端，USB過載保護控制芯片控制電子開關的導通和關斷。
2.如權利要求1所述的一種多功能LED臺燈驅(qū)動裝置，其特征在于，它還包括顯示所述蓄電池電壓的電池電量顯示電路，該電路由若干只不同顏色的發(fā)光二極管組成，每一只發(fā)光二極管串設所述單片機的一 I/O 口上。
【文檔編號】H05B37/02GK203523100SQ201320617626
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權日:2013年10月8日
【發(fā)明者】古鵬, 陳耀華, 王遠凡, 謝冬青 申請人:廣州大學