CN110113842A - 环境光感应控制灯具开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种环境光感应控制灯具开关电路，本申请通过单片机U2内部程序控制单片机U2的PA3 6脚输出PWM波形驱动灯具输出回路上的MOS管Q1快速通断，实现灯具光线的断续输出，从而与外界稳定的环境光做出区分。单片机U2通过外接的光敏二极管D5检测外界光线的变化，如果光线是断续的，则表明是灯具自身发出的光，单片机U2不动作，如果检测到光线是连续的，则表明是外界环境光变化，单片机U2根据设定好的程序执行相应的动作。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境光感应控制灯具开关电路。
背景技术
随着智能化的普及，无人执守的照明设备已经越来越多的应用于日常生活工作当中。灯具自身为根据所处环境的变化自动开关，以达到节能环保的目的。然而，由于灯具结构限制，不得不将光敏感应探头与LED置于同一空腔内，由此带一个问题就是，光敏感应探头无法将环境光与LED所发出的光线做出有效的区分。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种环境光感应控制灯具开关电路。
根据本发明的一个方面，提供了一种环境光感应控制灯具开关电路，该电路包括：
保险电阻F1、整流桥D1，其中，市电的L线连接所述保险电阻F1的一端，所述保险电阻F1的另一端连接所述整流桥D1的一个输入端，市电的N线连接所述整流桥D1的另一个输入端；
电阻R2、电阻R3、电源芯片U1和电容C4，其中，所述整流桥D1的正向输出端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接至所述电源芯片U1的4脚VCC和电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接至整流桥D1的负极端和所述电源芯片U1的8脚GND；
二极管D2、电解电容C1、电阻R1、电感T1、MOS管Q1、电容C2、电阻R8，其中，所述整流桥D1的正向输出端分别与所述二极管D2的负极、电解电容C1的正极、电阻R1的一端连接在一起作为电源的正极输出端，所述连接在一起的电源的正极输出接负载LED的正极；所述二极管D2的正极连接所述电感T1的一端和所述电源芯片U1的5脚和6脚；所述电感T1的另一端分别连接所述电解电容C1的负极、电阻R1的另一端和MOS管Q1的源极；所述MOS管Q1的漏极作为电源的负极输出端，连接所述负载LED的负极；所述电容C2的一端连接MOS管Q1的源极，所述电容C2的另一端连接至地GND；所述电源芯片U1的3脚连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接地GND；
电阻R4、三极管Q3、电阻R7、单片机U2、稳压管D4、二极管D3、三端稳压器芯片Q2，其中，所述电阻R4的一端连接至所述整流桥D1的正极输出端，所述电阻R4的另一端连接至三极管Q3的集电极和电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接至单片机U2的8脚GND；三极管Q3的基极连接至稳压管D4的负极，所述稳压管D4的正极连接至单片机U2的8脚GND；所述三极管Q3的发射极连接至二极管D3的正极，所述二极管D3的正极连接至电容C3的一端和三端稳压器芯片Q2的输入端3脚，所述电容C3的另一端连接至所述单片机U2的8脚GND；所述三端稳压器芯片Q2的1脚GND连接至所述单片机U2的8脚GND；所述三端稳压器芯片Q2的输出端2脚连接至电容C5的一端和所述单片机U2的1脚VDD，所述单片机U2的8脚GND连接至所述电解电容C1的负极；
电阻R5、电阻R6、光敏二极管D5，其中，所述单片机U2的1脚连VDD接至电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接至单片机U2的7脚PA4和光敏二极管D5的正极，光敏二极管D5的负极连接至单片机U2的8脚GND；单片机U2的6脚PA3连接至所述电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接至MOS管Q1的栅极。
进一步的，上述电路中，从所述整流桥D1输出的直流电，通过所述电阻R2、电阻R3限流降压后产生低压直流，再通过电容C4滤波产生纯净的低压直流电给所述电源芯片U1供电。
进一步的，上述电路中，所述电源芯片U1的5脚和6脚相同，所述电源芯片U1的5脚和6脚共同作为第一开关的一端，所述电源芯片的3脚作为所述第一开关的另一端，所述第一开关的两端之间在所述电源芯片U1内部快速开关，使整流后的直流电断续的经过负载LED和电感T1，电源芯片U1通过检测电阻R8的电压来调整输出的PWM波形。
进一步的，上述电路中，所述电解电容C1把断续的直流电滤波成纯净的直流电供所述负载LED工作使用，所述电阻R1为假负载，在负载LED开路时，放掉所述电解电容C1上的电压，以免产生危险；所述电容C2用于隔离所述第一开关的两端之间在所述电源芯片U1内部快速开关时的尖峰电压以保护器件不受损伤。
进一步的，上述电路中，所述电阻R4和R7把整流桥D1后的高压直流，降压后供给三极管Q3，三极管Q3通过稳压管D4的稳压作用产生稳定的直流电压，通过三端稳压器芯片Q2的3脚输入端的电压输入，在三端稳压器芯片Q2的输出端2脚产生一个稳定的直流电压输出，再经过电容C5滤波后供给单片机U2使用。
进一步的，上述电路中，当所述光敏二极管D5感受到外界环境光强后，光敏二极管D5导通，单片机U2的7脚PA4电压被拉低，单片机U2的6脚PA3电压变低，使MOS管Q1关断，则负载LED熄灭；
当光敏二极管D5感受到外界环境光变弱后，单片机U2的6脚PA3控制输出PWM波形，使MOS管Q1断续导通，则负载LED断续点亮。
进一步的，上述电路中，所述单片机U2的6脚PA3输出PWM波形的周期为10mS。
与现有技术相比，本申请通过单片机U2内部程序控制单片机U2的PA36脚输出PWM波形驱动灯具输出回路上的MOS管Q1快速通断，实现灯具光线的断续输出，从而与外界稳定的环境光做出区分。
另外，单片机U2通过外接的光敏二极管D5检测外界光线的变化，如果光线是断续的，则表明是灯具自身发出的光，单片机U2不动作，如果检测到光线是连续的，则表明是外界环境光变化，单片机U2根据设定好的程序执行相应的动作。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出本发明一实施例的环境光感应控制灯具开关电路图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供一种环境光感应控制灯具开关电路，包括：
保险电阻F1、整流桥D1，其中，市电的L线连接所述保险电阻F1的一端，所述保险电阻F1的另一端连接所述整流桥D1的一个输入端，市电的N线连接所述整流桥D1的另一个输入端；
在此，保险电阻F1起保护作用，防止短路风险发生，通过整流桥D1把交流电转换为直流电。
电阻R2、电阻R3、电源芯片U1和电容C4，其中，所述整流桥D1的正向输出端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接至所述电源芯片U1的4脚VCC和电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接至整流桥D1的负极端和所述电源芯片U1的8脚GND；
优选的，从所述整流桥D1输出的直流电，通过所述电阻R2、电阻R3限流降压后产生低压直流，再通过电容C4滤波产生较为纯净的低压直流电给所述电源芯片U1供电，维持电源芯片U1正常工作；
所述电源芯片U1可以采用士兰微公司生产的型号为SD6702S的芯片；
二极管D2、电解电容C1、电阻R1、电感T1、MOS管Q1、电容C2、电阻R8，其中，所述整流桥D1的正向输出端分别与所述二极管D2的负极、电解电容C1的正极、电阻R1的一端连接在一起作为电源的正极输出端，所述连接在一起的电源的正极输出接负载LED的正极；所述二极管D2的正极连接所述电感T1的一端和所述电源芯片U1的5脚和6脚；所述电感T1的另一端分别连接所述电解电容C1的负极、电阻R1的另一端和MOS管Q1的源极；所述MOS管Q1的漏极作为电源的负极输出端，连接所述负载LED的负极；所述电容C2的一端连接MOS管Q1的源极，所述电容C2的另一端连接至地GND；所述电源芯片U1的的3脚连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接地GND；
优选地，所述电源芯片U1的5脚和6脚是相同的，所述电源芯片U1的5脚和6脚共同作为第一开关的一端，所述电源芯片的3脚作为所述第一开关的另一端，所述第一开关的两端之间在所述电源芯片U1内部快速开关，使整流后的直流电断续的经过负载LED和电感T1，电源芯片U1通过检测电阻R8的电压来判断是否需要调整开关的PWM波形，以达到恒流输出的目的；所述二极管D2起到续流的作用，所述电解电容C1把断续的直流电滤波成较为纯净的直流电供所述负载LED工作使用，电阻R1为假负载，在负载LED开路时，可以快速的放掉所述电解电容C1上的电压，以免产生危险；所述电容C2可以有效的隔离所述第一开关的两端之间在所述电源芯片U1内部快速开关时的尖峰电压以保护器件不受损伤；
电阻R4、三极管Q3、电阻R7、单片机U2、稳压管D4、二极管D3、三端稳压器芯片Q2，其中，所述电阻R4的一端连接至所述整流桥D1的正极输出端，所述电阻R4的另一端连接至三极管Q3的集电极和电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接至单片机U2的8脚GND；三极管Q3的基极连接至稳压管D4的负极，所述稳压管D4的正极连接至单片机U2的8脚GND；所述三极管Q3的发射极连接至二极管D3的正极，所述二极管D3的正极连接至电容C3的一端和三端稳压器芯片Q2的输入端3脚，所述电容C3的另一端连接至所述单片机U2的8脚GND；所述三端稳压器芯片Q2的1脚GND连接至所述单片机U2的8脚GND；所述三端稳压器芯片Q2的输出端2脚连接至电容C5的一端和所述单片机U2的1脚VDD，所述单片机U2的8脚GND连接至所述电解电容C1的负极；
优选地，所述电阻R4和R7把整流桥D1后的高压直流，降压后供给三极管Q3，三极管Q3通过稳压管D4的稳压作用产生较为稳定的直流电压，所述二极管D3防止电流倒流，电容C3起到滤波稳压的作用，芯片Q2为三端稳压器，通过三端稳压器芯片Q2的3脚输入端的电压输入，会在三端稳压器芯片Q2的输出端2脚产生一个非常稳定的直流电压输出，再经过电容C5滤波后供给单片机U2使用。
所述单片机U2可以采用深圳市力生美公司的型号为XY152的单片机。
电阻R5、电阻R6、光敏二极管D5，其中，所述单片机U2的1脚VDD连接至电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接至单片机U2的7脚PA4和光敏二极管D5的正极，光敏二极管D5的负极连接至单片机U2的8脚GND；单片机U2的6脚PA3连接至所述电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接至MOS管Q1的栅极；
优选地，当光敏二极管D5感受到外界环境光强后，光敏二极管D5导通，单片机U2的7脚PA4电压被拉低，通过单片机U2内部程序控制单片机U2的6脚PA3电压变低，使MOS管Q1关断，则负载LED熄灭；
当光敏二极管D5感受到外界环境光变弱后，通过单片机U2内部程序控制单片机U2的PA3 6脚输出PWM波形，使MOS管Q1断续导通，则负载LED断续点亮，由于人眼的视觉停留效应，控制好导通频率，则人眼是感受不到负载LED是断续点亮的。从而把环境光和LED所发出的光做了区分，让单片机可以区分开环境光和LED自身所发出的光。避免干扰和误判。
在此，本申请通过单片机U2内部程序控制单片机U2的PA3 6脚输出PWM波形驱动灯具输出回路上的MOS管Q1快速通断，实现灯具光线的断续输出，从而与外界稳定的环境光做出区分。
另外，单片机U2通过外接的光敏二极管D5检测外界光线的变化，如果光线是断续的，则表明是灯具自身发出的光，单片机U2不动作，如果检测到光线是连续的，则表明是外界环境光变化，单片机U2根据设定好的程序执行相应的动作。
为了使人眼感觉不到灯具的光线是断续输出的，可以控制PWM波形的周期在100mS以内，因为人眼有视觉停留时间大概是0.1S，为确保人眼感知不到光线的断续，一般设定PWM波形的周期在10mS左右。时间也不能太短，时间太短单片机的检测准确性会下降。
一具体实施例中，本申请提供一款安装有上述环境光感应控制灯具开关电路的门牌灯，可以感知环境光的亮暗，自动关或者开。当环境光亮时，灯具自动关闭处于待机状态，当环境光暗时，灯具自动开启点亮，开始工作。由于光敏探头内置于灯具内部，使得灯具一体感更好，更美观，并且可以很方便的实现更高的IP等级。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (7)
1.一种环境光感应控制灯具开关电路，其中，该电路包括：
保险电阻F1、整流桥D1，其中，市电的L线连接所述保险电阻F1的一端，所述保险电阻F1的另一端连接所述整流桥D1的一个输入端，市电的N线连接所述整流桥D1的另一个输入端；
电阻R2、电阻R3、电源芯片U1和电容C4，其中，所述整流桥D1的正向输出端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接至所述电源芯片U1的4脚VCC和电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接至整流桥D1的负极端和所述电源芯片U1的8脚GND；
二极管D2、电解电容C1、电阻R1、电感T1、MOS管Q1、电容C2、电阻R8，其中，所述整流桥D1的正向输出端分别与所述二极管D2的负极、电解电容C1的正极、电阻R1的一端连接在一起作为电源的正极输出端，所述连接在一起的电源的正极输出接负载负载LED的正极；所述二极管D2的正极连接所述电感T1的一端和所述电源芯片U1的5脚和6脚；所述电感T1的另一端分别连接所述电解电容C1的负极、电阻R1的另一端和MOS管Q1的源极；所述MOS管Q1的漏极作为电源的负极输出端，连接所述负载LED的负极；所述电容C2的一端连接MOS管Q1的源极，所述电容C2的另一端连接至地GND；所述电源芯片U1的的3脚连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接地GND；
电阻R4、三极管Q3、电阻R7、单片机U2、稳压管D4、二极管D3、三端稳压器芯片Q2，其中，所述电阻R4的一端连接至所述整流桥D1的正极输出端，所述电阻R4的另一端连接至三极管Q3的集电极和电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接至单片机U2的8脚GND；三极管Q3的基极连接至稳压管D4的负极，所述稳压管D4的正极连接至单片机U2的8脚GND；所述三极管Q3的发射极连接至二极管D3的正极，所述二极管D3的正极连接至电容C3的一端和三端稳压器芯片Q2的输入端3脚，所述电容C3的另一端连接至所述单片机U2的8脚GND；所述三端稳压器芯片Q2的1脚GND连接至所述单片机U2的8脚GND；所述三端稳压器芯片Q2的输出端2脚连接至电容C5的一端和所述单片机U2的1脚VDD，所述单片机U2的8脚GND连接至所述电解电容C1的负极；
电阻R5、电阻R6、光敏二极管D5，其中，所述单片机U2的1脚连VDD接至电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接至单片机U2的7脚PA4和光敏二极管D5的正极，光敏二极管D5的负极连接至单片机U2的8脚GND；单片机U2的6脚PA3连接至所述电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接至MOS管Q1的栅极。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，从所述整流桥D1输出的直流电，通过所述电阻R2、电阻R3限流降压后产生低压直流，再通过电容C4滤波产生纯净的低压直流电给所述电源芯片U1供电。
3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电源芯片U1的5脚和6脚相同，所述电源芯片U1的5脚和6脚共同作为第一开关的一端，所述电源芯片的3脚作为所述第一开关的另一端，所述第一开关的两端之间在所述电源芯片U1内部快速开关，使整流后的直流电断续的经过负载LED和电感T1，电源芯片U1通过检测电阻R8的电压来调整输出的PWM波形。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电解电容C1把断续的直流电滤波成纯净的直流电供所述负载LED工作使用，所述电阻R1为假负载，在负载LED开路时，放掉所述电解电容C1上的电压，以免产生危险；所述电容C2用于隔离所述第一开关的两端之间在所述电源芯片U1内部快速开关时的尖峰电压以保护器件不受损伤。
5.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电阻R4和R7把整流桥D1后的高压直流，降压后供给三极管Q3，三极管Q3通过稳压管D4的稳压作用产生稳定的直流电压，通过三端稳压器芯片Q2的3脚输入端的电压输入，在三端稳压器芯片Q2的输出端2脚产生一个稳定的直流电压输出，再经过电容C5滤波后供给单片机U2使用。
6.根据权利要求1所述的电路，其中，当所述光敏二极管D5感受到外界环境光强后，光敏二极管D5导通，单片机U2的7脚PA4电压被拉低，单片机U2的6脚PA3电压变低，使MOS管Q1关断，则负载LED熄灭；
当光敏二极管D5感受到外界环境光变弱后，单片机U2的6脚PA3控制输出PWM波形，使MOS管Q1断续导通，则负载LED断续点亮。
7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述单片机U2的6脚PA3输出PWM波形的周期为10mS。
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