一種節能燈箱控制電路及節能燈箱的製作方法

2023-12-11 07:12:07

專利名稱：一種節能燈箱控制電路及節能燈箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣領域，更具體地說，涉及一種節能燈箱控制電路及節能燈箱。
背景技術：
燈箱是媒體廣告的一種形式，雖然它不如動態廣告那樣受人關注，但由於製作成本低廉，面積可大可小，使用安全方便等特點使它仍然得到了廣泛的應用。燈箱按照光源類型的不同，可分為較早期的日光燈管，和後來使用的EEFL(外置電極螢光燈管)以及近年逐步興起的LED(發光二極體)光源的燈箱。由於LED具有發光效率高，壽命長，節能環保和便於實現亮度控制等特點，使它能後來居上，大有取代傳統光源的發展勢頭。然而，傳統燈箱的背光不具備亮度自適應調整功能。當環境很亮時，也沒有自動關機功能，所以會白白消耗許多電能。當光源因日久使用而產生嚴重光衰時，也不能對其進行亮度補償，至使燈箱壽命及效果大打折扣。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有燈箱的背光不具備亮度自適應調整功能而浪費電能的缺陷，提供一種節能燈箱。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造節能燈箱控制電路，包括用於產生PWM脈衝信號的PWM脈衝形成模塊，以及由所述PWM脈衝信號控制以驅動LED工作的LED恆流驅動模塊；還包括自適應調光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應調光模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於感應環境光強並發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的調光電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述節能燈箱控制電路還包括 光控開關模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於在感應的環境光強高於預設光強值時發送用於關斷所述PWM脈衝信號輸出的光控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述節能燈箱控制電路還包括 聲控開關模塊，包括聲音採集器件，所述聲控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於在感應的環境聲強高於聲控啟動預設值時發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的聲控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述節能燈箱控制電路還包括 光衰補償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補償模塊用於根據所述滑動電阻器R6的阻值變化來調節所述自適應調光模塊產生的調光電壓信號大小。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述節能燈箱控制電路還包括 開關電源模塊，所述開關電源模塊的輸入端與交流市電連接，輸出端產生直流工作電壓給所述PWM脈衝形成模塊、LED恆流驅動模塊、自適應調光模塊、光控開關模塊和聲控開關模塊。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述自適應調光模塊至少包括第一光敏器件、電阻R4、電阻R3和滑動電阻器R6，所述電阻R4和滑動電阻器R6串聯在直流工作電壓與地之間，所述第一光敏器件和電阻R3串聯後並聯在滑動電阻器R6兩端，通過共同分壓在電阻R4和滑動電阻器R6之間的節點產生調光電壓信號輸出。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述PWM脈衝形成模塊至少包括開關管Q2和雙運放IC2，所述開關管Q2的基極連接至自適應調光模塊的輸出端，且所述開關管Q2的集電極接直流工作電壓，發射極通過電阻R5接地；電阻R7和電阻R8串聯在直流工作電壓與地之間進行分壓，且所述雙運放IC2的第一運放正向輸入端(第3腳)連接至所述電阻R7和電阻R8之間的節點，所述第一運放反向輸入端(第2腳)通過電阻RlO連接至第一運放輸出端(第1腳)，所述第一運放輸出端(第1腳)通過電阻R9連接至所述第一運放正向輸入端(第3腳)，所述第一運放反向輸入端(第2腳)還通過電容C4接地， 所述第一運放反向輸入端(第2腳)連接至所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5 腳)，所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)連接至所述開關管Q2的發射極，且第二運放輸出端(第7腳)作為所述PWM脈衝形成模塊輸出端輸出PWM脈衝信號。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述光控開關電路至少包括第二光敏器件、施密特觸發器ICl和開關管Ql，且所述第二光敏器件、滑動電阻器R2和電阻Rl 串聯在直流工作電壓與地之間進行分壓，並通過滑動電阻器R2和電阻Rl之間的節點輸出至所述施密特觸發器ICl的觸發端(第2腳)和門限端(第6腳)，且所述施密特觸發器 ICl的輸出端(第3腳)輸出至所述開關管Ql基極，所述開關管Ql發射極接地，集電極連接至所述PWM脈衝形成模塊中所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述聲控開關模塊包括與所述聲音採集器件連接，用於對採集的音頻信號進行放大的兩級音頻放大器單元；與所述兩級音頻放大器單元連接，用於將放大後的音頻信號變為直流信號的倍壓整流單元；與所述倍壓整流單元連接，用於對直流信號進行放大的直流放大單元；與所述直流放大單元連接，用於根據放大後的直流信號在達到預設值時輸出觸發信號的單穩觸發單元；與所述單穩觸發單元連接，用於根據所述觸發信號進行分壓輸出聲控電壓信號的分壓單元，所述分壓單元的輸出端通過反接的二極體D3連接至所述PWM脈衝形成模塊的開關管Q2的基極。在根據本實用新型所述的節能燈箱控制電路中，所述光衰補償模塊，包括所述滑動電阻器R6和所述開關管Q2，所述滑動電阻器R6連接在所述開關管Q2的基極與地之間。本實用新型還提供了一種節能燈箱控制電路，包括用於產生PWM脈衝信號的PWM 脈衝形成模塊，以及由所述PWM脈衝信號控制以驅動LED工作的LED恆流驅動模塊；還包括自適應調光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應調光模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於感應環境光強並發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的調光電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊；光控開關模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於在感應的環境光強高於預設光強值時發送用於關斷所述PWM脈衝信號輸出的光控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊；聲控開關模塊，包括聲音採集器件，所述聲控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於在感應的環境聲強高於聲控啟動預設值時發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的聲控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊；光衰補償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補償模塊用於根據所述滑動電阻器 R6的阻值變化來調節所述自適應調光模塊產生的調光電壓信號大小。本實用新型還提供了一種節能燈箱，包括如上所述的節能燈箱控制電路。實施本實用新型的節能燈箱控制電路及節能燈箱，具有以下有益效果本實用新型通過增設自適應調光模塊，可感應環境光強生成調光電壓信號來控制LED的發光強度， 使得燈箱具有自適應調光功能，在環境越亮時燈箱也越亮，反之越暗，使廣告的效果達到最好。此外，本實用新型還可進一步增設了光控開關模塊、聲控開關模塊和/或光衰補償模塊，使得燈箱能在環境光強達到設定的最高光強預設值時，背光將自動關閉，實現節能；在環境聲強達到預設值時使燈箱自動變亮；在LED長時間使用後，通過調整LED的工作狀態使燈箱亮度得到補償，因此可大大延長燈箱的使用壽命，達到節省投資的目的。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1為根據本實用新型優選實施例中節能燈箱控制電路的模塊示意圖；圖2為圖1中PWM脈衝形成模塊的電路原理圖；圖3為PWM脈衝形成模塊中雙運放IC2的輸入輸出波形圖；圖4為圖1中LED恆流驅動模塊的電路原理圖；圖5為圖1中自適應調光模塊和光控開關模塊的電路原理圖；圖6為圖1中聲控開關模塊的電路原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。鑑於傳統燈箱存在的問題，本實用新型構思並實現了一種全新的以LED為光源的多功能節能燈箱以及其控制電路。該節能燈箱除了採用LED自身比燈管優越的性能之外， 在應用功能上還具有環境光自適應調光的特點。更進一步地，該節能燈箱還可以具有光控開關功能、聲控開關功能以及光衰補償功能等。請參閱圖1，為根據本實用新型優選實施例中節能燈箱控制電路的模塊示意圖。如圖1所示，該實施例提供的節能燈箱控制電路至少包括PWM脈衝形成模塊20和LED恆流驅動模塊30。[0040] 其中，PWM脈衝形成模塊20用於產生PWM脈衝信號，LED恆流驅動模塊30與之相連，由所述PWM脈衝信號控制以驅動負載LED工作。在本實用新型的其它一些實施例中， PWM脈衝形成模塊20和LED恆流驅動模塊30可以直接由直流穩壓電源供電。而在本實施例，該節能燈箱控制電路還進一步包括開關電源模塊10，該開關電源模塊10的輸入端與交流市電連接，輸出端產生直流工作電壓給其它模塊供電，如PWM脈衝形成模塊20和LED恆流驅動模塊30。 本實用新型的節能燈箱控制電路還進一步包括自適應調光模塊40，該自適應調光模塊40具有第一光敏器件，並與PWM脈衝形成模塊20相連，用於通過第一光敏器件感應環境光強生成調光電壓信號，並通過該調光電壓信號來控制PWM脈衝形成模塊20產生的PWM 脈衝信號的佔空比，從而調節負載LED的發光亮度。本實用新型的節能燈箱控制電路還可以進一步選擇性地包括光控開關模塊50，該光控開關模塊50具有第二光敏器件，並且與PWM脈衝形成模塊20相連，用於在感應的環境光強高於預設光強值時產生光控電壓信號，並通過該光控電壓信號來關斷PWM脈衝形成模塊20的PWM脈衝信號的輸出。本實用新型的節能燈箱控制電路還可以進一步包括聲控開關模塊60，該聲控開關模塊60包括聲音採集器件，例如外接聚極體話筒。該聲控開關模塊60與PWM脈衝形成模塊20相連，用於在聲音採集器件感應的環境聲強高於聲控啟動預設值時產生聲控電壓信號，並輸出該聲控電壓信號來控制PWM脈衝形成模塊20產生的PWM脈衝信號的佔空比，從而調節LED的發光亮度。本實用新型的節能燈箱控制電路還可以進一步選擇性地包括光衰補償模塊70，其包括滑動電阻器，該光衰補償模塊70用於根據滑動電阻器的阻值變化來調節自適應調光模塊40產生的調光電壓信號大小，進而控制PWM脈衝形成模塊產生的PWM脈衝信號的佔空比，以實現LED光衰的補償。上述各個模塊同樣可以由開關電源模塊10供電。下面對本實用新型各個功能模塊的具體組成及電路原理進行說明。1、開關電源模塊10該開關電源模塊10可以採用本領域技術人員熟知並能應用的任何開關電源實現，其能夠將220V的交流市電轉換為穩定的直流電壓輸出，例如提供5V直流工作電壓給 PWM脈衝形成模塊20、自適應調光模塊40、光控開關模塊50、聲控開關模塊60和光衰補償模塊70。此外，還可以進一步提供12V直流工作電壓給LED恆流驅動模塊30使用。2、PWM脈衝形成模塊20請參閱圖2，為圖1中PWM脈衝形成模塊20的電路原理圖。如圖2所示，PWM脈衝形成模塊20至少包括開關管Q2和雙運放IC2，以及周邊的器件，如電阻R5、R7、R8、R9、R10， 以及電容C3和C4。在本實施例中，雙運放IC2可採用型號為TLC2272⑶的晶片實現。開關管Q2的基極B連接至自適應調光模塊40的輸出端，以接收調光電壓信號。開關管Q2的集電極接直流工作電壓5V，發射極通過電阻R5接地，發射極還通過電容C3接地。雙運放IC2的第一運放構成振蕩頻率約為IOOHz的振蕩器。電阻R7和電阻R8串聯在直流工作電壓與地之間進行分壓，電阻R7和電阻R8之間的節點連接至雙運放IC2的第一運放正向輸入端(第3腳)，第一運放反向輸入端(第2腳)與第一運放輸出端(第1 腳)之間連接有電阻R10，第一運放輸出端(第1腳)和第一運放正向輸入端(第3腳)之間連接有電阻R9，第一運放反向輸入端(第2腳)還通過電容C4接地。第一運放反向輸入端(第2腳)連接至雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。因此，第一運放產生的振蕩頻率約為IOOHz的脈衝經電阻RlO和電容C4組成的積分電路形成鋸齒波並加到第二運放正向輸入端(第5腳)。雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)連接至所述開關管Q2的發射極，且第二運放輸出端(第7腳)作為PWM脈衝形成模塊20輸出端。由開關管Q2及周邊電阻構成的直流電壓形成電路所產生的直流電壓則加到該第二運放反向輸入端(第6腳)，於是， 在該第二運放輸出端(第7腳)就會產生與輸入端電壓差值相對應的PWM脈衝信號。當開關管Q2輸出的直流電壓變化時，由於它與鋸齒波的相對差值也會發生變化，這就使得輸出 PWM脈衝信號的佔空比也跟隨發生變化，從而改變了負載LED的導通時間，燈箱背光的亮度就會產生相應的變化。由直流電壓控制輸出的PWM脈衝信號佔空比的變化如圖3所示，其中3-A中鋸齒波為雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)的波形，Vl或V2分別為開關管Q2及周邊電阻產生的施加到的第二運放反向輸入端(第6腳)。3-B對應於第二運放反向輸入端(第6腳)輸出電壓為V2時，第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈衝信號的波形圖。3-C對應於第二運放反向輸入端(第6腳)輸出電壓為Vl時，第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈衝信號的波形圖。由圖3可知，當Vl電壓比V2高時，相應從第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM 脈衝信號的脈衝寬度就窄。因此本實用新型只需要改變上述電路中雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)上的直流電壓，就能達到使輸出的PWM脈衝佔空比跟隨變化的目的。此外，圖2中還示出了由開關電源模塊10輸出的12V經連接器Jl的第1腳和第 2腳加到穩壓晶片IC3，用於將12V的輸入電壓降壓後輸出穩定的5V電壓，作為控制電路中的電源電壓。而LED所需的電源則由開關電源模塊10輸出的12V直接提供。在本實施例中，該穩壓晶片IC3採用型號為78M05的晶片實現。3、LED恆流驅動模塊30請參閱圖4，為圖1中LED恆流驅動模塊30的電路原理圖。如圖4所示，本實用新型採用常規的恆流驅動電路，例如採用恆流驅動晶片實現，在本實施例中可以採用型號為 DW8502的晶片為LED驅動。其中，恆流驅動晶片IC7的正電源輸入端VDD(第1腳)連接至直流工作電壓正極，如12V。恆流驅動晶片IC7的電流設置端ISET(第2腳)通過電阻Re 接地，該到地電阻Re用以調節該恆流驅動晶片IC7的最大輸出電流值。在調節時，應以保證不超過該器件的額定電流值並能實現穩流為原則。恆流驅動晶片IC7的輸出端OUT(第 5腳)接負載LED的陰極，LED的陽極接直流工作電壓。恆流驅動晶片IC7的輸出使能端 OE (第4腳)用於接收PWM脈衝形成模塊20生成的PWM脈衝信號，例如連接至圖2中連接器Jl的第4腳，進而與雙運放IC2的第二運放輸出端(第7腳)連接。正常工作時，恆流驅動晶片IC7的輸出端OUT (第5腳)輸出的電流大小，是由加在輸出使能端OE (第4腳)上的PWM脈衝信號的佔空比來決定。4、自適應調光模塊40請參閱圖5，為圖1中自適應調光模塊40和光控開關模塊50的電路原理圖。如圖 5所示，自適應調光模塊40至少包括第一光敏器件和電阻R4。其中第一光敏器件例如光敏電阻通過連接器J4接入電路。第一光敏器件和電阻R3串聯後並接在由電阻R4和滑動電阻器R6所組成的分壓電路的接點上，共同決定Q2的偏壓。電阻R4和電阻R6之間的節點作為自適應調光模塊40的輸出端連接至PWM脈衝形成模塊20的開關管Q2的基極B。第一光敏器件所呈現的電阻隨環境光強而變化。由於光照不同所引起的第一光敏器件的電阻變化就會使自適應調光模塊40的輸出端的電阻值發生改變，進而使得開關管 Q2的基極的偏置電壓發生相應的變化，從開關管Q2的發射極輸出後就能控制雙運放IC2輸出脈衝的佔空比，從而達到控制燈箱背光亮度的目的。當環境越亮時，第一光敏器件所呈現的電阻值越小。自適應調光模塊40的輸出端的阻值越低，開關管Q2的基極B的偏置電壓也越低，開關管Q2的發射極施加到第二運放反向輸入端(第6腳)的直流電壓也越低，如圖3中所示，從第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈衝信號的脈衝寬度就越寬，恆流驅動晶片IC7輸出的電流越大，LED越亮。當環境越暗時，上述結果與之相反，LED越暗，使得燈箱的廣告效果達到最好。5、光控開關電路50如圖5中，光控開關電路50至少包括第二光敏器件、施密特觸發器ICl和開關管 Ql0其中，第二光敏器件通過連接器J3接入電路，第二光敏器件和滑動電阻器R2串聯後與 Rl構成分壓電路。施密特觸發器ICl優選採用555集成電路實現，利用其內部二個比較器的復位和置位特性，便可構成施密特觸發器。施密特觸發器ICl的觸發端(第2腳)和門限端(第 6腳)均連接至電阻Rl和滑動電阻器R2及第二光敏器件所構成的分壓電路中。且施密特觸發器ICl的輸出端(第3腳)輸出至所述開關管Ql基極。開關管Ql發射極接地，集電極連接至所述PWM脈衝形成模塊中雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。當環境光較暗時，第二光敏器件呈現較高的阻值，當施密特觸發器ICl的觸發端 (第2腳)和門限端(第6腳)的電平高於2/3VCC閾值電平時，施密特觸發器ICl處於復位狀態，輸出端(第3腳)輸出為低電平，此時開關管Ql為斷開狀態，不影響雙運放IC2的原有工作狀態。反之，當環境光強高到預設光強值時，第二光敏器件的阻值下降，會使得施密特觸發器ICl的觸發端(第2腳)和門限端(第6腳)的電平下降。當下降到小於1/3VCC的觸發電平時，施密特觸發器ICl就被置位，輸出端(第3腳)輸出高電平，開關管Ql飽和導通，使雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)的電壓降為接近0V，從第二運放輸出端 (第7腳)的輸出也為0V，因而關斷了 PWM脈衝信號的輸出，LED背光關斷。在該電路中，通過調整電阻R2的大小可改變光控開關的最高光強預設值。6、聲控開關模塊60請參閱圖6，為圖1中聲控開關模塊60的電路原理圖。如圖6所示，該聲控開關模塊60包括依次連接的聲音採集器件、兩級音頻放大器單元、倍壓整流單元、直流放大單元、單穩觸發單元和分壓單元。其中，聲音採集器件可採用外接聚極體話筒，通過連接器J5連入電路，雙運放IC4 及周邊器件組成兩級音頻放大器，與聲音採集器件連接，用於對採集的音頻信號進行放大。 二極體Dl和二極體D2構成倍壓整流電路，用於將放大後的音頻信號變為直流。二極體Dl 的陽極接地，陰極通過電容Cll連接至雙運放IC4的第二運放輸出端(第7腳)。二極體 D2的陽極也連接至雙運放IC4的第二運放輸出端(第7腳)，二極體D2的陰極輸出至直流放大單元。直流放大單元由開關管Q3及電阻R21構成，開關管Q3的基極連接至二極體D2 的陰極，開關管Q3的集電極通過電阻R21接5V直流工作電壓。開關管Q3的發射極接地。 開關管Q3的集電極輸出放大後的直流信號，送到單穩觸發晶片IC5的觸發端(第2腳)。 單穩觸發晶片IC5在本實施例中採用555集成電路實現，被接成單穩觸發電路，用於根據放大後的直流音頻信號在達到預設值時輸出觸發信號。單穩觸發晶片IC5的閾值電壓端(第 6腳)及放電端(第7腳)相連並與電阻R26，電阻RM及電容C13組成延時電路。調整它們的數值，可改變單穩延時的時間，從而可控制燈箱加亮的時間。與非晶片IC6可採用型號為74LS00的晶片實現。單穩觸發晶片IC5的輸出端(第3腳)連接至與非晶片IC6的輸入端(第1腳)，與非晶片IC6的與非門輸出端(第3腳)通過串聯的電阻R27和電阻R28 接地，電阻R27和電阻似8組成分壓單元，將分壓後的聲控電壓信號通過反接的二極體D3 連接至PWM脈衝形成模塊的開關管Q2的基極。當環境中有聲音時，開關管Q3被飽和導通，單穩觸發晶片IC5被置位，單穩觸發晶片IC5的輸出端(第3腳)輸出為高電平，經與非晶片IC6倒相後變為低電位。該低電平經隔離二極體D3加到開關管Q2的基極，使雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳) 也變為低電平。從圖3可以看出，當第6腳電位變低後，從雙運放IC2輸出的PWM脈衝信號的佔空比就會增加，從而可使燈箱亮起來。為了使燈箱亮起後的亮度滿足設計要求，與非晶片IC6的與非門輸出端(第3腳)通過電阻R27和電阻似8構成的分壓電路，用以對亮燈後的亮度進行設定。當環境中無聲時，與非晶片IC6輸出為高電位，由於二極體D3的隔離作用，這個高電位不會影響到雙運放IC2的正常調光功能。7、光衰補償模塊70請再參閱圖5，光衰補償模塊70至少包括滑動電阻器R6和所述開關管Q2。滑動電阻器R6連接在開關管Q2的基極與地之間，當需要提高亮度時，只要將該滑動電阻器R6 的阻值減小，施加到開關管Q2的基極B的偏置電壓變小，使得開關管Q2的發射極輸出至所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)的電壓降低。如圖3中所示，當電壓變小時，輸出的PWM脈衝信號的佔空比增大，因此可使LED的亮度回復到原有水平。在現有燈箱背光中，無論是燈管光源還是LED光源，都將其應用在滿功率狀態。這
樣的設計會使光源的壽命大打折扣，用不到一兩年就要對背光進行全面更換。在本實用新
型中，為了延長背光的壽命，出廠時LED及相應部件(LED恆流驅動IC，開關電源)的應用功
率都設定在這些器件或部件額定功率的50-60%。這種大冗餘量的設計方案能有效地延長
LED的使用壽命。即使這樣，LED在使用了幾年後仍會產生光衰。但由於相應的各器件及部
件都有很大的冗餘量，所以可通過如上的方法改變電路參數能方便地實現對LED光衰的補償。在本實用新型的一個優選實施例中，本實用新型提供的節能燈箱控制電路及燈箱可以同時包含上述所有功能，即節能燈箱控制電路至少包括如上所示的PWM脈衝形成模塊20、LED恆流驅動模塊30、自適應調光模塊40、光控開關模塊50、聲控開關模塊60和光衰補償模塊70。該節能燈箱成為了一種產品功能豐富且性能好的多功能燈箱。本實用新型相應提供了採用上述節能燈箱控制電路的節能燈箱。該燈箱採用上述節能燈箱控制電路控制負載LED發光。該燈箱除了 LED自身比燈管優越的性能之外，在應用功能上還可以具有以下特點1、自適應調光功能當環境光強在正常範圍內時，背光進入亮度自適應模式。環境越亮，燈箱也越亮；反之，環境越暗，燈箱也越暗。使燈箱的廣告效果達到最好。2、光控開關功能當環境光強達到設定的最高光強預設值時，背光將自動關閉，實現節能。3、聲控開光功能當環境光強較暗時，燈箱亮度自動降低後，如果有人或車輛接近燈箱，燈箱將採集到環境聲強的變化，燈箱會自動變亮；反之又回復到低亮狀態。此功能特別適用於車庫等場合中燈箱的應用。4、光衰補償功能當LED在長時間使用後，由於LED光衰使燈箱亮度降低時，可方便地通過調整LED的工作狀態使燈箱亮度得到補償。因此可大大延長燈箱的使用壽命，達到節省投資的目的。本實用新型是根據特定實施例進行描述的，但本領域的技術人員應明白在不脫離本實用新型範圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本實用新型技術的特定場合或材料，可對本實用新型進行諸多修改而不脫離其保護範圍。因此，本實用新型並不限於在此公開的特定實施例，而包括所有落入到權利要求保護範圍的實施例。
權利要求1.一種節能燈箱控制電路，包括用於產生PWM脈衝信號的PWM脈衝形成模塊，以及由所述PWM脈衝信號控制以驅動LED工作的LED恆流驅動模塊；其特徵在於，還包括自適應調光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應調光模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於感應環境光強並發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的調光電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊。
2.根據權利要求1所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述節能燈箱控制電路還包括光控開關模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連， 用於在感應的環境光強高於預設光強值時發送用於關斷所述PWM脈衝信號輸出的光控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊。
3.根據權利要求1或2所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述節能燈箱控制電路還包括聲控開關模塊，包括聲音採集器件，所述聲控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連， 用於在感應的環境聲強高於聲控啟動預設值時發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的聲控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊。
4.根據權利要求1或2所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述節能燈箱控制電路還包括光衰補償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補償模塊用於根據所述滑動電阻器R6的阻值變化來調節所述自適應調光模塊產生的調光電壓信號大小。
5.根據權利要求3所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述節能燈箱控制電路還包括開關電源模塊，所述開關電源模塊的輸入端與交流市電連接，輸出端產生直流工作電壓給所述PWM脈衝形成模塊、LED恆流驅動模塊、自適應調光模塊、光控開關模塊和聲控開關模塊。
6.根據權利要求4所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述自適應調光模塊至少包括第一光敏器件、電阻R4、電阻R3和滑動電阻器R6，所述電阻R4和滑動電阻器R6串聯在直流工作電壓與地之間，所述第一光敏器件和電阻R3串聯後並聯在滑動電阻器R6兩端， 通過共同分壓在電阻R4和滑動電阻器R6之間的節點產生調光電壓信號輸出。
7.根據權利要求4所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述PWM脈衝形成模塊至少包括開關管Q2和雙運放IC2，所述開關管Q2的基極連接至自適應調光模塊的輸出端，且所述開關管Q2的集電極接直流工作電壓，發射極通過電阻R5接地；電阻R7和電阻R8串聯在直流工作電壓與地之間進行分壓，且所述雙運放IC2的第一運放正向輸入端(第3腳)連接至所述電阻R7和電阻R8之間的節點，所述第一運放反向輸入端(第2腳)通過電阻RlO連接至第一運放輸出端(第1腳)，所述第一運放輸出端(第1腳) 通過電阻R9連接至所述第一運放正向輸入端(第3腳)，所述第一運放反向輸入端(第2腳) 還通過電容C4接地，所述第一運放反向輸入端(第2腳)連接至所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)，所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)連接至所述開關管 Q2的發射極，且第二運放輸出端(第7腳)作為所述PWM脈衝形成模塊輸出端輸出PWM脈衝信號。
8.根據權利要求7所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述光控開關電路至少包括第二光敏器件、施密特觸發器ICl和開關管Ql，且所述第二光敏器件、滑動電阻器R2和電阻Rl串聯在直流工作電壓與地之間進行分壓，並通過滑動電阻器R2和電阻Rl之間的節點輸出至所述施密特觸發器ICl的觸發端(第2腳)和門限端(第6腳)，且所述施密特觸發器 ICl的輸出端(第3腳)輸出至所述開關管Ql基極，所述開關管Ql發射極接地，集電極連接至所述PWM脈衝形成模塊中所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。
9.根據權利要求8所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述聲控開關模塊包括與所述聲音採集器件連接，用於對採集的音頻信號進行放大的兩級音頻放大器單元；與所述兩級音頻放大器單元連接，用於將放大後的音頻信號變為直流信號的倍壓整流單元；與所述倍壓整流單元連接，用於對直流信號進行放大的直流放大單元；與所述直流放大單元連接，用於根據放大後的直流信號在達到預設值時輸出觸發信號的單穩觸發單元；與所述單穩觸發單元連接，用於根據所述觸發信號進行分壓輸出聲控電壓信號的分壓單元，所述分壓單元的輸出端通過反接的二極體D3連接至所述PWM脈衝形成模塊的開關管 Q2的基極。
10.根據權利要求8所述的節能燈箱控制電路，其特徵在於，所述光衰補償模塊，包括所述滑動電阻器R6和所述開關管Q2，所述滑動電阻器R6連接在所述開關管Q2的基極與地之間。
11.一種節能燈箱控制電路，包括用於產生PWM脈衝信號的PWM脈衝形成模塊，以及由所述PWM脈衝信號控制以驅動LED工作的LED恆流驅動模塊；其特徵在於，還包括自適應調光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應調光模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於感應環境光強並發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的調光電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊；光控開關模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連， 用於在感應的環境光強高於預設光強值時發送用於關斷所述PWM脈衝信號輸出的光控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊；聲控開關模塊，包括聲音採集器件，所述聲控開關模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連， 用於在感應的環境聲強高於聲控啟動預設值時發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的聲控電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊；光衰補償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補償模塊用於根據所述滑動電阻器R6的阻值變化來調節所述自適應調光模塊產生的調光電壓信號大小。
12.—種節能燈箱，其特徵在於，包括權利要求1-10中任意一項所述的節能燈箱控制電路。
專利摘要本實用新型涉及一種節能燈箱控制電路，包括用於產生PWM脈衝信號的PWM脈衝形成模塊，以及由所述PWM脈衝信號控制以驅動LED工作的LED恆流驅動模塊；該控制電路還包括自適應調光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應調光模塊與所述PWM脈衝形成模塊相連，用於感應環境光強並發送用於控制所述PWM脈衝信號的佔空比的調光電壓信號給所述PWM脈衝形成模塊，以實現自動調光。本實用新型通過增設自適應調光模塊，使得燈箱具有自適應調光功能，在環境越亮時燈箱也越亮，反之越暗，使廣告的效果達到最好。本實用新型還具有光控功能(在環境亮度達到設定值時，可自動關閉燈箱)；聲控功能(在環境聲音達到設定值時，燈箱自動變亮)以及LED光衰補償功能。
文檔編號H05B37/02GK202310230SQ20112043287
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者付萬鈞, 池杭磁, 王雪芳, 龔為樂 申請人:深圳市新超亮特種顯示設備有限公司