防爆led檯燈及控制電路的製作方法
2023-05-13 08:24:26
專利名稱：防爆led檯燈及控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及燈具，尤其涉及LED檯燈。
背景技術：
現有的一類LED檯燈，如中國專利ZL200720047790.4所公開的那樣，通常包括:LED光源、單片機、LED控制驅動電路、電池電壓檢測電路、充電保護電路、電池以及充電器電源，電池的輸出端同時與單片機、充電保護電路、電池電壓檢測電路及LED控制驅動電路的輸入端連接，充電器電源的輸出端同時與單片機、電池電壓檢測電路及LED控制驅動電路的輸入端連接，充電器電源還通過電子保護電源開關與電池連接，充電保護電路的輸出端與電子保護電源開關連接，LED控制驅動電路與LED光源連接。其通過電池電壓檢測電路來檢測電池的剩餘電量，通過一個指示燈指示剩餘電量，當電池電量低於一定的設定值後該指示燈受控開啟閃爍；其LED控制驅動電路採用三極體陣列實現，驅動能力較弱，不適宜對大功率LED進行驅動。現有的另一類LED檯燈，包括燈座，燈頭和連接燈座與燈頭的燈杆，直接採用市電經全波整流後供電，通過PT4115晶片驅動三顆串聯的大功率LED。現有的這些LED檯燈的控制電路及結構，僅適合小範圍的個人照明應用，而在一些工業場所的操作臺上，需要大功率，高亮度的照明燈具，同時還要求燈具需要具備防爆性能、自由移動時，就不能滿足應用需要了。可見，實有必要對現有的LED檯燈進行改進。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於克服上述現有技術存在的不足，提出一種防爆LED檯燈及控制電路，能夠提供大功率、高亮度照明，並且具備防爆性能，適合自由移動。本發明針對上述技術問題而提出的技術方案包括，提出一種防爆LED檯燈的控制電路，包括:一電池電量檢測顯示電路以及一大功率LED驅動電路,該電池電量檢測顯示電路包括一單片機、與該單片機相連的一電池電量檢測單元及一與該單片機相連的電池電量顯示單元，該電池電量顯示單元包括三顆狀態指示LED,以對應提供多檔的電池電量指示；所述大功率LED驅動電路用於驅動由多顆大功率LED構成的發光源；
當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓大於第一設定值時，該單片機驅使三顆狀態指示LED全亮,表示電池剩餘電量在第一檔；
當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓小於第一設定值而大於第二設定值時，該單片機驅使兩顆狀態指不LED売、一顆狀態指不用LED滅，表不電池剩餘電量在第二檔；
當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓小於第二設定值而大於第三設定值時，該單片機驅使一顆狀態指不用LED売、兩顆狀態指用LED滅，表電池剩餘電
量在第二檔；
當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓小於第三設定值時，該單片機驅使三顆狀態指示用LED同步閃爍，表示電池電量即將耗盡； 其中，所述第一設定值、第二設定值及第三設定值依次遞減。優選地，所述電池電量檢測單元包括串聯連接的一上拉電阻和一下拉電阻，所述上拉電阻的一端經由一電源開關與所述電池的正極相連，所述電池的負極接地，所述上拉電阻的另一端與所述下拉電阻的一端相連，所述下拉電阻的另一端接地；所述單片機的內部具有一 AD轉換器，所述單片機的外部具有一與所述AD轉換器相連的AD轉換輸入埠，所述上拉電阻和所述下拉電阻的公共端與所述單片機的所述AD轉換輸入埠相連。優選地，該電池電量顯示單元還包括三個三極體，每個三極體分別用以驅動一顆所述狀態指示LED，每個三極體的基極與該單片機的一輸出埠相連，集電極通過一電阻連接到一基準電位，發射極與對應的所述狀態指示LED的正極相連，而對應的狀態指示LED的負極接地。優選地，所述大功率LED驅動電路包括:一 LED驅動控制晶片及其外圍電路，該外圍電路包括:一電感，一續流二極體、一採樣電阻以及兩濾波電容；所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠經一電源開關與所述電池的正極相連，所述LED驅動控制晶片的電流設置埠與所述發光源的一端相連，所述發光源的另一端經所述電感與所述LED驅動控制晶片的兩開關信號輸出埠相連；所述採樣電阻一端與所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠相連，另一端與所述LED驅動控制晶片的電流設置埠相連；所述續流二極體的陽極與所述LED驅動控制晶片的兩開關信號輸出埠相連，所述續流二極體的陰極與所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠相連；所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠還經所述兩濾波電容中的其中一個濾波電容接地，所述兩濾波電容中的另一個濾波電容的兩端分別與所述發光源的兩端相連。該第一設定值對應於電池電壓的70% ;該第二設定值對應於電池電壓的30% ;該第三設定值對應於電池電壓的10%。本發明針對上述技術問題而提出的技術方案還包括，提出一種防爆LED檯燈，包括一燈座、一燈頭以及連接在該燈座與燈頭之間的一把手，該燈座和燈頭均是隔爆密封結構，該燈頭中設置有多顆大功率LED，該燈座中設置有可充電電池、電源開關以及上述控制電路。優選地，該燈頭中設置有九顆大功率LED，安裝在一鋁基板上，排布成三串三並結構。 優選地，該燈頭包括由相互配合的後蓋、前蓋以及裝設在前蓋上的透明件構成的密封結構，該後蓋與前蓋為招合金材質，該透明件為玻璃材質。優選地，該燈座包括通過螺釘固定、相互配合的底殼和上蓋，底殼和上蓋為鋁合金材質。優選地，每顆大功率LED配有一反光杯以使該防爆LED檯燈發出的光適度聚中；該燈座和燈頭上均設有容置機構以裝設一泛光片。與現有技術相比，本發明的防爆LED檯燈及控制電路，能夠提供大功率、高亮度照明，並且具備防爆性能，適合自由移動。
圖1為本發明的防爆LED檯燈實施例的立體圖。
圖2為本發明的防爆LED檯燈實施例的剖面視圖。圖3為本發明的防爆LED檯燈的控制電路實施例的電原理圖。
具體實施例方式以下結合附圖，對本發明予以進一步地詳盡闡述。參見圖1和圖2，本發明的防爆LED檯燈實施例大致包括:燈座1、把手2和燈頭3。燈座I是由鋁合金材料構成的隔爆密封結構，由通過螺釘固定、相互配合的底殼19和上蓋18圍合出一安裝腔室。該防爆LED檯燈的核心電氣部件:電池14和控制電路板13設置在該安裝腔室中。其中，電池選用鎳氫電池，可通過充電口與外部的充電器連接進行充電；控制電路板用來實現LED恆流控制以及電池電量顯示功能，整個板子膠封起來，既方便於散熱和固定元器件，又能滿足防爆要求。用以實現電池電量顯示功能的三顆LED可透過上蓋18上的三個小透明窗口提供相應的光信號指示。而用以控制防爆LED檯燈工作與否的電源開關11也可透過上蓋18上的一個開孔伸出，該電源開關11選用旋轉開關，該電源開關11在該開孔處的安裝結構滿足隔爆密封要求。另外，該底殼19上還形成有一開口腔，可用以收容一光處理片15，在本實施例中，該光處理片15為泛光片，在其他的應用場景，該光處理片15也可以是濾光片，以提供特別的光照顏色。把手2用金屬咪管制成，握持方便，並且方便彎折以便於調整照射方向。連接燈座I與燈頭3的電纜線採用屏蔽線，該屏蔽線從金屬咪管中間穿過。燈頭3主要由相互配合的後蓋31、前蓋32、裝設在前蓋32上的透明件33構成密封結構。其中，後蓋31、前蓋32是鋁合金材質的，表面作氧化處理，透明件33是玻璃材質的，後蓋31與前蓋32之間的接觸面，即防爆結合面須滿足隔爆要求。九顆大功率LED均勻分布在一塊圓形鋁基板34上，鋁基板34緊貼後蓋31以加快散熱。每顆大功率LED配有一個反光杯35，反光杯35的開口部通過反光杯蓋36進行固定，這種結構可以使燈具整體發出的光能適度聚中，減少散射。另外，在前蓋32上形成有內部帶若干凸齒的卡槽321，需要對使燈具整體發出的光進行處理時，比如:需要泛光時，可以從燈座I中取出泛光片插入該卡槽321中。這種設計，使得用戶在使用本發明的燈具時，能夠獲得較好的體驗。參見圖3，本發明的防爆LED檯燈的控制電路實施例主要包括:電源300、由單片機Ul構成的電池電量檢測顯示電路100、恆流晶片U3構成的大功率LED驅動電路200兩部分。電源300由一電源開關SW和一電池BT串聯而成。在電池電量檢測顯示電路100中，單片機Ul可以選用型號為ATtinyl3的8位微處理器。由於本發明的防爆LED檯燈採用14.4V電池BT供電，可通過選用常規的7805三端穩壓晶片U2來給由單片機Ul構成的電池BT電量檢測顯示電路供電。單片機Ul具有一 A/D轉換器，單片機Ul的第3腳是一個AD轉換輸入埠，電阻Rl和R2構成的電池電量檢測單元在電源開關SW閉合的情況下可以採樣電池BT的電壓信息，具體地，該電池電量檢測單元由兩個電阻Rl和R2串聯構成，這兩個串聯電阻Rl和R2的一端是經由電源開關SW與電池BT的正極相連、另一端與電池BT的負極相連，這兩個串聯電阻Rl和R2的公共端與該單片機Ul的AD轉換輸入埠(3腳)相連，該AD轉換輸入埠 3與單片機Ul內部的AD轉換器的模擬信號輸入端相連。單片機Ul的三個輸出埠 5、6、7腳分別與三個三極體Q3、Q2、Q1的基極相連，三極體Q1、Q2、Q3的發射極分別與三顆狀態指示用LED (LED1、LED2、LED3)的正極相連，這三顆狀態指示用LED的負極接地，三個三極體Ql、Q2、Q3的集電極分別通過三個電阻R3-R5與電源正極相連，這種結構，單片機Ul通過控制三極體Ql、Q2、Q3的導通與截止可驅動三顆狀態指示用LED的亮、滅或者閃爍，可見，三個三極體Ql、Q2、Q3、三個電阻R3-R5以及三顆狀態指示用LED配合單片機Ul的三個輸出埠 5、6、7腳構成了一電池電量顯示單元。電源開關SW是指燈具的電源開關，也就是安裝在燈座I上的電源開關11。本發明的由單片機Ul構成的電池電量檢測顯示電路的工作原理大致是:
當單片機Ul採樣到電池電壓 > 第一設定值Vl時，可以讓三顆狀態指示用LED全亮，表示電池剩餘電量在70%以上；
當單片機Ul採樣到第一設定值VD電池電壓 > 第二設定值V2時，可以讓兩顆狀態指示用LED亮、一顆狀態指示用LED滅，表示電池剩餘電量在30%-70% ；
當單片機Ul採樣到第三設定值V3〈電池電壓〈第二設定值V2時，可以讓一顆狀態指示用LED亮，表示電池剩餘電量10%-30% ；
當單片機Ul採樣到電池電壓〈第三設定值V3時，讓三顆狀態指示用LED同步閃爍，表示電池電量即將耗盡。大功率LED驅動電路200用以驅動安裝在燈頭內的由九顆大功率LED構成的發光源400。在大功率LED驅動電路200中，恆流晶片U3可以選用型號為AL8806的BUCK型LED驅動控制晶片，它的突出優點是外圍電路簡單，需要的器件少，驅動輸出電流可達1.5A且可以按需調節，輸出大電流時自身的溫升也很低。該大功率LED驅動電路200還包括與LED驅動控制晶片U3相連的外圍電路，該外圍電路主要包括:電感LI，續流二極體D1、採樣電阻R6以及濾波電容C1、C2。LED驅動控制晶片U3的電源輸入埠(8腳)經電源開關SW與電池BT的正極相連，LED驅動控制晶片U3的電流設置埠(I腳)與發光源400的一端相連，發光源400的另一端經電感LI與LED驅動控制晶片U3的兩開關信號輸出埠(5腳和6腳)相連；採樣電阻R6 —端與LED驅動控制晶片U3的電源輸入埠(8腳)相連，另一端與LED驅動控制晶片U3的電流設置埠(I腳)相連；續流二極體Dl的陽極與LED驅動控制晶片U3的兩開關信號輸出埠(5腳和6腳)相連，續流二極體Dl的陰極與LED驅動控制晶片U3的電源輸入埠(8腳)相連；LED驅動控制晶片U3的電源輸入埠(8腳)還經濾波電容Cl接地，濾波電容C2的兩端分別與發光源400的兩端相連。發光源400包括九顆大功率LED，該九顆大功率LED採用3串3並連接，其中，LEDlU LED12 與 LED13 為第一串，LED21、LED22 與 LED23 為第二串，LED3ULED32 與 LED33為第三串。電源開關SW接通，九顆大功率LED就會全亮，Sff斷開，九顆大功率LED就會全滅。綜上，本發明的防爆LED檯燈的基本功能是:1，電源開關SW接通，燈具亮；同時三顆狀態指示用LED會自動顯示電池剩餘電量信息，當電池電量下降到10%以內時,三顆狀態指示用LED會不停的閃爍，提示用戶電量耗盡需要儘快充電；2，具有隔爆型防爆功能，可在有爆炸性氣體存在的區域使用。與現有技術相比，本發明的防爆LED檯燈及控制電路具有的有益效果包括:能夠提供大功率、高亮度照明，並且具備防爆性能，適合自由移動，從而可以適用於有爆炸性氣體存在的工礦區域；能夠提供多檔的電池餘量指示，並且能夠提供光處理片的靈活使用，從而可以大大提升用戶體驗。
上述內容，僅為本發明的較佳實施例，並非用於限制本發明的實施方案，本領域普通技術人員根據本發明的主要構思和精神，可以十分方便地進行相應的變通或修改，故本發明的保護範圍應以權利要求書所要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種防爆LED檯燈的控制電路，其特徵在於，包括: 一電池電量檢測顯不電路，其包括一單片機、一與該單片機相連的一電池電量檢測單元及一與該單片機相連的電池電量顯示單元，該電池電量顯示單元包括三顆狀態指示LED,以對應提供多檔的電池電量指示；以及， 一大功率LED驅動電路，其用於驅動由多顆大功率LED構成的發光源； 當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓大於第一設定值時，該單片機驅使三顆狀態指示LED全亮,表示電池剩餘電量在第一檔； 當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓小於第一設定值而大於第二設定值時，該單片機驅使兩顆狀態指不LED売、一顆狀態指不用LED滅，表不電池剩餘電量在第二檔； 當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓小於第二設定值而大於第三設定值時，該單片機驅使一顆狀態指不用LED売、兩顆狀態指用LED滅，表電池剩餘電量在第二檔； 當該單片機通過該電池電量檢測單元採樣到的電池電壓小於第三設定值時，該單片機驅使三顆狀態指示用LED同步閃爍，表示電池電量即將耗盡， 其中，所述第一設定值、第二設定值及第三設定值依次遞減。
2.依據權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述電池電量檢測單元包括串聯連接的一上拉電阻和一下拉電阻，所述上拉電阻的一端經由一電源開關與所述電池的正極相連，所述電池的負極接地，所述上拉電阻的另一端與所述下拉電阻的一端相連，所述下拉電阻的另一端接地；所述單片機的內部具有一 AD轉換器，所述單片機的外部具有一與所述AD轉換器相連的AD轉換輸入埠，所述上拉電阻和所述下拉電阻的公共端與所述單片機的所述AD轉換輸入埠相連。
3.依據權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，該電池電量顯示單元還包括三個三極體，每個三極體分別用以驅動一顆所述狀態指示LED，每個三極體的基極與該單片機的一輸出埠相連，集電極通過一電阻連接到一基準電位，發射極與對應的所述狀態指示LED的正極相連，而對應的狀態指示LED的負極接地。
4.依據權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，所述大功率LED驅動電路包括:一LED驅動控制晶片及其外圍電路,該外圍電路包括:一電感，一續流二極體、一米樣電阻以及兩濾波電容；所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠經一電源開關與所述電池的正極相連，所述LED驅動控制晶片的電流設置埠與所述發光源的一端相連，所述發光源的另一端經所述電感與所述LED驅動控制晶片的兩開關信號輸出埠相連；所述採樣電阻一端與所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠相連，另一端與所述LED驅動控制晶片的電流設置埠相連；所述續流二極體的陽極與所述LED驅動控制晶片的兩開關信號輸出埠相連，所述續流二極體的陰極與所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠相連；所述LED驅動控制晶片的電源輸入埠還經所述兩濾波電容中的其中一個濾波電容接地，所述兩濾波電容中的另一個濾波電容的兩端分別與所述發光源的兩端相連。
5.依據權利要求1所述的控制電路，其特徵在於，該第一設定值對應於電池電壓的70% ;該第二設定值對應於電池電壓的30% ;該第三設定值對應於電池電壓的10%。
6.一種防爆LED檯燈，包括一燈座、一燈頭以及連接在該燈座與燈頭之間的一把手，其特徵在於，該燈座和燈頭均是隔爆密封結構，該燈頭中設置有多顆大功率LED，該燈座中設置有可充電電池、電源開關以及如權利要求1至5任一所述的控制電路。
7.依據權利要求6所述的防爆LED檯燈，其特徵在於，該燈頭中設置有九顆大功率LED，安裝在一鋁基板上，排布成三串三並結構。
8.依據權利要求6所述的防爆LED檯燈，其特徵在於，該燈頭包括由相互配合的後蓋、前蓋以及裝設在前蓋上的透明件構成的密封結構，該後蓋與前蓋為鋁合金材質，該透明件為玻璃材質。
9.依據權利要求6所述的防爆LED檯燈，其特徵在於，該燈座包括通過螺釘固定、相互配合的底殼和上蓋，底殼和上蓋為招合金材質。
10.依據權利要求6所述的防爆LED檯燈，其特徵在於，每顆大功率LED配有一反光杯以使該防爆LED檯燈發出的光適度聚中；該燈座和燈頭上均設有容置機構以裝設一泛光片。
全文摘要
本發明提供一種防爆LED檯燈的控制電路及防爆LED檯燈，所述防爆LED檯燈的控制電路包括一電池電量檢測顯示電路，其包括一單片機、一與該單片機相連的一電池電量檢測單元及一與該單片機相連的電池電量顯示單元，該電池電量顯示單元包括三顆狀態指示LED，以對應提供多檔的電池電量指示；以及，一大功率LED驅動電路，其用於驅動由多顆大功率LED構成的發光源；本發明能夠提供大功率、高亮度照明，並且具備防爆性能，適合自由移動。
文檔編號H05B37/02GK103188844SQ201110454229
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者周明傑, 邵賢輝 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