單鍵開關控制電路及led燈具的製作方法
2023-05-05 17:19:56 1
專利名稱：單鍵開關控制電路及led燈具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制電路，尤其涉及一種單鍵開關控制電路。
背景技術：
目前很多電子產品用機械開關對電源進行直接開關控制，由於機械開關在接通時會產生很大的瞬間電流，開關彈片的觸點容易產生打火，打火很容易使開關觸點氧化造成開關接觸不良，可能導致開關功能失效。
發明內容基於此，有必要提供一種簡單可靠，不容易打火的單鍵開關控制電路。一種單鍵開關控制電路，其特徵在於，包括第一與非門U1、第二與非門U2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管、負載、電源以及開關SI，所述開關管的兩個接入端、所述負載以及所述電源串聯連接形成迴路，所述第一與非門Ul的輸出端通過第三電阻R3連接開關管的控制端，所述第二與非門U2的兩個輸入端相互連接後通過第一電阻Rl連接所述第一與非門Ul的輸出端，所述第二與非門U2的輸出端通過第五電阻R5連接所述第一與非門Ul的一輸入端，所述第一與非門Ul的一輸入端依次連接所述開關S1、第二電阻R2以及所述第一與非門Ul的輸出端，所述第一與非門的另一輸入端通過第四電阻R4連接所述電源，所述開關SI與所述第二電阻R2之間通過所述第一電容Cl接地。優選的，所述開關管為MOS管，所述MOS管的柵極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述MOS管的源極、漏極、負載以及電源串聯連接。
優選的，所述開關管為三極體，所述三極體的基極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ui的一端，所述三極體的集電極、發射極、負載以及電源串聯連接。優選的，所述單鍵開關控制電路包括第二電容C2和第三電容C3，所述第二電容C2和第三電容C3串聯連接後兩端分別連接所述第一與非門的兩個輸入端，所述第二電容C2和第三電容C3之間接地。另外，本發明還提供一種LED燈具，包括LED光源、第一與非門U1、第二與非門U2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管、電源以及開關SI，所述開關管的兩個接入端、所述LED光源以及所述電源串聯連接形成迴路，所述第一與非門Ul的輸出端通過第三電阻R3連接開關管的控制端，所述第二與非門U2的兩個輸入端相互連接後通過第一電阻Rl連接所述第一與非門Ul的輸出端，所述第二與非門U2的輸出端通過第五電阻R5連接所述第一與非門Ul的一輸入端，所述第一與非門Ul的一輸入端依次連接所述開關S1、第二電阻R2以及所述第一與非門Ul的輸出端，所述第一與非門的另一輸入端通過第四電阻R4連接所述電源，所述開關SI與所述第二電阻R2之間通過所述第一電容Cl接地。優選的，所述開關管為MOS管，所述MOS管的柵極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述MOS管的源極、漏極、所述LED光源以及電源串聯連接。優選的，所述開關管為三極體，所述三極體的基極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述三極體的集電極、發射極、所述LED光源以及電源串聯連接。
優選的，所述LED燈具還包括第二電容C2和第三電容C3，所述第二電容C2和第三電容C3串聯連接後兩端分別連接所述第一與非門的兩個輸入端，所述第二電容C2和第三電容C3之間接地。上述單鍵開關控制電路，通過開關管、第一非門電、第二與非門等組成單鍵開關控制電路，避免了開關處於負載迴路時可能出現的打火，延長了開關和負載的壽命。
圖1為單鍵開關控制電路的一種實施方式的電路圖。
具體實施方式如圖1所示，本實施方式的單鍵開關控制電路，包括第一與非門U1、第二與非門U2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管
100、負載200、電源BTl以及開關SI，所述開關管100的兩個接入端、所述負載200以及所述電源BTl串聯連接形成迴路，所述第一與非門Ul的輸出端通過第三電阻R3連接開關管100的控制端，所述第二與非門U2的兩個輸入端相互連接後通過第一電阻Rl連接所述第一與非門Ul的輸出端,所述第二與非門U2的輸出端通過第五電阻R5連接所述第一與非門Ul的一輸入端，所述第一與非門Ul的一輸入端依次連接所述開關S1、第二電阻R2以及所述第一與非門Ul的輸出端，所述第一與非門的另一輸入端通過第四電阻R4連接所述電源，所述開關SI與所述第二電阻R2之 間通過所述第一電容Cl接地。開關SI每閉合打開一次，第一與非門Ul向開關管100發出的導通信號或關閉信號，例如當開關SI完成一次閉合打開動作時，第一與非門Ul發出導通信號，使開關管100導通，當開關Si下一次完成閉合打開動作時，第一與非門Ul發出關閉信號，使開關管100關斷。開關SI所處的電路中，始終沒有電流流過，只有高低電平的傳遞，保證了開關SI的安全，避免了瞬間大電流的衝擊，延長了開關SI的使用壽命。在優選實施例中，單鍵開關控制電路還包括第二電容C2和第三電容C3，第二電容C2和第三電容C3串聯連接後兩端分別連接第一與非門Ul的兩個輸入端，第二電容C2和第三電容C3之間接地。在開關SI引線較長時，第二電容C2和第三電容C3對線路的幹擾信號進行濾波，在其他實施方式中，可省略。開關管100串接在負載200所在的迴路中，為負載200的工作提供關斷和導通服務。在負載200需要工作時，通過觸發單元100控制開關管100導通，負載200所在的迴路正常工作。在負載不需要工作時，通過觸發單元100控制開關管100關斷，負載200所在的迴路不能形成閉合迴路，沒有電流流過負載200，負載200不工作。優選的，開關管100為MOS管，MOS管的柵極連接第三電阻R3遠離第一與非門Ul的一端，MOS管的源極、漏極、負載200以及電源BTl串聯連接。優選的，開關管100為三極體Ql，三極體Ql的基極連接第三電阻R3遠離第一與非門Ul的一端，三極體Ql的集電極、發射極、負載200以及電源BTl串聯連接。
可以理解，開關管100還可以為可控矽等其他起開關作用的開關元件，開關元件具有兩個輸入端，和一控制端，控制端根據控制端上的高低電平來實現導通和關斷功能。負載200為日常生活中的各種用電設備，比如LED燈等。負載通常不需要24小時工作，有些是需要在工作和不工作之間不斷變換。本實施方式中負載選為LED燈。當然，在其他實施方式中，負載200可以為其他用電設備。電源BTl為負載200提供電源，電源BTl多為鋰電池和乾電池。開關SI 一種電子開關，使用時輕輕點按開關按鈕就可使開關接通，當鬆開手時開關即斷開，其內部結構是靠金屬彈片受力彈動來實現通斷的。開關Si的閉合打開總是一同發生，即按下開關Si時，開關SI閉合，鬆手時開關SI打開。下面以開關管100為三極體Ql為例分析本實施方式的工作原理，其他開關元件的
原理一樣，也就不一一贅述:1、靜態分析:當電路接上電源BTl供電後，由於第一電容Cl不能突變，故Cl靠近第二電阻R2的一端為低電平,第一與非門Ul的輸出端同樣為低電平,第一與非門Ul輸出端的低電平通過正反饋第一電阻Rl反饋至第二與非門U2的兩個輸入端，使第二與非門U2的輸出端為高電平，第二與非門U2輸出端的高電平通過第五電阻R5至第一與非門Ul 一個輸入端，而第一與非門Ul的另一輸入端一直為高電平,使第一與非門的輸出端4 一直為低電平，並一直維持。第一與非門Ul輸出端4的低電平使開關三極體Ql截止，靜態時負載200不工作。2.開啟分析:第一與非門Ul輸出端一直保持低電平時，當第一次按下開關SI時，由於第二與非門U2輸出端的高電平通過第五R5向第一電容Cl充電,在開關SI接通的瞬間，由於第一電容Cl不能突變，與開關SI連接的第一與非門Ul的輸入端為低電平，之後開關SI彈起斷開，第一與非門Ul的輸入端的低電平就決定了第一與非門Ul輸出端為高電平。第一與非門Ul的高電平通過第一 R1、第二與非門構成正反饋，使第一與非門Ul輸出端的高電平維持。此高電平通過第二電阻R2向第一電容Cl充電並使Ql導通，負載200工作，實現單鍵開啟的功能。但當用電設備和開關SI離得比較遠時，控制線路的導線過長容易受到其他信號的幹擾，造成控制電路無動作。第二電容C2和第三電容C3對幹擾信號進行濾波，使控制更精準。3.關斷分析:由於在開啟時，第一電容Cl通過第二電阻R2的充電，已經使第一電容Cl充滿了電，即第一電容Cl靠近第二電阻R2的一端為高電平。當再次按下開關SI時，第一與非門Ul連接開關SI的一端為高電平，與第一與非門Ul另一端的高電平共同作用，使第一與非門Ul的輸出端為低電平。第一與非門Ul的輸出端的低電平通過正反饋電路第一電阻R1、第二與非門U2、第五電阻R5和第一與非門，使第一與非門Ul的輸出端維持低電平，使Ql截止，負載200不工作，實現關斷的功能。第一與非門Ul的輸出端的低電平使第一電容Cl通過第二電阻R2放電，使第一電容Cl又回到低電平狀態，為下一次的開啟做準備。另外，本發明還提供一種LED燈具，包括LED光源LED1、第一與非門U1、第二與非門U2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管100、電源BTl以及開關SI，開關管100的兩個接入端、所述LED光源LEDl以及電源BTl串聯連接形成迴路，第一與非門Ul的輸出端通過第三電阻R3連接開關管100的控制端，第二與非門U2的兩個輸入端相互連接後通過第一電阻Rl連接所述第一與非門Ul的輸出端，第二與非門U2的輸出端通過第五電阻R5連接第一與非門Ul的一輸入端,第一與非門Ul的一輸入端依次連接開關S1、第二電阻R2以及第一與非門Ul的輸出端,第一與非門的另一輸入端通過第四電阻R4連接電源BTl，開關SI與第二電阻R2之間通過第一電容Cl接地。開關SI每閉合打開一次，第一與非門Ul向開關管100發出的導通信號或關閉信號，例如當開關SI完成一次閉合打開動作時，第一與非門Ul發出導通信號，使開關管100導通，當開關SI下一次完成閉合打開動作時，第一與非門Ul發出關閉信號，使開關管100關斷。開關SI所處的電路中，始終沒有電流流過，只有高低電平的傳遞，保證了開關SI的安全，避免了瞬間大電流的衝擊，延長了開關SI的使用壽命。在優選實施例中，LED燈具還包括第二電容C2和第三電容C3，第二電容C2和第三電容C3串聯連接後兩端分別連接第一與非門Ul的兩個輸入端，第二電容C2和第三電容C3之間接地。在開關SI引線較長時，第二電容C2和第三電容C3對線路的幹擾信號進行濾波，在其他實施方式中，可省略。在開關SI引線較長時，第二電容C2和第三電容C3對線路的幹擾信號進行濾波，在其他實施方式中，可省略。開關管100串接在LED光源LEDl所在的迴路中，為LED光源LEDl的工作提供關斷和導通服務。在LED光源LEDl需要工作時，通過觸發單元100控制開關管100導通，LED光源LEDl所在的迴路正常工作。在LED光源LEDl不需要工作時，通過觸發單元100控制開關管100關斷，LED光源LEDl所在的迴路不能形成閉合迴路，沒有電流流過LED光源LED1，LED光源LEDl不工作。優選的，開關管100為MOS管，MOS管的柵極連接第三電阻R3遠離第一與非門Ul的一端，MOS管的源極、漏極、LED光源LEDl以及電源BTl串聯連接。優選的，開關管100為三極體Ql，三極體Ql的基極連接第三電阻R3遠離第一與非門Ul的一端，三極體Ql的集電極、發射極、LED光源LEDl以及電源BTl串聯連接。可以理解，開關管100還可以為可控矽等其他起開關作用的開關元件，開關元件具有兩個輸入端，和一控制端，控制端根據控制端上的高低電平來實現導通和關斷功能。LED光源LEDl為多個發光二極體串聯而成、多個發光二極體並聯而成或多個發光二極體串並聯結合的陣列。可以理解，LED光源也可以是單個反光二極體。電源BTl為LED光源LEDl提供電源，電源BTl多為鋰電池和乾電池。開關SI 一種電子開關，使用時輕輕點按開關按鈕就可使開關接通，當鬆開手時開關即斷開，其內部結構是靠金屬彈片受力彈動來實現通斷的。開關Si的閉合打開總是一同發生，即按下開關SI時，開關SI閉合，鬆手時開關SI打開。下面以開關管100為三極體Ql為例分析本實施方式的工作原理，其他開關元件的
原理一樣，也就不一一贅述:1、靜態分析:當電路接上電源BTl供電後，由於第一電容Cl接地，故Cl靠近第二電阻R2的一端為低電平,第一與非門Ul的輸出端同樣為低電平,第一與非門Ul輸出端的低電平通過正反饋第一電阻Rl反饋至第二與非門U2的兩個輸入端，使第二與非門U2的輸出端為高電平，第二與非門U2輸出端的高電平通過第五電阻R5至第一與非門Ul 一個輸入端，而第一與非門Ul的另一輸入端連接電源BTl正極,故第一與非門Ul的另一輸入端5 —直為高電平，使第一與非門的輸出端4 一直為低電平,並一直維持。第一與非門Ul輸出端4的低電平使開關三極體Ql截止，靜態時LED光源LEDl不亮。2.開啟分析:第一與非門Ul輸出端一直保持低電平時，當第一次按下開關SI時，由於第二與非門U2輸出端的高電平通過第五電阻R5向第一電容Cl充電,在開關SI接通的瞬間，由於第一電容Cl不能突變，與開關SI連接的第一與非門Ul的輸入端為低電平，之後開關SI彈起斷開，第一與非門Ul的輸入端的低電平就決定了第一與非門Ul輸出端為高電平。第一與非門Ul的高電平通過第一電阻Rl、第二與非門U2構成正反饋，使第一與非門Ul輸出端的高電平維持。此高電平通過第二電阻R2向第一電容Cl充電並使三極體Ql導通，點亮LED光源LEDl，實現單鍵開啟的功能。但當LED光源LEDl和開關SI離得比較遠時，控制線路的導線過長容易受到其他信號的幹擾，造成控制電路無動作。第二電容C2和第三電容C3對幹擾信號進行濾波，使控制更精準。3.關斷分析:由於在開啟時，第一電容Cl通過第二電阻R2的充電，已經使第一電容Cl充滿了電，即第一電容Cl靠近第二電阻R2的一端為高電平。當再次按下開關SI時，第一與非門Ul連接開關SI的一端為高電平，與第一與非門Ul另一端的高電平共同作用，使第一與非門Ul的輸出端為低電平。第一與非門Ul的輸出端的低電平通過正反饋電路第一電阻R1、第二與非門U2、第五電阻R5和第一與非門，使第一與非門Ul的輸出端維持低電平，使三極體Ql截止，熄滅LED光源LEDl，實現關斷的功能。第一與非門Ul的輸出端的低電平使第一電容Cl通過第二電阻R2放電，使第一電容Cl又回到低電平狀態，為下一次的開啟做準備。上述開關SI電路中的開關SI在閉合和打開時，由於開關SI無論處於何種狀態，都不會有電流流過，避免了瞬間電流對開關Si和負載的損害。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種單鍵開關控制電路，其特徵在於，包括第一與非門U1、第二與非門U2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管、負載、電源以及開關SI，所述開關管的兩個接入端、所述負載以及所述電源串聯連接形成迴路，所述第一與非門Ul的輸出端通過第三電阻R3連接開關管的控制端，所述第二與非門U2的兩個輸入端相互連接後通過第一電阻Rl連接所述第一與非門Ul的輸出端，所述第二與非門U2的輸出端通過第五電阻R5連接所述第一與非門Ul的一輸入端,所述第一與非門Ul的一輸入端依次連接所述開關S1、第二電阻R2以及所述第一與非門Ul的輸出端，所述第一與非門的另一輸入端通過第四電阻R4連接所述電源，所述開關SI與所述第二電阻R2之間通過所述第一電容Cl接地。
2.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特徵在於，所述開關管為MOS管，所述MOS管的柵極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述MOS管的源極、漏極、負載以及電源串聯連接。
3.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特徵在於，所述開關管為三極體，所述三極體的基極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述三極體的集電極、發射極、負載以及電源串聯連接。
4.根據權利要求1所述的單鍵開關控制電路，其特徵在於，所述單鍵開關控制電路包括第二電容C2和第三電容C3，所述第二電容C2和第三電容C3串聯連接後兩端分別連接所述第一與非門的兩個輸入端，所述第二電容C2和第三電容C3之間接地。
5.一種LED燈具，包括LED光源，其特徵在於，包括第一與非門Ul、第二與非門U2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管、電源以及開關SI，所述開關管的兩個接入端、所述LED光源以及所述電源串聯連接形成迴路，所述第一與非門Ul的輸出端通過第三電阻R3連接開關管的控制端，所述第二與非門U2的兩個輸入端相互連接後通過第一電阻Rl連接所述第一與非門Ul的輸出端，所述第二與非門U2的輸出端通過第五電阻R5連接所述第一與非門Ul的一輸入端，所述第一與非門Ul的一輸入端依次連接所述開關S1、第二電阻R2以及所述第一與非門Ul的輸出端，所述第一與非門的另一輸入端通過第四電阻R4連接所述電源，所述開關SI與所述第二電阻R2之間通過所述第一電容Cl接地。
6.根據權利要求5所述的LED燈具，其特徵在於，所述開關管為MOS管，所述MOS管的柵極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述MOS管的源極、漏極、所述LED光源以及電源串聯連接。
7.根據權利要求5所述的LED燈具，其特徵在於，所述開關管為三極體，所述三極體的基極連接所述第三電阻R3遠離所述第一與非門Ul的一端，所述三極體的集電極、發射極、所述LED光源以及電源串聯連接。
8.根據權利要求5所述的LED燈具，其特徵在於，所述LED燈具還包括第二電容C2和第三電容C3，所述第二電容C2和第三電容C3串聯連接後兩端分別連接所述第一與非門的兩個輸入端，所述第二電容C2和第三電容C3之間接地。
全文摘要
一種單鍵開關控制電路，包括第一與非門U1、第二與非門U2、第一電容C1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、開關管、負載、電源以及開關S1，所述開關管的兩個接入端、所述負載以及所述電源串聯連接形成迴路，所述第一與非門U1的輸出端通過第三電阻R3連接開關管的控制端。上述單鍵開關控制電路，通過開關管、第一非門電、第二與非門等組成單鍵開關控制電路，避免了開關處於負載迴路時可能出現的打火，延長了開關和負載的壽命。
文檔編號H05B37/02GK103179726SQ20111043561
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者周明傑, 管偉芳 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