一種led控制器狀態轉換電路的製作方法
2023-05-24 04:06:16 1
專利名稱：一種led控制器狀態轉換電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及環保節能電子產品，具體涉及一種LED照明中LED控制器的狀態轉換 電路。
背景技術：
高端LED手電筒採用專用控制器可實現全亮、半亮、快閃、SOS等多種功能，因而狀
態轉換電路是多功能LED手電筒控制器中的一個關鍵單元，其作用是實現在多個功能之間
的狀態切換。狀態轉換電路一般由外接開關以及內部的脈衝信號產生器、狀態機和上電復 位等電路組成。 —種常用的LED手電筒控制器方案，如圖1所示，上電以後LED控制器始終與電池 保持電氣連接。開關連接至LED控制器的一個專用引腳ON/OFF。當開關在導通與斷開兩種 狀態之間進行切換時，LED控制器檢測開關的動作並在內部產生脈衝信號，此脈衝信號用作 狀態機的觸發脈衝，即可實現狀態機的狀態轉換。其中開關僅為狀態轉換開關。
另一種常用的LED手電筒控制器方案，如圖2所示，與上一種方案不同的是當開 關斷開時，LED控制器及LED燈與電池不再構成電流迴路，所以關斷後電池不耗電。此種方
案需要在開關斷開期間實現狀態轉換，所以需外接一個電容實現記憶功能。為了檢測到開 關的動作，電容一端連接到電池正極，另外一端連接到控制器的一個專用引腳VC，通過檢測
此引腳的電壓或電流可識別開關的動作從而產生脈衝信號，此脈衝信號用作狀態機的觸發 脈衝，即可實現狀態機的狀態轉換。其中開關為電源及狀態轉換開關。
圖1所示電路的缺點在於上電後電池始終耗電，另外此LED控制器至少需要四個 引腳VDD、VSS、ON/OFF、LED(LED只需佔用一個引腳可將陽極接電池或者將陰極接地)，其 中0N/0FF引腳為狀態轉換電路所必需。 圖2所示LED控制器同樣至少需要四個引腳VDD、VSS、VC、LED，其中VC引腳為狀 態轉換電路所用，這樣不利於電路布線，也增加LED控制器的製造難度和成本。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是，如何提供一種LED控制器的狀態轉換電路，能減 少LED控制器一個引腳。 本發明的技術問題這樣解決構建一種LED控制器的狀態轉換電路，包括與LED控 制器電源輸入端和電源地輸入端對應連接的直流電源及其開關，其特徵在於，還包括跨接 在所述電源和電源地輸入端上的電容，所述LED控制器檢測所述電源輸入端電壓進行狀態 轉換。 按照本發明提供的狀態轉換電路，所述開關與所述直流電源正極或者負極連接。
按照本發明提供的狀態轉換電路，所述LED控制器包括依次連接的電壓檢測單 元、狀態機和控制單元，所述電壓檢測單元還輸出連接所述控制單元。 按照本發明提供的狀態轉換電路，所述電壓檢測單元包括但不限制於採用電壓比
3較器進行檢測；所述狀態機包括但不限制於採用觸發器電路或門級電路實現。 按照本發明提供的狀態轉換電路，所述LED控制器還包括與所述狀態機連接的上
電復位單元。 按照本發明提供的狀態轉換電路，所述LED控制器連接LED燈陰極，則LED燈陽極 連接所述直流電源正極，或所述LED控制器連接LED燈陽極，則LED燈陰極連接所述直流電 源負極。 按照本發明提供的狀態轉換電路，該電路包括但不限制於應用在LED手電筒中。
本發明提供的LED控制器的狀態轉換電路，合併檢測腳和電源腳，使LED控制器能 減少一個引腳，從而縮減電路成本，方便了電路布線。
下面結合附圖和具體實施例進一步對本發明進行詳細說明。 圖1是一種傳統LED手電筒電路連接示意圖； 圖2是另一種傳統LED手電筒電路連接示意圖； 圖3是本發明LED手電筒電路連接示意圖； 圖4是圖3中LED控制器內狀態轉換電路原理示意圖； 圖5是圖4所示電路對應控制信號時序示意圖； 圖6是圖3中LED控制器內電壓檢測單元電路原理圖； 圖7是本發明一種具體實施例電路原理示意圖； 圖8是本發明另一種具體實施例電路原理示意圖。
具體實施例方式
本發明LED手電筒，如圖3所示，由電池、電容、開關、LED控制器和LED燈組成。其 中LED控制器僅需要三個引腳VDD、 VSS、 LED (LED燈只需佔用一個引腳可將陽極接電池 或者將陰極接地)；狀態轉換電路由電壓檢測單元和狀態機構成，具體如圖4所示，其具體 工作原理是電壓檢測單元將電源電壓VDD與VTHl相比較，輸出數字電平信號Y作為狀態 機的脈衝觸發信號CP，同時Y也作為控制器的使能信號EN。此狀態轉換電路的關鍵點在於 產生狀態機進行狀態切換所必需的脈衝觸發信號CP。產生該脈衝信號的原理如下開關導 通時，LED控制器的電源VDD之電壓等於電池的電壓VBAT(假定VBAT大於VTHl)，電壓檢測 單元輸出Y為高電平；當開關斷開時LED控制器及LED燈由電容供電，VDD電壓逐漸降低，當 VDD低過設定的閥值電壓VTHl時，電壓檢測單元輸出Y為低電平，使能信號EN為低電平將 關閉LED燈及部分LED控制器電路，電容僅需為LED控制器提供很小的靜態電流，VDD下降 速度變得很慢；當開關再次接通時，VDD電壓上升至電池電壓VBAT，電壓檢測單元輸出Y變 為高電平。其中開關、電源電壓VDD以及電壓檢測電路Y的波形，如圖5所示，圖中T0FF為 開關斷開時間，Tl為電源VDD之電壓由VBAT下降至VTHl所需時間，T2為電容電壓從VTHl 開始下降直至TOFF結束所持續的時間。 說明由於在T1階段Y為高電平，使能信號EN有效，所以電容放電電流較大，放電 速度快，Tl持續時間較短；在T2階段Y為低電平，使能信號EN將關閉大部分耗電電路，所 以電容放電電流很小，放電速度慢。從上圖可以看出，為保證開關動作時電壓檢測單元之輸出Y產生脈衝信號則開關關斷時間T0FF需大於T1。此外，為避免電容過度放電以致電源電
壓VDD過低而使得電路無法正確實現記憶功能則開關關斷時間TOFF不能大於T3 (T3為電
容從電池電壓VBAT放電至能夠保證電路記憶功能的最低臨界電壓所需時間)。通過選擇電
容的大小可調節時間常數Tl和T3。通常T3遠大於Tl。 為保證開關有效觸發狀態轉換則關斷時間TOFF需滿足以下條件 如果TOFF小於Tl則無脈衝信號出現，狀態機將停留在上次狀態；如果TOFF大於
T3則再次接通開關時會由上電復位電路將狀態機恢復至第一狀態。 本發明中的電壓檢測單元可以由比較器實現，如圖6所示，也可以由其它方法實
現，只要其功能是實現對電源電壓的檢測都屬於本發明所申請之保護範圍。 本發明中的狀態機則屬於常見數字電路，很容易由觸發器及門級電路來實現。 本發明LED手電筒的一個具體實施例，如圖7所示，開關接在電池的負極，狀態轉
換部分由電池、開關以及LED控制器中的電壓檢測單元和狀態機組成，LED控制器中上電復
位是為了保證在初始上電時LED進入設定的第一個狀態，如果不需要對上電時的LED之初
始狀態嚴格定義則可以不用上電復位電路。本發明LED手電筒的另一個具體實施例，如圖
8所示，開關接在電池的正極。 以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求範圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明權利要求的涵蓋範圍。
權利要求
一種LED控制器的狀態轉換電路，包括與LED控制器電源輸入端和電源地輸入端對應連接的直流電源及其開關，其特徵在於，還包括跨接在所述電源和電源地輸入端上的電容，所述LED控制器檢測所述電源輸入端電壓進行狀態轉換。
2. 根據權利要求1所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述開關與所述直流電源正極連接。
3. 根據權利要求1所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述開關與所述直流電源負極連接。
4. 根據權利要求l所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述LED控制器包括依次連接的電 壓檢測單元、狀態機和控制單元，所述電壓檢測單元還輸出連接所述控制單元。
5. 根據權利要求4所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述電壓檢測單元包括與電壓比 較器。
6. 根據權利要求4所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述狀態機是觸發器電路或門級 電路。
7. 根據權利要求4所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述LED控制器還包括與所述狀態 機連接的上電復位單元。
8. 根據權利要求1所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述LED控制器連接所述LED燈陰 極，所述LED燈陽極連接所述直流電源正極。
9. 根據權利要求1所述狀態轉換電路，其特徵在於，所述LED控制器連接所述LED燈陽 極，所述LED燈陰極連接所述直流電源負極。
全文摘要
本發明涉及一種LED控制器的狀態轉換電路，包括與LED控制器電源輸入端和電源地輸入端對應連接的直流電源及其開關，還包括跨接在所述電源和電源地輸入端上的電容，所述LED控制器檢測所述電源輸入端電壓進行狀態轉換，這樣實現了LED控制器檢測輸入端和電源輸入端的合併。這種狀態轉換電路，使LED控制器減少一個引腳，從而縮減電路成本，方便電路布線。
文檔編號H05B37/02GK101715261SQ200910108689
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者廖少雄, 李永紅, 毛曉峰, 黃朝剛 申請人:深圳市泉芯電子技術有限公司;廣州虎輝照明科技公司