一種電源優化控制的臺燈的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種電源優化控制的臺燈，包括：電源、第一電壓產生電路和第二電壓產生電路，第一電壓產生電路和第二電壓產生電路的輸入端連接到電源，第一電壓產生電路和第二電壓產生電路的輸出端分別連接到第一LED陣列和第二LED陣列。本實用新型的電源優化控制的臺燈，當電池的電量耗盡或損壞，使得其兩端電壓低于偏置電路提供的電壓水平時，比較器將短接開關導通，從而最小化該電池通路的電阻。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及照明領域，特別涉及一種臺燈。 -種電源優化控制的臺燈

【背景技術】
[0002] 臺燈是日常生活所必需的照明裝置，學生寫作業或者看書讀報都需要臺燈照明。 LED(發光二極管)的出現為臺燈帶來了飛躍式發展，由于LED是直流供電，工作電壓等級低， 亮度高，因此，臺燈普遍采用LED照明，通過外置電池來給LED供電。
[0003] 但現有的便攜式LED臺燈的照明時間受電池自身原因限制，照明時間短，而且調 光電路通過傳統的串并聯電阻器實現分壓分流，進而達到調光的目的，這種方式浪費了大 量電能，進一步縮短了電池供電時間，而且調光過程中光照跳變，調光性能差。
[0004] 因此，提供一種供電持續時間長、調光性能好的臺燈是目前亟待解決的問題。 實用新型內容
[0005] 本實用新型提出一種電源優化控制的臺燈，解決了現有的臺燈供電時間短、調光 性能差的問題。
[0006] 本實用新型的技術方案是這樣實現的：
[0007] -種電源優化控制的臺燈，包括：電源、第一電壓產生電路和第二電壓產生電路， 第一電壓產生電路和第二電壓產生電路的輸入端連接到電源，第一電壓產生電路和第二電 壓產生電路的輸出端分別連接到第一 LED陣列和第二LED陣列；
[0008] 所述第一 LED陣列包括兩列串聯連接的LED串，所述第二LED陣列也包括兩列串 聯連接的LED串，四個LED串并排排列，第一 LED陣列的LED串設置兩邊，第二LED陣列的 LED串設置在第一 LED陣列的中間；
[0009] 所述第一電壓產生電路包括：
[0010] 變壓器，包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括 第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到所述電源，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原 邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端；
[0011] 第一開關管，其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其 柵極連接到第一開關驅動器；
[0012] 第一開關驅動器，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二 晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，第一晶體 管和第二晶體管的發射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到電源，第二 晶體管的集電極連接到原邊地電位；
[0013] 第一頻率發生電路，包括第一鎖相環，其連接至晶振；第一低通濾波器，連接至第 一鎖相環的輸出端；第一壓控振蕩器，連接至第一低通濾波器輸出端，其輸出端連接至第一 放大器，第一放大器的輸出端連接到所述第一開關驅動器的控制端；
[0014] 第一二極管，其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到第一電感器的 一端；
[0015] 第一電感器的另一端與第一電容器的公共端連接至第一 LED陣列的第一端，第一 電容器的另一端連接至副邊地電位和第一 LED陣列的第二端；
[0016] 所述第二電壓產生電路包括：
[0017] 第二電感器，其一端連接至所述電源；
[0018] 第二開關管和第三開關管，第二開關管和第三開關管的源極連接在一起且連接至 第二電感器的另一端，第二開關管的漏極連接至副邊地電位，第三開關管的漏極連接至第 二電容器和第二LED陣列第一端，第二電容器的另一端連接至副邊地電位和第二LED陣列 ΛΑ~ -?上山 弟·~-? ；
[0019] 第二開關驅動器，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產 生兩路互補的開關驅動信號，一路耦接至所述第二開關管柵極，另一路耦接至所述第三開 關管柵極；
[0020] 第二頻率發生電路，包括第二鎖相環，其連接至晶振；第二低通濾波器，連接至第 二鎖相環的輸出端；第二壓控振蕩器，連接至第二低通濾波器輸出端，其輸出端一路通過倍 頻器電路反饋至第二鎖相環，另一路輸出至第二放大器，第二放大器的輸出端連接到所述 第二開關驅動器的控制端；
[0021] 所述倍頻器電路包括并聯連接的3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器，所述3倍頻器、6 倍頻器和9倍頻器分別通過第一調節開關、第二調節開關和第三調節開關連接至第二鎖相 環；
[0022] 所述第一調節開關、第二調節開關和第三調節開關與燈座上的按鈕相連接；
[0023] 所述電源為電池組，其電壓為10-20V，所述電池組包括η個串聯連接的電池；與相 應電池并聯連接的η個短接開關；以及，與相應電池并聯耦接的η個短接控制電路，其中所 述每個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，并根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用 以將相應短接開關導通或斷開；所述短接控制電路包括：比較器，具有同相輸入端、反相輸 入端和輸出端；偏置電路，具有正端和負端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述 電池和短接開關并聯耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負端之間，所述短接開關包 括耦接至所述比較器輸出端的控制端；所述短接開關為M0SFET晶體管。
[0024] 可選地，所述第一開關管、第二開關管和第三開關管為M0SFET晶體管。
[0025] 可選地，所述晶振振蕩頻率為100MHz。
[0026] 本實用新型的有益效果是：
[0027] (1)第一 LED陣列為恒亮陣列，提供基本照明，第二LED陣列為調光陣列，通過對頻 率信號的調節改變第二LED陣列的亮度，進而調節燈組的亮度；
[0028] (3)電壓產生電路的輸出端有電容器，電容器上的電壓不能突變，因此燈組的亮度 緩慢變化；
[0029] ( 3 )當電池的電量耗盡或損壞，使得其兩端電壓低于偏置電路提供的電壓水平時， 比較器將短接開關導通，從而最小化該電池通路的電阻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1為本實用新型電源優化控制的臺燈的電路圖；
[0032] 圖2為圖1中第一 LED陣列和第二LED陣列的結構示意圖；
[0033] 圖3為圖1中電源的電路圖。

【具體實施方式】
[0034] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0035] 如圖1所示，本實用新型的一種電源優化控制的臺燈，包括：電源1、第一電壓產生 電路10和第二電壓產生電路20,第一電壓產生電路10和第二電壓產生電路20的輸入端 連接到電源1，第一電壓產生電路10和第二電壓產生電路20的輸出端分別連接到第一 LED 陣列80和第二LED陣列90。
[0036] 具體地，所述第一電壓產生電路10包括：變壓器11，包括原邊繞組和副邊繞組，原 邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到所述 電源1，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端； 第一開關管12,其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連 接到第一開關驅動器13 ;第一開關驅動器13,包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管 為NPN晶體管，第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為 控制端，第一晶體管和第二晶體管的發射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極 連接到電源1，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位；第一頻率發生電路30,包括第一鎖 相環31，其連接至晶振100 ;第一低通濾波器32,連接至第一鎖相環31的輸出端；第一壓控 振蕩器33,連接至第一低通濾波器32輸出端，其輸出端連接至第一放大器35,第一放大器 35的輸出端輸出第一頻率信號Π且連接到所述第一開關驅動器13的控制端。第一二極管 14,其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到第一電感器15 ;第一電感器15與 第一電容器16的公共端連接至第一 LED電路80的第一端，第一電容器16的另一端連接至 副邊地電位和第一 LED陣列80的第二端。
[0037] 所述第二電壓產生電路20包括：第二電感器21，其一端連接至所述電源1 ;第二 開關管22和第三開關管23,第二開關管22和第三開關管23的源極連接在一起且連接至第 二電感器21的另一端，第二開關管22的漏極連接至副邊地電位，第三開關管23的漏極連 接至第二LED陣列90的第一端和第二電容器25,第二電容器25的另一端連接至副邊地電 位和第二LED陣列90的第二端；第二開關驅動器24,其為德州儀器公司UC3714芯片，基于 控制端輸入的時鐘信號產生兩路互補的開關驅動信號，一路耦接至所述第二開關管22柵 極，另一路耦接至所述第三開關管23柵極；第二頻率發生電路40,包括第二鎖相環41，其連 接至晶振100 ;第二低通濾波器42,連接至第二鎖相環41的輸出端；第二壓控振蕩器43,連 接至第二低通濾波器42輸出端，其輸出端一路通過倍頻器電路反饋至第二鎖相環41，另一 路輸出至第二放大器45,第二放大器45的輸出端輸出第二頻率信號f2且連接到所述第二 開關驅動器24的控制端。所述倍頻器電路包括并聯連接的3倍頻器45、6倍頻器46和9 倍頻器47, 3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器分別通過第一調節開關51、第二調節開關52和第 三調節開關53連接至第二鎖相環41 ;所述第一調節開關51、第二調節開關52和第三調節 開關53與燈座上的按鈕相連接，按鈕上標識有亮度值，例如1、2、3檔，通過操作燈座的按鈕 控制相應的調節開關的導通和關斷，控制第二頻率信號f2,實現第二電壓產生電路20輸出 電壓的調節，進而調節第二LED陣列90的溫度。
[0038] 如圖2所示，所述第一 LED陣列80包括兩列串聯連接的LED串，所述第二LED陣 列90也包括兩列串聯連接的LED串，四個LED串并排排列，第一 LED陣列的LED串設置在 兩邊，第二LED陣列的LED串設置在第一 LED陣列的中間。第一 LED陣列90連接在第一電 壓產生電路10和地電位之間，第一頻率信號fl為恒定值，第一電壓產生電路10的輸出電 壓為恒定值，因此第一 LED陣列90為恒亮陣列，提供基本照明；第二LED陣列為調光陣列， 通過對頻率信號f2的調節改變第二LED陣列的亮度，進而調節燈組的亮度。而且，第一電 壓產生電路10的輸出端有電容器16,第二電壓產生電路20的輸出端有電容器25,電容器 上的電壓不能突變，因此燈組的亮度緩慢變化。
[0039] 如圖3所示，電源1為電池組117,其電壓為10-20V，電池組包括η個串聯連接的 電池（211、221、……、2nl)，其中η為自然數；與相應電池并聯連接的η個短接開關（212、 222、……、2η2);以及與相應電池并聯耦接的η個短接控制電路（213、223、……、2η3)，所 述每個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，并根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用 以將相應短接開關導通或斷開，從而在相應電池兩端電壓很低時將該電池短接。圖3中的 短接控制電路（213、223、……、2η3)結構相同，短接控制電路213包括：比較器2101，具有 同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路2102,具有正端和負端，其正端耦接至比較器 2101的同相輸入端；其中電池211和短接開關212并聯耦接在比較器2101的同相輸入端 和偏置電路102的負端之間，所述短接開關212包括耦接至所述比較器2101輸出端的控制 端。在所述電池組電壓短接控制電路213運行時，比較器2101比較其電池211兩端電壓與 偏置電路2102提供的電壓。當電池211的電源耗盡或損壞，使得其兩端電壓低于偏置電路 2102提供的電壓水平時，比較器2101將短接開關212導通，以短接電池211，從而最小化該 電池通路的電阻。所述短接開關可以是三極管、M0SFET晶體管等全控型晶體管。
[0040] 本實用新型中變壓器的變比為1:1，實現原副邊電氣隔離。
[0041] 優選地，所述第一開關管12、第二開關管22和第三開關管23為M0SFET晶體管。
[0042] 優選地，所述晶振100的振蕩頻率為100MHz。
[0043] 本實用新型的臺燈，第一 LED陣列為恒亮陣列，提供基本照明，第二LED陣列為調 光陣列，通過對頻率信號的調節改變第二LED陣列的亮度，進而調節燈組的亮度；電壓產生 電路的輸出端有電容器，電容器上的電壓不能突變，因此燈組的亮度緩慢變化；當電池的電 量耗盡或損壞，使得其兩端電壓低于偏置電路提供的電壓水平時，比較器將短接開關導通， 從而最小化該電池通路的電阻。
[0044] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種電源優化控制的臺燈，其特征在于，包括：電源、第一電壓產生電路和第二電壓 產生電路，第一電壓產生電路和第二電壓產生電路的輸入端連接到電源，第一電壓產生電 路和第二電壓產生電路的輸出端分別連接到第一 LED陣列和第二LED陣列； 所述第一 LED陣列包括兩列串聯連接的LED串，所述第二LED陣列也包括兩列串聯連 接的LED串，四個LED串并排排列，第一 LED陣列的LED串設置兩邊，第二LED陣列的LED 串設置在第一 LED陣列的中間； 所述第一電壓產生電路包括： 變壓器，包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一 端和第二端，原邊繞組第一端連接到所述電源，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞 組第一端和副邊繞組第二端為同名端； 第一開關管，其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極 連接到第一開關驅動器； 第一開關驅動器，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二晶體 管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，第一晶體管和 第二晶體管的發射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到電源，第二晶體 管的集電極連接到原邊地電位； 第一頻率發生電路，包括第一鎖相環，其連接至晶振；第一低通濾波器，連接至第一鎖 相環的輸出端；第一壓控振蕩器，連接至第一低通濾波器輸出端，其輸出端連接至第一放大 器，第一放大器的輸出端連接到所述第一開關驅動器的控制端； 第一二極管，其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到第一電感器的一 端； 第一電感器的另一端與第一電容器的公共端連接至第一 LED陣列的第一端，第一電容 器的另一端連接至副邊地電位和第一 LED陣列的第二端； 所述第二電壓產生電路包括： 第二電感器，其一端連接至所述電源； 第二開關管和第三開關管，第二開關管和第三開關管的源極連接在一起且連接至第二 電感器的另一端，第二開關管的漏極連接至副邊地電位，第三開關管的漏極連接至第二電 容器和第二LED陣列第一端，第二電容器的另一端連接至副邊地電位和第二LED陣列第二 端； 第二開關驅動器，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產生兩 路互補的開關驅動信號，一路耦接至所述第二開關管柵極，另一路耦接至所述第三開關管 柵極； 第二頻率發生電路，包括第二鎖相環，其連接至晶振；第二低通濾波器，連接至第二鎖 相環的輸出端；第二壓控振蕩器，連接至第二低通濾波器輸出端，其輸出端一路通過倍頻器 電路反饋至第二鎖相環，另一路輸出至第二放大器，第二放大器的輸出端連接到所述第二 開關驅動器的控制端； 所述倍頻器電路包括并聯連接的3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器，所述3倍頻器、6倍頻 器和9倍頻器分別通過第一調節開關、第二調節開關和第三調節開關連接至第二鎖相環； 所述第一調節開關、第二調節開關和第三調節開關與燈座上的按鈕相連接； 所述電源為電池組，其電壓為10-20V，所述電池組包括η個串聯連接的電池；與相應電 池并聯連接的η個短接開關；以及，與相應電池并聯耦接的η個短接控制電路，其中所述每 個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，并根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用以將 相應短接開關導通或斷開；所述短接控制電路包括：比較器，具有同相輸入端、反相輸入端 和輸出端；偏置電路，具有正端和負端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述電池 和短接開關并聯耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負端之間，所述短接開關包括耦 接至所述比較器輸出端的控制端；所述短接開關為MOSFET晶體管。
2. 如權利要求1所述的電源優化控制的臺燈，其特征在于，所述第一開關管、第二開關 管和第三開關管為MOSFET晶體管。
3. 如權利要求1所述的電源優化控制的臺燈，其特征在于，所述晶振振蕩頻率為 ΙΟΟΜΗζο
【文檔編號】H05B37/02GK203851329SQ201420191132
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】萬煜 申請人:萬煜