一種可調光的充電照明裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種可調光的充電照明裝置，電源變換器輸入電壓，并通過正向保護二極管實現電源變換器防反接保護；電池充電管理電路運用電源變換器輸出的穩定電壓為鋰電池充電，鋰電池通過LED驅動電路驅動LED燈發光，CPU控制輸入給LED驅動電路的信號，通過對占空比脈寬調節實現照明亮度的調節；CPU通過AD采集鋰電池電壓來檢測鋰電池的電量，并通過開關量檢查來讀取按鍵信息，根據所采集的鋰電池電量和按鍵信息輸出不同占空比的PWM方波給LED驅動電路實現調光。本實用新型專利技術降低了LED驅動的功耗，提高了LED照明裝置的效率，能夠在短時間內完成電池充電。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種照明裝置。
技術介紹
隨著戶外運動越來越受到人們的歡迎，野外宿營在所難免，而可靠的照明設備也就必不可少。目前微電子技術不斷發展，數字式控制芯片的可靠性和高精度得到很大的提高，現有照明裝置主要采用可控硅調光器和與可控硅調光器串接的電源，這種調光的功耗比較大，相對而言PWM調光功耗更低，更符合節約和環保的要求。而目前利用PWM調光的LED燈，功能比較單一，缺少充電和電池管理系統，不能實現快速充電和長時間使用電池照明的功能，無法將低功耗的照明裝置應用到可攜帶的戶外領域。綜上所述，需要技術一種綜合運用了電池充電管理技術和PWM調光技術的便 捷式照明裝置，供長時間利用電池照明的場合使用。
技術實現思路
為了克服現有技術功耗大、電源的效率低、不便于完成快速充電和方便攜帶等不足，本技術提供了一種照明裝置，運用PWM調光技術降低功耗，運用電池充電管理技術為照明裝置充電，使其便于攜帶。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是包括電源變換器、電池充電管理電路、鋰電池、LED燈驅動電路和CPU。電源變換器使用寬輸入范圍(4. 5V 36V)單芯片DC-DC逆變器實現，可實現寬輸入電壓范圍，并且通過正向保護二極管實現電源變換器防反接保護功能。電池充電管理電路則是運用電源變換器輸出的穩定電壓為鋰電池充電，充電過程采用恒流充電，通過調節充電電阻的阻值可以改變恒流充電的電流值，本技術中采用I. 5A的充電電流，為電池快速充電。鋰電池通過LED驅動電路驅動LED燈發光，為實現對照明亮度的調節，CPU控制輸入給LED驅動電路的信號，通過對占空比脈寬調節實現照明亮度的調節。為實現電池電壓檢測功能、PWM調光輸出，選用MCU芯片作為系統控制CPU。CPU通過AD采集鋰電池電壓來檢測鋰電池的電量，并通過開關量檢查來讀取按鍵信息，根據所采集的鋰電池電量和按鍵信息輸出不同占空比的PWM方波給驅動電路實現調光。在關機狀態下，CPU處于待機狀態，確保電池儲存時待機電流足夠低。通過電源變換器與電池充電管理電路就可以完成給電池快速充電的功能，當運用電池點亮LED照明燈時，通過用MCU發出不同占空比實現不同亮度照明。本技術的有益效果是與現有技術對比，本技術利用PWM亮度調節技術實現照明亮度的調節，大大降低了 LED驅動的功耗，提高了 LED照明裝置的效率，節約電能消耗；同時，本技術配備了快速充電電路，在短時間內完成電池充電；二者結合充分實現了低功耗、可長時間電池工作的照明功能。本技術的特點在于(I)使用了 PWM調光技術，本裝置采用Micochip公司的12f683MCU,其具有寬范圍工作電壓，最高8M的內部震蕩器，低功耗，且配有AD轉換電路，完全可以實現根據指令發出不同占空比的PWM ； (2)在低功耗的基礎上，配備了電池充電管理電路，本裝置采用MPS公司的MP2607，可實現對鋰電池的智能化充放電管理，自帶電池溫度監測熱敏電阻輸入接口防止電池過熱。(3)電源變換器電路，本裝置采用MPS公司的集成穩壓器芯片MP4462，電壓轉換電路使用寬輸入范圍單芯片DC-DC逆變器實現，為滿足寬輸入電壓范圍4. 5V 30V，大大提高了電池充電的方便性。附圖說明圖I :本技術所述LED整體的結構示意圖；圖2 :電源變換器電路原理圖；圖3 :電池充電管理電路原理圖；圖4 =CPU及LED驅動電路原理圖。具體實施方式本技術包括電源變換器、電池充電管理電路、鋰電池、LED燈驅動電路和CPU。電源變換器使用寬輸入范圍(4. 5V 36V)單芯片DC-DC逆變器實現，可實現寬輸入電壓范圍，并且通過正向保護二極管實現電源變換器防反接保護功能。電池充電管理電路則是運用電源變換器輸出的穩定電壓為鋰電池充電，充電過程采用恒流充電，通過調節充電電阻的阻值可以改變恒流充電的電流值，本技術中采用I. 5A的充電電流，為電池快速充電。LED驅動電路驅動LED燈發光，為實現對照明亮度的調節，CPU控制輸入給LED驅動電路的信號，通過對占空比脈寬調節實現照明亮度的調節。為實現電池電壓檢測功能、PWM調光輸出，選用MCU芯片作為系統控制CPU。CPU通過AD采集鋰電池電壓來檢測鋰電池的電量，并通過開關量檢查來讀取按鍵信息，根據所采集的鋰電池電量和按鍵信息輸出不同占空比的PWM方波給驅動電路實現調光。在關機狀態下，CPU處于，確保電池儲存時待機電流足夠低。通過電源變換器與電池充電管理電路就可以完成給電池快速充電的功能，當運用電池點亮LED照明燈時，通過用MCU發出不同占空比實現不同亮度照明。以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。如圖I所示，本技術包含有電源變換器(輸入電壓范圍4. 5V 30V)、電池充電管理電路、鋰電池、LED燈驅動電路、CPU及殼體。電源變換器電路是將4. 5V 30V的電源電壓經過降壓電路，變換為穩定的電壓輸出給電池充電管理電路；電源變換器電路采用MP4462芯片，電路連接關系如圖2所示，Sff管腳與D1、LI、C2形成一個buck電路，輸出電壓由Rl和R2值調節。本技術Rl、R2值選擇270K、56K，輸出電壓VCHG為5V。低正向壓降的肖特基二極管Dl接地并且二極管接近SW引腳以減少開關尖峰。通過VIN連接EN管腳，可以使得在有電壓輸入的情況下使能電源變換器，完成降壓功能。CPMP管腳可以輸出誤差放大器的，這個引腳控制回路頻率補償，其功能使得輸出的電壓更加平穩。R4的值決定著BUCK電路開關頻率程序輸入。本技術選用R4的值為200KQ，開關頻率為900KHZ。電池充電管理電路一方面可以電壓變換器輸出的穩定電壓為電池充電，充電方式采用恒流充電模式；另一方面，管理電池或者用變換器輸出電壓為系統供電，其電路聯接圖如圖3所示，IN為電壓變換器輸出電壓聯接管腳，MODE為電路輸入電壓模式選擇管腳，通過上拉或者下拉選擇電源適配器輸入電壓或者USB輸入電壓，本技術上拉選擇電源適配器模式；ICHSET與外接電阻R12可以選擇電池充電過程中恒流值，本技術選擇R12為1.5K電阻(充電電流為I. 5A)，本技術中電池容量為4200mAh，則充電時間為2. 8小時。TMR與外接電容ClO設置連續充電時間上限，為保證電池能夠一次充完，連續充電上限要大于2. 8小時，故ClO選擇4. 7uF(充電時間上限為7. 2小時)，CEB為芯片使能管腳，低電平有效，故采用下拉接地的方式使能。VSYS作為輸出，給系統供電，同時電路有兩個指示燈，能夠指示充電、充滿、故障狀態。BATT與電池正極相連，用于電池的充電和管理。CPU及LED驅動電路是實現低功耗LED照明的主要電路，其電路連接圖如圖4所示，CPU采用的是Microchip公司的PIC12F683，驅動電路主要采用MPS公司的MP3305芯片驅動LED燈發光。CPU根據KEYl、KEY2按鍵命令以及P⑶、PGC (AD轉換口 )的相關功能信息，由軟件配置不同的占空比并通過GP5管腳向LED驅動電路發出PWM，該管腳發出的PWM由驅動芯片的使能管腳EN接受，MP3305的EN腳在高電平時使能芯片工作，從而運用PWM改變LED的亮度。在驅動電路中，Cl、L本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可調光的充電照明裝置，包括電源變換器、電池充電管理電路、鋰電池、LED燈驅動電路和CPU，其特征在于：電源變換器輸入電壓，并通過正向保護二極管實現電源變換器防反接保護；電池充電管理電路運用電源變換器輸出的穩定電壓為鋰電池充電，鋰電池通過LED驅動電路驅動LED燈發光，CPU控制輸入給LED驅動電路的信號，通過對占空比脈寬調節實現照明亮度的調節；CPU通過AD采集鋰電池電壓來檢測鋰電池的電量，并通過開關量檢查來讀取按鍵信息，根據所采集的鋰電池電量和按鍵信息輸出不同占空比的PWM方波給LED驅動電路實現調光。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周勇，盧剛，楊靜偉，魏世克，李鑫，周廣偉，王嚴偉，張松松，江修立，李東松，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：實用新型
國別省市：