一种电源开关调亮度LED灯控制器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电源开关调LED灯亮度的控制器及其控制方法，它主要由一个典型LED灯开关电源加上单片机辅助设置亮度构成，实现了(用原有的)普通电灯开关调(新装的)LED灯亮度，使LED灯在低亮度状态下特别节能、长寿的特性充分挥。随着住房改善，许多房间并不需要总是高亮，但关灯也缺乏人气，有省电的低亮就很理想；另如看电视、上电脑、玩手机也不需要高亮。本发明专利技术采用逐次瞬间关电来调LED灯亮度，使原有的普通灯开关及线路无须改变就可直接装上可调亮度LED灯，并仍用原普通灯开关来调亮度。得益于单片机的智能判断、状态储存，即使有4档以上的亮度设置，操作体验仍可设计得很好，包括一次开关在两个预存亮度中轮换；刚开灯总恢复最近用过的亮度。

Power supply switch brightness LED lamp controller and control method thereof

The invention discloses a power switch controller adjust the brightness of the LED lamp and its control method, which is mainly composed of a typical LED lamp switching power supply with single-chip auxiliary set brightness, the (original) common lamp switch (New) LED lamp brightness, the LED lamp in low light condition characteristics in particular, such longevity in full swing. With the improvement of housing, many rooms do not always need to highlight, but the lights are also lack of popularity, there is a low power saving light is ideal; another such as watching TV, on the computer, playing the phone does not need to highlight. The invention adopts the power supply of the LED lamp to adjust the brightness of the LED lamp through a plurality of instantaneous power switches, so that the original ordinary lamp switch and the circuit can be directly installed with an adjustable brightness lamp without changing. Intelligent judgment, state due to the chip storage, even if there are 4 levels above the brightness settings, operating experience can be well designed, including a switch in the two stored in brightness rotation; just lights have recently used the total recovery of brightness.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及照明灯亮度控制及家用电器控制领域，尤其涉及一种电源开关调亮度LED灯控制器及其控制方法。
技术介绍
目前LED灯的应用推广以替代传统照明灯为主，大多不具调亮度功能，因此并未体现出LED灯在低亮度状态下特别节能、长寿的特性。虽然市场也有可调亮度的LED灯，但调节亮度的操作面板安装或用遥控器增加了复杂性。仅用一只普通电源开关调灯亮度或电扇风速，具有结构简单、安装方便，不用改造墙上原有线路或加装调节操作面板。目前实现这种控制的专用IC芯片几乎没有，特别是要求功能完善的。然而当前是微处理器(MCU)控制的顶盛时期，新型单片机除具有典型的微处理器功能外，出现了大量集成常用典型功能部件的趋势，使得常用功能电路可直接由单片机实现并具智能化功能扩展、替代大量测控部件使电路变得极简单，本专利技术就是这种新单片机设计方法的集中体现。本专利技术充分利用了国产宏晶STC15系列单片机具有停机微功耗模式超时退出功能、电源脚低压检测及中断功能、内带断电非易失存贮器EEPROM使历史状态断电保存、各IO口四状态配置(准双向、推挽强上拉输出、纯输入、开漏输出)、以及不用晶振及上电复位电路，使除了正负电源脚外的所有引脚都是IO口，这对简洁的8脚单片机尤为重要。正是对以上所述单片机新特性的恰到好处地充分运用，从本专利技术所述的各种类型的连接关系中可看到，几乎就是单片机带几个电阻电容接到原开关电源中的2、3个点即成。因此单片机变成了专用IC，功能开发变成软件编程，硬件生产成本、制作工艺几乎不变。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种电源开关调亮度LED灯控制器及其控制方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种电源开关调亮度LED灯控制器，通过电源开关调节LED灯亮度，它主要由装在一个盒中的开关电源、单片机、二极管D、断电瞬间供电电容C、若干电阻组成；电源开关设置在开关电源的电源输入进线的任意处；所述开关电源为隔离型LED灯开关电源，其用稳压比较器TL431作反馈采样比较，或DC-DC类芯片构成的直流降压、升压LED灯开关电源，其芯片有反馈采样比较的FB脚，或非隔离LED灯恒流开关电源，其芯片有调亮控制脚或反馈控制脚，其上还应包括光耦隔离器件；所述开关电源输出的LED灯电源+，经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D的负极和电容C的正端都同单片机电源+连接，电容C的负端、单片机接地脚G、LED灯电源-连接在一起接地；若干单片机I/O口Pk.n均串一个电阻R，所有电阻R均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。进一步的，对所述开关电源为隔离型LED灯开关电源时，其用稳压比较器TL431作反馈采样比较，若干单片机I/O口Pk.n串不同数值的电阻R，所有电阻R均与稳压比较器TL431的Ref极反馈采样比较点相连。进一步的，对所述开关电源为DC-DC类芯片构成的直流降压、升压LED灯开关电源时，其芯片有反馈采样比较的FB脚，若干单片机I/O口Pk.n串不同数值的电阻R，所有电阻R均与芯片的FB脚相连；对升压型LED灯电源，降压+5V稳压的输入端与电源进线的直流供电正极相连；对降压型LED灯电源，降压+5V稳压的输入端与LED灯电源正极相连。进一步的，对所述开关电源为非隔离LED灯恒流开关电源，其芯片有调亮控制脚或反馈控制脚，其上还应包括光耦隔离器件；若干单片机I/O口Pk.n串不同数值的电阻R，所有电阻R均与光耦的输入二极管的负极相连；光耦的输入二极管的正极接单片机电源正极；光耦的输出部分接反馈控制脚：对非隔离型开关电源以上边输出的，光耦的输出部分的集电极接反馈控制脚、发射极接非隔离型开关电源的电源输入负极；对非隔离型开关电源以下边输出的，光耦的输出部分的发射极接反馈控制脚、集电极接非隔离型开关电源中的驱动芯片的工作电压输入Vdd脚。进一步的，所述断电瞬间供电电容C的容量取值要求为当单片机进入停机微功耗模式时保持约1秒供电，所述单片机首选具有停机微功耗模式带定时退出功能的单片机，或单片机选有IDLE空闲模式能响应定时器中断的；所述单片机电源脚具有低压检测或中断功能；所述单片机若采用国产宏晶STC15系列单片机，其电源脚低压检测阈值可选产品所具有的高电压值设定；所述单片机的I/O口Pk.n输出形态可配置、用配置成开漏型输出的若干I/O口Pk.n串电阻R对LED灯开关电源设置亮度；所述单片机内带断电非易失存贮器EEPROM、单片机可取消/无外部晶振电路和上电复位电路。进一步的，还可包括MOS管M，MOS管M的源极接地，MOS管M的栅极接单片机I/O口Pk.n，MOS管M的漏极变为LED灯电源输出负端，原开关电源LED灯电源输出负端接地；对没有MOS管M的，开关电源LED灯电源输出负端就是LED灯电源输出负端，接地；进一步的，还可包括用两只晶体管T1、T2，一只MOS管M，二只二极管D1、D2，五只电阻R1-R5，实现的两口线调三档亮度及不断电关灯的控制扩展：二个单片机I/O口Pk.n分别串限流电阻R1、R2连接到各自的倒相晶体管T1、T2基极，T1、T2集电极分别串电阻R3、R4连接到反馈采样比较点(6)，同时这两个单片机I/O口Pk.n分别接二极管D1、D2的正极，二极管D1、D2的负极并在一起接MOS管M的栅极，MOS管M的栅极还接电阻R5到地，MOS管M的漏极为LED灯电源输出负端，构成了逻辑或的LED灯输出控制。进一步的，还包括讯响灯，所述讯响灯是LED指示灯，同单片机I/O口Pk.n连接；或，所述讯响灯是蜂鸣器，同单片机I/O口Pk.n连接；还可包括外接讯响灯，所述外接讯响灯可以是LED指示灯或蜂鸣器、或各档都有LED指示灯、及再包括通电指示灯、或LED显示屏，此时用若干单片机I/O口Pk.n连接若干LED指示灯或LED显示屏；所述电源开关是电源总开关，为带锁按钮、船型开关、拔动开关、旋钮开关或拉线开关。本专利技术还提供一种建立在上述的电源开关调亮度LED灯控制器硬件基础上的控制方法，包括以下操作规则：电源开关的快速关断又开启作为亮度设定操作，具体操作规则如下：所述单片机根据电源开关的一次关断又开启，且断电时间少于1秒，确定为亮度设定操作，简称“短关”，首次短关总是将亮度恢复到上次保存的亮度；紧接着再短关，亮度加一档；不断短关，亮度逐档递增；到最亮档时，讯响灯或外接讯响灯亮或嘀声响一下，再后即为最暗档，依次轮换；到某档亮度不变超过1秒，该档亮度即为最近预存；关灯时间超过1秒后下次开启就恢复到最近预存档亮度，不改变预存；若短关调亮，新的亮度又为最近预存，前面的最近预存变为上次预存，供随时按一下短关就切换到上次预存档；亮度或还要变色分档为4档及4档以上时，可设置3个以上预存档；预存就是将调档数据保存在单片机内带的断电非易失存贮器EEPROM中。对三档及三档以下的调亮度，可简化为：短关就是增亮一档的操作，到最亮档时，讯响灯或外接讯响灯亮或嘀声响一下，再后即为最暗档，依次轮换；讯响灯及外接讯响灯也可不用或取消；可要求关灯后下次开启总是恢复到上次用过的亮度。本专利技术还提供一种电源开关调亮LED灯，包括LED灯以及上述的电源开关调亮度LED灯控制器；所述LED灯的正极与开关电源输出的L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源开关调亮度LED灯控制器，通过电源开关(1)调节LED灯亮度，其特征在于，它主要由装在一个盒中的开关电源(2)、单片机、二极管D、断电瞬间供电电容C、若干电阻(7)组成；电源开关(1)设置在开关电源(2)的电源输入进线的任意处；所述开关电源(2)为隔离型LED灯开关电源，其用稳压比较器TL431作反馈采样比较，或DC‑DC类芯片构成的直流降压、升压LED灯开关电源，其芯片有反馈采样比较的FB脚，或非隔离LED灯恒流开关电源，其芯片有调亮控制脚或反馈控制脚，其上还应包括光耦隔离器件；所述开关电源(2)输出的LED灯电源+，经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D的负极和电容C的正端都同单片机电源+(8)连接，电容C的负端、单片机接地脚G、LED灯电源‑连接在一起接地；若干单片机I/O口Pk.n(10)均串一个电阻R(7)，所有电阻R(7)均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电源开关调亮度LED灯控制器，通过电源开关(1)调节LED灯亮度，其特征在于，它主要由装在一个盒中的开关电源(2)、单片机、二极管D、断电瞬间供电电容C、若干电阻(7)组成；电源开关(1)设置在开关电源(2)的电源输入进线的任意处；所述开关电源(2)为隔离型LED灯开关电源，其用稳压比较器TL431作反馈采样比较，或DC-DC类芯片构成的直流降压、升压LED灯开关电源，其芯片有反馈采样比较的FB脚，或非隔离LED灯恒流开关电源，其芯片有调亮控制脚或反馈控制脚，其上还应包括光耦隔离器件；所述开关电源(2)输出的LED灯电源+，经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D的负极和电容C的正端都同单片机电源+(8)连接，电容C的负端、单片机接地脚G、LED灯电源-连接在一起接地；若干单片机I/O口Pk.n(10)均串一个电阻R(7)，所有电阻R(7)均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。2.根据权利要求1所述的电源开关调亮度LED灯控制器，其特征在于，对所述开关电源(2)为隔离型LED灯开关电源时，其用稳压比较器TL431作反馈采样比较，若干单片机I/O口Pk.n(10)串不同数值的电阻R(7)，所有电阻R(7)均与稳压比较器TL431的Ref极反馈采样比较点(6)相连。3.根据权利要求1所述的电源开关调亮度LED灯控制器，其特征在于，对所述开关电源(2)为DC-DC类芯片构成的直流降压、升压LED灯开关电源时，其芯片有反馈采样比较的FB脚，若干单片机I/O口Pk.n(10)串不同数值的电阻R(7)，所有电阻R(7)均与芯片的FB脚(6)相连；对升压型LED灯电源，降压+5V稳压的输入端与电源进线的直流供电正极相连；对降压型LED灯电源，降压+5V稳压的输入端与LED灯电源正极相连。4.根据权利要求1所述的电源开关调亮度LED灯控制器，其特征在于，对所述开关电源(2)为非隔离LED灯恒流开关电源，其芯片有调亮控制脚或反馈控制脚，其上还应包括光耦隔离器件；若干单片机I/O口Pk.n(10)串不同数值的电阻R(7)，所有电阻R(7)均与光耦的输入二极管的负极相连；光耦的输入二极管的正极接单片机电源正极(8)；光耦的输出部分接反馈控制脚(9)：对非隔离型开关电源以上边输出的，光耦的输出部分的集电极接反馈控制脚(9)、发射极接非隔离型开关电源的电源输入负极；对非隔离型开关电源以下边输出的，光耦的输出部分的发射极接反馈控制脚(9)、集电极接非隔离型开关电源中的驱动芯片的工作电压输入Vdd脚。5.根据权利要求1所述的电源开关调亮度LED灯控制器，其特征在于，所述断电瞬间供电电容C的容量取值要求为当单片机进入停机微功耗模式时保持约1秒供电，所述单片机首选具有停机微功耗模式带定时退出功能的单片机，或单片机选有IDLE空闲模式能响应定时器中断的；所述单片机电源脚(8)具有低压检测或中断功能；所述单片机若采用国产宏晶STC15系列单片机，其电源脚低压检测阈值可选产品所具有的高电压值设定；所述单片机的I/O口Pk.n(10)输出形态可配置、用配置成开漏型输出的若干I/O口Pk.n(10)串电阻R(7)对LED灯开关电源(2)设置亮度；所述单片机内带断电非易失存贮器EEPROM、单片机可取消/无外部晶振电路和上电复位电路。6.根据权利要求5、及2-4任一项所述的电源开关调亮度LED灯控制器，其特征在于，还可包括MOS管M...

【专利技术属性】
技术研发人员：金隐华，刘恩茂，吴非逸，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33