一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源及其控制方法，通过电源开关调节LED灯开关电源，它主要由开关电源、单片机、二极管D、电容C、电阻R、PWM平滑滤波电容C0组成；开关电源输出的LED灯电源正极与单片机取电端相连，单片机取电端经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D负极和电容C的正端都同单片机电源正极连接；单片机的PWM输出口与电阻R的一端相连，电阻R的另一端和电容C0的一端均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。本发明专利技术充分发掘新型单片机潜在功能，以极精简的方式将单片机加入到LED灯开关电源实现电源开关兼调亮度，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。

Single chip microcomputer power switch, dimming LED lamp switching power supply and control method thereof

The invention discloses a single-chip power supply switch light LED light switch power supply and control method of adjusting LED lamp switching power supply through a power supply switch, which is mainly composed of a switching power supply, SCM, diode D, a capacitor C and a resistor R, PWM smoothing filter capacitor C0; switching power supply output LED lamp power anode and take MCU the electric power receiving end connected to SCM connected by a positive step-down regulator with a diode D, D negative and positive end diode capacitor C with MCU power connection; one end of the PWM output port and the resistance of R single chip computer is connected to the end of the other end of the resistor R and capacitor C0 are connected with the voltage comparator TL431 or FB foot or optocoupler isolation device. The invention fully explore the potential new MCU function, will be added to the LED lamp single-chip switching power supply to achieve power switch and adjust the brightness to streamline the way that ordinary light switch and without changing the original line can be directly installed on the adjustable brightness LED lamp, and still use the original ordinary lamp switch to adjust brightness.

【技术实现步骤摘要】
一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源及其控制方法
本专利技术涉及照明灯亮度控制及家用电器控制领域，尤其涉及一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源及其控制方法。
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兼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)控制的鼎盛时期，新型单片机除具有典型的微处理器功能外，还大量集成了常用典型功能部件(如电压检测、ADC、通讯接口、断电数据保存、定时器、PWM输出、设置输出驱动结构)，且外围电路几乎全没了(如晶振电路、上电复位电路)，再加上价格低廉(如国产宏晶STC15F104系列8脚单片机才1元左右)，这使得用单片机来做专用IC条件具备，关键是要选对品种、用足功能、以最小的成本、体积、最精简的连接方式加入单片机。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源及其控制方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源，通过电源开关调节LED灯开关电源，它主要由开关电源、单片机、二极管D、断电瞬间供电电容C、电阻R、PWM平滑滤波电容C0组成；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FB脚作反馈采样比较，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；所述开关电源输出的LED灯电源正极与单片机取电端相连，单片机取电端经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D负极和断电瞬间供电电容C的正端都同单片机电源正极连接，电容C的负端和单片机的电源负端G、及LED灯电源负极均连在一起接地；单片机的PWM输出口与电阻R的一端相连，电阻R的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。进一步的，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，电阻R的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端相连，并同稳压比较器TL431的Ref极反馈采样比较点相连，PWM平滑滤波电容C0的另一端与TL431的阴极相连。进一步的，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FB脚作反馈采样比较，电阻R的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端相连，并同芯片的FB脚相连，PWM平滑滤波电容C0的另一端接地；对升压型LED灯电源，单片机取电端与电源进线的直流供电正极相连；对降压型LED灯电源，单片机取电端与LED灯电源正极相连。进一步的，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；电阻R的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端相连，并同光耦的输入二极管的负极相连；PWM平滑滤波电容C0的另一端与光耦的输入二极管的正极相连后并接单片机电源正极；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、及首选个别脚具有PWM输出功能的，用I/O口Pk.n中的一个经编程设置成开漏型PWM输出口的脚对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；或，所述讯响灯是各档都有LED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单片机电源开关调亮LED灯开关电源硬件基础上的控制方法，具体包括以下操作步骤：电源开关的快速关断又开启作为亮度设定操作，具体步骤如下：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预存的亮度；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，讯响灯亮或嘀响一下，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；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。对亮度分档在3档及3档以下时，短关就是增亮一档的操作；到最亮档时，讯响灯亮或嘀响一下，再后即为最暗档，依次轮换；可要求关灯后下次开启总是恢复到上次用过的亮度。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；本专利技术还提供一种建立在上述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源硬件基础上的控制方法，其特征在于，具体包括以下操作规则：对亮度分档在3档及3档以下时，电源开关的快速关断又开启作为亮度设定操作，具体规则如下：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”，短关就是亮度加一档；到最亮档时，再后即为最暗档，依次轮换；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单片机电源开关调亮LED灯，包括LED灯以及上述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源；所述LED灯的正极与开关电源输出的LED灯电源正极相连，所述LED灯的负极与LED灯电源负极相连。或，包括LED灯、电源开关以及上述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源；所述LED灯的正极与开关电源输出的LED灯电源正极相连，所述LED灯的负极与LED灯电源负极相连；所述电源开关设置在开关电源的电源输入进线的任意处。本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用了国产宏晶ST本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源，通过电源开关(1)调节LED灯开关电源，其特征在于，它主要由开关电源(2)、单片机、二极管D、断电瞬间供电电容C、电阻R(7)、PWM平滑滤波电容C0组成；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FB脚作反馈采样比较，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)输出的LED灯电源正极与单片机取电端(4)相连，单片机取电端(4)经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D负极和断电瞬间供电电容C的正端都同单片机电源正极(8)连接，电容C的负端和单片机的电源负端G、及LED灯电源负极均连在一起接地；单片机的PWM输出口与电阻R(7)的一端相连，电阻R(7)的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。

【技术特征摘要】
1.一种单片机电源开关调亮LED灯开关电源，通过电源开关(1)调节LED灯开关电源，其特征在于，它主要由开关电源(2)、单片机、二极管D、断电瞬间供电电容C、电阻R(7)、PWM平滑滤波电容C0组成；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FB脚作反馈采样比较，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)输出的LED灯电源正极与单片机取电端(4)相连，单片机取电端(4)经降压稳压后与二极管D的正极相连，二极管D负极和断电瞬间供电电容C的正端都同单片机电源正极(8)连接，电容C的负端和单片机的电源负端G、及LED灯电源负极均连在一起接地；单片机的PWM输出口与电阻R(7)的一端相连，电阻R(7)的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端均与稳压比较器TL431或FB脚或光耦隔离器件相连接。2.根据权利要求1所述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源，其特征在于，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，电阻R(7)的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端相连，并同稳压比较器TL431的Ref极反馈采样比较点(6)相连，PWM平滑滤波电容C0的另一端与TL431的阴极相连。3.根据权利要求1所述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源，其特征在于，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FB脚作反馈采样比较，电阻R(7)的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端相连，并同芯片的FB脚(6)相连，PWM平滑滤波电容C0的另一端接地；对升压型LED灯电源，单片机取电端(4)与电源进线的直流供电正极相连；对降压型LED灯电源，单片机取电端(4)与LED灯电源正极相连。4.根据权利要求1所述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源，其特征在于，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；电阻R(7)的另一端和PWM平滑滤波电容C0的一端相连，并同光耦的输入二极管的负极相连；PWM平滑滤波电容C0的另一端与光耦的输入二极管的正极相连后并接单片机电源正极(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所述的单片机电源开关调亮LED灯开关电源，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、及首选个别脚具有PWM输出功能的，用I/O口Pk...

【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