具有自动低电池功率减小电路的PWM控制器和结合该控制器的照明设备制造技术

一种用于控制从电源（１００）施加给负载的电压的控制器包括方波产生电路（３００），用于在电路中与电池和灯进行连接。方波产生电路（３００）产生可变占空度的方波，用于响应于控制输入处的电压根据方波的占空度来控制对负载的功率施加。电压改变电路被连接于电源以便于产生选择性可变的电压，其被馈送给方波产生电路的控制输入以便于选择性地调节方波的占空度。低电压检测电路（４００）被连接于电源并被耦合于方波产生电路的控制输入以便于自动产生一个电压，该电压在电池电压降低到预定电平或以下时降低方波的占空度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

PWM controller with automatic low battery power reduction circuit and lighting device incorporating the controller

A controller for controlling the voltage applied to a load from a power supply (100) includes a square wave generating circuit (300) for connecting the battery with the lamp in the circuit. The square wave generating circuit (300) generates a variable duty Fang Bo for controlling the power of the load in response to the voltage at the control input, in accordance with the duty of the square wave. The voltage change circuit is connected to the power supply so as to generate a selectively variable voltage that is fed to a control input of the square wave generation circuit to selectively adjust the duty of the square wave. A low voltage detection circuit (400) is connected to the power source and the control input is coupled to a square wave generating circuit for automatically producing a voltage, the voltage of the battery voltage decreases to a predetermined level or below the lower duty of square wave.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在电池供电设备中有用的PWM控制电路。更具体而言，本专利技术涉及一种具有电池保留特征的PWM控制电路。本专利技术进一步涉及一种结合这种PWM控制电路的电池供电的光源，其中电池可以是可再充电电池。
技术介绍
调节提供功率给设备的电池的输出功率是已知的，所述设备是诸如聚光灯、台灯或其它这样的光源。例如，考虑照明设备的情况，一种已知的电路结合了脉冲宽度调制(PWM)以在电池电压降低时自动增加提供功率给灯的信号的占空度，从而维持恒定的功率供应和光强度。在电池电压降低时手动降低占空度以减小光的强度亦是已知的。这种控制电路的实例被描述在授予Mallory的U.S.专利No.4,499,525和授予Schmidt等的U.S.专利No.6,040,660中，这些专利在此引入作为参考。注意，在前者的情况下，光强度是以电池为代价而维持的。如果存在这样一种设备则将是有用的，其允许手动调节电池运转的灯的光强度，并且在电池的电压降低时自动减小灯从电池提取的功率以延长电池寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种装置，通过它允许用户手动调节设备的强度并且在电源所拥有的功率降低时，它自动减小从该电源提取的功率。本专利技术的另一个目的是提供这样一种装置，用于改变可被手动调节的电池运转的灯的光强度，以及这样一种装置，用于在电池的电压降低时自动减小灯从电池提取的功率。以上和其它目的是依照本专利技术通过提供依照基于PWM的控制器来实现的，所述控制器用于控制从电源被提供给设备的电压。该控制器包括方波产生电路，其产生用于施加电压给设备的可变占空度的方波。电压改变电路被包括，用于产生选择性可变的电压，其被馈送给方波产生电路的控制输入以便于控制可变占空度的方波的占空度。所述控制器进一步包括低电压检测电路，其监视电源并亦被耦合于方波产生电路的控制输入；低电压检测电路自动产生一个电压，该电压在电源的电压降低到预定电平以下时降低可变占空度的方波的占空度。在本专利技术另外的实施例中，专利技术的控制器被提供为灯的一部分，用于控制从在电路中与灯连接的电池施加给该灯的电压。在子实施例中，该灯可被配备有单独的冷阴极荧光灯电路(CCFL)。附图说明当结合附图而考虑时，从对本专利技术的以下详述来看，本专利技术的另外目的、优点和好处将变得显而易见，在附图中图1是依照本专利技术实施例的控制电路的方块图；图2是处于局部方块电路形式的电路示意图，其示出了依照本专利技术第一实施例的灯控制器情况下的控制电路； 图3是处于局部方块电路形式的电路示意图，其示出了依照本专利技术第二实施例的控制电路；图4是处于局部方块电路形式的电路示意图，其示出了依照本专利技术第三实施例的控制电路；图5A和5B一起包括处于局部方块电路形式的电路示意图，其示出了依照本专利技术第四实施例的控制电路；图6示出对包括所添加的冷阴极荧光灯的灯的描述；图7示出处于局部方块电路形式的电路示意图，其示出了被包括在图6所示的本专利技术实施例中冷阴极荧光灯电路；并且图8描述处于局部方块电路形式的电路示意图，其示出了依照本专利技术第五实施例的控制电路。具体实施例方式本专利技术的脉冲宽度调制(PWM)控制器逐渐并且自动地降低负载例如光发射电阻性负载的输出强度，由此增加电池寿命，而与此同时允许用户自动调节负载的强度。依照本专利技术，这是通过以下来实现的将电池的DC输出转换成可控制的PWM信号并允许用户手动调节脉冲宽度以便于选择性地改变强度，并且连续感测电池的电压并当电池的电压降低时降低PWM控制器的占空度。图1描述了这种控制器的方块图。尽管手动控制被包括在控制器中，但它未在图1中明确示出。图1示出了电源100，其将功率提供给三角波振荡器200。三角波振荡器200的输出被提供给方波发生器300。方波发生器300可被控制以调节方波输出的占空度。低电压检测电路400监视电源100的输出并提供控制输出给方波振荡器300。该控制输出依赖于电源100的所检测的输出并且被用于控制方波振荡器300的方波输出的占空度。亦控制方波振荡器300的输出的占空度的手动控制输入(未示出)亦被提供给方波发生器300；其可被直接或通过低电压检测电路400提供给方波发生器300。方波振荡器300的输出被提供给负载500。在许多应用中，方波振荡器300的方波输出将被用于控制开关电路(例如，被配置成切换到开或关的晶体管)以根据方波输出的占空度来打开和关断负载，并且由此根据方波输出的占空度来改变负载的强度。图2示出了依照第一实施例的PWM控制器的电路图，该控制器具有采用本专利技术原理的自动低电池功率减小。例如，电池1通过“开/关”开关2提供功率给本专利技术的电路。比较器3被连接于电阻器4、5、6、7和8以及电容器9以构成三角波振荡器。比较器3具有正输入3a，其被连接于电阻器4和5之间的公用结点，所述电阻器形成电池1的正端子和地(或者对应地，电池的负端子)之间的分压器。比较器3的输出通过电阻器6反馈给正输入3a并通过电阻器8反馈给负输入3b，该电阻器亦通过电容器9而连接于地。作为该配置的结果，三角电压被产生于电容器9上。该三角电压被馈送给比较器10的非反相(正)输入。比较器10具有反相(负)输入10b，其通过电阻器13而连接于电位器11的手动可变抽头11a，该电位器被连接于电池1的正端子和晶体管12的集电极12a之间，该晶体管的发射极12b被连接于地。在工作中，固定频率、可变占空度的方波被产生于比较器10的输出处(即当正输入10a处的电压超过负输入10b处的电压时，电压由比较器10输出，否则这样的电压不被输出，由此产生方波)。该方波的占空度可使用电位器11的手动可变抽头11a来手动控制。从比较器10输出的方波然后通过电阻器馈送到场效应晶体管(FET)15的栅中。普通的NPN型晶体管可取代FET 15而被使用。偏置电阻器21可被连接于电池1的正端子和电阻器14之间以调节被施加给FET 15的基极的电压。电容器16被连接于电阻器14和FET 15与地之间。电容器16的目的是为了减小电磁和/或射频干扰(EMI/RFI)。FET 15的源被接地，并且负载(例如灯)17被直接连接于FET 15的漏。负载17的另一侧被连接到电池1的正端子。以上描述的电路导致从0％到100％完全可变的负载的“开时间”。如果负载的“开时间”是小于100％的任何持续时间，则负载从电池提取的功率被减小。具体而言，在50％占空度时，来自电池的耗用功率被有效地减小了相同的百分比，从而导致处于减小的输出(例如，在灯的情况下，减小的光束烛光输出)的较长可用运行时间。依照本专利技术另外的方面，电池1的寿命可通过以下来延长当电池的电压被减小到某个电平，例如其最大电平的80％时，自动且连续地减小比较器10的PWM输出的占空度。为此，提供了一种低电压检测电路，当电池电压被消耗到某个电平时，该电路逐渐关断晶体管12；就是说，在电池电压降低到预定电平以下时，由晶体管12提供给电位器11的电压将被逐渐增加，如以下将进一步描述的。在图2中，低电压检测电路包括电阻器18和19，其被串联连接于电池1的正端子和地之间，而电容器20被连接于地和电阻器18和19的公用端子22之间。晶体管12的基极亦被连接于公用端子22。电阻器18和19的值被选择成当电池1的电压被消耗到某个电平，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于负载的控制电路，包括：　　　　方波发生器，其产生方波输出，该方波输出的占空度可由控制输入来控制，该方波输出被耦合于负载；　　　　低电压检测电路，用于监视电源的电压电平并提供控制信号给方波振荡器的控制输入，以由此当电源的电压电平降低到预定电平以下时降低所述方波输出的占空度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔克里格，布鲁斯伦道夫，亨利沈，
申请(专利权)人：维克多产品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]