專利名稱：一種新型變色燈串的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種裝飾燈，尤其是一種變色燈串。
背景技術(shù)：
變色燈串一般用于裝飾圣誕樹或室外夜景裝飾，其一般包括燈串和控制器。
美國(guó)專利U.S.Pat.NO.2515236公開了一種變色燈串，其包含紅色，綠色，藍(lán)色燈頭，每個(gè)燈頭分別與自耦變壓器的一個(gè)輸出端相連。自耦變壓器與AC電源相連，自耦變壓器的中心有一個(gè)電機(jī)為每個(gè)燈頭提供不同的電壓并控制燈串顏色，盡管這種燈串可能產(chǎn)生不同的顏色，但使用電機(jī)和自耦變壓器顯得笨重且不適合復(fù)雜的顏色。
美國(guó)專利U.S.Pat.NO.5008595也公開了一種使用DC電源的并聯(lián)相接的雙色燈串，其每個(gè)雙色LED包括一個(gè)紅色和一個(gè)綠色LED背對(duì)背連接，并且每個(gè)雙色LED通過(guò)一個(gè)“H”橋型電路并聯(lián)相接到電源。連接到“H”橋型電路的一個(gè)控制電路使得紅色和綠色LED各經(jīng)過(guò)一個(gè)半波，每個(gè)半波是由與控制電路相連的調(diào)制輸入控制。因此，雙色LED可以持續(xù)發(fā)亮或閃爍，甚至，雙色LED的顏色可以交替變換。這種雙色燈串，控制器和“H”橋型電路增加了燈串的復(fù)雜性，甚至燈串顏色的轉(zhuǎn)換頻率受到調(diào)制輸入的限制。因此，燈串所能變化出來(lái)的顏色受到了限制。
美國(guó)專利U.S.Pat.No.5,420,482公開了一個(gè)允許更多顏色變換的燈串。燈串包含了一個(gè)控制器將發(fā)光信息傳送到發(fā)光模塊。每個(gè)發(fā)光模塊包含至少兩個(gè)燈頭和一個(gè)與燈頭相連的控制單位接受發(fā)光信號(hào)以分別控制燈頭的亮度。但是，發(fā)光信號(hào)僅在特定時(shí)間段內(nèi)控制了燈頭的亮度，因此，這燈串并不特別適用于復(fù)雜的顏色展示。
美國(guó)專利U.S.Pat.No.4,317.071公開了一種計(jì)算機(jī)化的可以持續(xù)不斷變化顏色的發(fā)光裝置。這個(gè)發(fā)光裝置包含多個(gè)彩色燈頭，一個(gè)低頻率時(shí)鐘和一個(gè)與低頻率時(shí)鐘相連的控制電路，控制電路與每個(gè)燈頭相連以控制每個(gè)燈頭的亮度。但是，燈頭亮度的轉(zhuǎn)換頻率受到低頻率時(shí)鐘頻率的控制且所變化出來(lái)的顏色受到了限制。
美國(guó)專利U.S.Pat.No.6285140公開了一種相對(duì)簡(jiǎn)單且可變化出多種不同顏色的多功能變色燈串，其包括電源電路、控制器和燈串。燈串中的燈為雙色LED，控制器包含一個(gè)控制芯片和一個(gè)由控制芯片的輸出控制的雙向半導(dǎo)體開關(guān)，燈串連接于AC電源與雙向半導(dǎo)體開關(guān)之間，控制芯片包含一個(gè)編入多個(gè)觸發(fā)角度樣式的永久性內(nèi)存，用于根據(jù)所選擇的樣式設(shè)置雙向半導(dǎo)體開關(guān)的觸發(fā)角度，控制器自動(dòng)于多個(gè)觸發(fā)角度樣式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換且可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間轉(zhuǎn)換觸發(fā)角度樣式，從而使雙色燈串的顏色可以隨意選擇。這種變色燈串，是根據(jù)控制芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)控制燈串的變色，由于各個(gè)控制芯片之間不可避免的時(shí)鐘誤差，這樣，連接在不同控制器上的燈串，連續(xù)工作較長(zhǎng)時(shí)間后，各個(gè)控制器上的控制芯片的時(shí)鐘誤差經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的累積后便會(huì)使各個(gè)燈串色彩變化不同步。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可始終保持同步變色的新型變色燈串。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的一種新型變色燈串，包括電源電路、由雙色LED串接而成的燈串和控制電路，由上述電源電路為上述控制電路提供直流工作電源，上述控制電路包括控制芯片和輸出電路，上述燈串連接在交流電源與上述輸出電路之間，上述輸出電路包括電子開關(guān)和二極管，上述電子開關(guān)的觸發(fā)端連接在上述控制芯片的輸出端；上述控制芯片包括AC檢測(cè)器、系統(tǒng)時(shí)鐘、校正器、運(yùn)算執(zhí)行電路和輸出終端，上述AC檢測(cè)器的輸入端通過(guò)取樣元件連接于交流電源上，其輸出端分別連接到上述系統(tǒng)時(shí)鐘、校正器和運(yùn)算執(zhí)行電路上，上述校正器分別與上述系統(tǒng)時(shí)鐘和上述運(yùn)算執(zhí)行電路相連接，上述系統(tǒng)時(shí)鐘與上述運(yùn)算執(zhí)行電路相連接，上述輸出終端的輸入端連接上述運(yùn)算執(zhí)行電路的輸出端，上述輸出終端的輸出端連接上述電子開關(guān)的觸發(fā)端。
上述電子開關(guān)為單向可控硅。
上述運(yùn)算執(zhí)行電路包括運(yùn)算CPU、CST模式管理器和SUB控制器，上述運(yùn)算CPU分別與上述AC檢測(cè)器、校正器、CST模式管理器和SUB控制器相連接，上述CST模式管理器分別與上述校正器和SUB控制器相連接，上述SUB控制器與上述系統(tǒng)時(shí)鐘相連接。
上述控制芯片還包括高速時(shí)鐘控制器，上述高速時(shí)鐘控制器連接上述CST模式管理器。
上述控制芯片還包括看門狗，上述看門狗分別連接上述CST模式管理器、SUB控制器和輸出終端。
采用上述方案后，本實(shí)用新型中，開機(jī)接通電源后AC檢測(cè)器便開始進(jìn)行交流電檢測(cè)，若此時(shí)交流電不是處于零點(diǎn)，校正器開始工作，在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)找到交流電的零點(diǎn)，并將此零點(diǎn)信號(hào)傳輸給系統(tǒng)時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，運(yùn)算執(zhí)行電路便根據(jù)此計(jì)時(shí)零點(diǎn)開始進(jìn)行預(yù)定模式的變色周期，當(dāng)一個(gè)變色周期結(jié)束后，AC檢測(cè)器便重新檢測(cè)交流電，并經(jīng)校正器進(jìn)行校正找出交流電的零點(diǎn)，再次將此零點(diǎn)信號(hào)傳輸給系統(tǒng)時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，運(yùn)算執(zhí)行電路便再次根據(jù)此計(jì)時(shí)零點(diǎn)開始進(jìn)行下一個(gè)變色周期。本實(shí)用新型的新型變色燈串，由于使用交流電的零點(diǎn)作為控制芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，且每個(gè)變色周期都通過(guò)校正器找出交流電的零點(diǎn)作為控制芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，對(duì)于用在同一交流電網(wǎng)的多串燈串而言，每個(gè)變色周期的計(jì)時(shí)零點(diǎn)是統(tǒng)一的，這樣，控制芯片的時(shí)鐘誤差不產(chǎn)生累積，從而保證燈串長(zhǎng)時(shí)間工作后還能保持同步變色。且本實(shí)用新型中，控制芯片還設(shè)置有看門狗，用于防止SUB控制器及CST模式管理器的資料外溢，并為輸出終端、SUB控制器、CST模式管理器在斷電時(shí)清零。


圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2為圖1中控制芯片的控制邏輯圖。
圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的一種新型變色燈串，以控制電路連接單串燈串為例，如圖1所示，包括電源電路、控制電路和燈串1。燈串1由多個(gè)雙色LED串接而成，各個(gè)雙色LED采用雙LED芯片反向并聯(lián)，由二種不同發(fā)光源素組成。電源電路包括整流二極管D1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、穩(wěn)壓管D2和濾波電容C1，整流二極管D1的陽(yáng)極連接120V交流電源的一端，整流二極管D1的陰極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端、穩(wěn)壓管D2的陰極、濾波電容C1的正極和上述控制電路的電源正極端，電阻R3的另一端、穩(wěn)壓管D2的陽(yáng)極和濾波電容C1的負(fù)極連接到控制電路的電源負(fù)極端。交流120V電源經(jīng)整流二極管D1整流，電阻R1、R2降壓，濾波電容C1濾波，穩(wěn)壓管D2穩(wěn)壓，組成4.7V直流穩(wěn)壓電源，為控制電路提供工作電壓?？刂齐娐钒刂菩酒琁C1、單向可控硅SCR、二極管D3-D6、取樣電阻R4和電阻R5-R12?？刂菩酒琁C1的電源端連接電源電路中的穩(wěn)壓管D2的陽(yáng)極；控制芯片IC1的輸入端通過(guò)取樣電阻R4連接到整流二極管D1的陽(yáng)極；控制芯片IC1的輸出端通過(guò)電阻R6連接單向可控硅SCR的觸發(fā)端；單向可控硅SCR的陰極分別連接濾波電容C1的正極、電阻R5的一端、控制芯片IC1的復(fù)位端、二極管D4的陽(yáng)極和二極管D6的陽(yáng)極，單向可控硅SCR的陽(yáng)極分別連接二極管D3的陰極和二極管D5的陰極；二極管D3的陽(yáng)極和二極管D4的陰極通過(guò)保險(xiǎn)絲FUSE1連接到120V交流電源的另一端；二極管D5的陽(yáng)極依次串接起限流作用的電阻R7、R8、R9，二極管D6的陰極依次串接起限流作用的電阻R10、R11、R12，電阻R9的后端與電阻R12的后端相連接并連接燈串1的一端，燈串1的另一端連接整流二極管D1的陽(yáng)極。當(dāng)控制芯片IC1輸出控制信號(hào)觸發(fā)單向可控硅SCR、交流電源處于正半周時(shí)，燈串1、二極管D5、單向可控硅SCR、二極管D4形成一回路，燈串1得電發(fā)光。當(dāng)控制芯片IC1輸出控制信號(hào)觸發(fā)單向可控硅SCR、交流電源處于負(fù)半周時(shí)，二極管D3、單向可控硅SCR、二極管D6、燈串1形成一回路，燈串1得電發(fā)光。
如圖2所示，控制芯片IC1包括電源管理器、AC檢測(cè)器、系統(tǒng)時(shí)鐘、運(yùn)算CPU、校正器T500、CST模式管理器、SUB控制器、高速時(shí)鐘控制器、看門狗和輸出終端。電源管理器的輸入端連接電源電路中的穩(wěn)壓管D2的陽(yáng)極，為整個(gè)控制芯片提供穩(wěn)定的電源，電源管理器的輸出端分別連接運(yùn)算CPU和高速時(shí)鐘控制器。AC檢測(cè)器的輸入端通過(guò)取樣電阻R4連接于整流二極管D1的陽(yáng)極，AC檢測(cè)器的輸出端分別連接系統(tǒng)時(shí)鐘、校正器T500和運(yùn)算CPU；運(yùn)算CPU分別與校正器T500、CST模式管理器和SUB控制器相連接，CST模式管理器分別與校正器T500、高速時(shí)鐘控制器、看門狗和SUB控制器相連接，SUB控制器分別與系統(tǒng)時(shí)鐘、看門狗和輸出終端相連接；看門狗與輸出終端相連接，輸出終端的輸出端通過(guò)電阻R6連接至單向可控硅SCR的觸發(fā)端。
AC檢測(cè)器檢測(cè)外部的交流電源的狀態(tài)，燈串1每經(jīng)過(guò)一個(gè)變色周期，AC檢測(cè)器就檢測(cè)一次交流電源，并提供檢測(cè)后的結(jié)果給運(yùn)算CPU、校正器T500和系統(tǒng)時(shí)鐘。
系統(tǒng)時(shí)鐘為SUB控制器提供穩(wěn)定的時(shí)鐘基準(zhǔn)，并根據(jù)AC檢測(cè)器檢測(cè)到的AC信號(hào)通過(guò)校正器T500隨時(shí)調(diào)整時(shí)鐘。
校正器T500根據(jù)AC檢測(cè)器檢測(cè)到的AC信號(hào)，校正系統(tǒng)時(shí)鐘及SUB控制器，并將校正信號(hào)傳送給運(yùn)算CPU，且受控于運(yùn)算CPU，同時(shí)，將校正信號(hào)發(fā)送給CST模式管理器，以便CST模式管理器隨時(shí)根據(jù)信號(hào)調(diào)整模式狀態(tài)。
運(yùn)算CPU用于整個(gè)控制芯片的主運(yùn)算，管理SUB控制器、CST模式管理器和校正器T500。
高速時(shí)鐘控制器為CST模式管理器提供高速時(shí)鐘基準(zhǔn)。
SUB控制器控制燈串1的運(yùn)行狀態(tài)，受控于運(yùn)算CPU及CST模式管理器，輸出控制信號(hào)給輸出終端。
CST模式管理器管理燈串1的變化時(shí)間基準(zhǔn)，受控于運(yùn)算CPU，高速時(shí)鐘控制器為其提供穩(wěn)定的時(shí)鐘基準(zhǔn)。
輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅SCR的觸發(fā)端，用于控制燈串的狀態(tài)。
看門狗用于防止SUB控制器及CST模式管理器的資料外溢，并為輸出終端、SUB控制器、CST模式管理器在斷電時(shí)清零。
本實(shí)用新型使用時(shí)，開機(jī)接通電源后AC檢測(cè)器便開始進(jìn)行交流電檢測(cè)，若此時(shí)交流電不是處于零點(diǎn)，校正器T500開始工作，在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)找到交流電的零點(diǎn)，并將此零點(diǎn)信號(hào)傳輸給系統(tǒng)時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，此零點(diǎn)信號(hào)還傳給運(yùn)算CPU，運(yùn)算CPU便根據(jù)此零點(diǎn)信號(hào)控制CST模式管理器，調(diào)整燈串1的變化時(shí)間基準(zhǔn)，通過(guò)SUB控制器控制燈串1的運(yùn)行狀態(tài)，燈串1開始進(jìn)行預(yù)定模式的變色周期SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的兩種顏色全部點(diǎn)亮，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的一種顏色點(diǎn)亮，另一種顏色漸隨信號(hào)波形漸變(漸滅)，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的一種顏色點(diǎn)亮，另一種顏色到達(dá)波形零點(diǎn)熄滅，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；
SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的一種顏色點(diǎn)亮，另一種顏色漸隨信號(hào)波形(下半波)漸變(漸亮)，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的兩種顏色全部點(diǎn)亮，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的一種顏色點(diǎn)亮，另一種顏色漸隨信號(hào)波形(上半波)漸變(漸滅)，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的一種顏色點(diǎn)亮，另一種顏色到達(dá)波形零點(diǎn)熄滅，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)；SUB控制器執(zhí)行 命令，使輸出終端輸出控制信號(hào)給單向可控硅，燈串1的各個(gè)雙色LED的一種顏色點(diǎn)亮，另一種顏色漸隨信號(hào)波形(上半波)漸變(漸亮)，并受CST模式管理器控制步進(jìn)數(shù)。
當(dāng)一個(gè)變色周期結(jié)束后，AC檢測(cè)器便重新檢測(cè)交流電，并經(jīng)校正器T500進(jìn)行校正找出交流電的零點(diǎn)，再次將此零點(diǎn)信號(hào)傳輸給系統(tǒng)時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，運(yùn)算CPU、CST模式管理器和SUB控制器再次根據(jù)此計(jì)時(shí)零點(diǎn)控制燈串1進(jìn)行下一個(gè)變色周期。本實(shí)用新型的新型變色燈串，由于使用交流電的零點(diǎn)作為控制芯片IC1的系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，且每個(gè)變色周期都通過(guò)校正器T500找出交流電的零點(diǎn)作為控制芯片IC1的系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，對(duì)于用在同一交流電網(wǎng)的多串燈串而言，每個(gè)變色周期的計(jì)時(shí)零點(diǎn)是統(tǒng)一的，這樣，控制芯片IC1的時(shí)鐘誤差不產(chǎn)生累積，從而保證燈串1長(zhǎng)時(shí)間工作后還能保持同步變色。
如圖3所示，本實(shí)用新型的另一實(shí)施例是控制電路連接多串燈串1，其用由限流芯片IC2、穩(wěn)壓管D7、濾波電容C3和電阻R13、R14組成的限流電路代替了限流電阻，起到了更好的限流作用。
權(quán)利要求1.一種新型變色燈串，包括電源電路、由雙色LED串接而成的燈串和控制電路，由上述電源電路為上述控制電路提供直流工作電源，上述控制電路包括控制芯片和輸出電路，上述燈串連接在交流電源與上述輸出電路之間，上述輸出電路包括電子開關(guān)和二極管，上述電子開關(guān)的觸發(fā)端連接在上述控制芯片的輸出端；其特征在于上述控制芯片包括AC檢測(cè)器、系統(tǒng)時(shí)鐘、校正器、運(yùn)算執(zhí)行電路和輸出終端，上述AC檢測(cè)器的輸入端通過(guò)取樣元件連接于交流電源上，其輸出端分別連接到上述系統(tǒng)時(shí)鐘、校正器和運(yùn)算執(zhí)行電路上，上述校正器分別與上述系統(tǒng)時(shí)鐘和上述運(yùn)算執(zhí)行電路相連接，上述系統(tǒng)時(shí)鐘與上述運(yùn)算執(zhí)行電路相連接，上述輸出終端的輸入端連接上述運(yùn)算執(zhí)行電路的輸出端，上述輸出終端的輸出端連接上述電子開關(guān)的觸發(fā)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型變色燈串，其特征在于上述電子開關(guān)為單向可控硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型變色燈串，其特征在于上述運(yùn)算執(zhí)行電路包括運(yùn)算CPU、CST模式管理器和SUB控制器，上述運(yùn)算CPU分別與上述AC檢測(cè)器、校正器、CST模式管理器和SUB控制器相連接，上述CST模式管理器分別與上述校正器和SUB控制器相連接，上述SUB控制器與上述系統(tǒng)時(shí)鐘相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型變色燈串，其特征在于上述控制芯片還包括高速時(shí)鐘控制器，上述高速時(shí)鐘控制器連接上述CST模式管理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型變色燈串，其特征在于上述控制芯片還包括看門狗，上述看門狗分別連接上述CST模式管理器、SUB控制器和輸出終端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型變色燈串，包括電源電路、由雙色LED串接而成的燈串和控制電路，控制電路包括控制芯片和輸出電路，燈串連接在交流電源與輸出電路之間，控制芯片包括AC檢測(cè)器、系統(tǒng)時(shí)鐘、校正器、運(yùn)算執(zhí)行電路和輸出終端。本實(shí)用新型的新型變色燈串，使用交流電的零點(diǎn)作為控制芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，且每個(gè)變色周期都通過(guò)校正器找出交流電的零點(diǎn)作為控制芯片的系統(tǒng)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，對(duì)于用在同一交流電網(wǎng)的多串燈串而言，每個(gè)變色周期的計(jì)時(shí)零點(diǎn)是統(tǒng)一的，這樣，控制芯片的時(shí)鐘誤差不產(chǎn)生累積，從而保證燈串長(zhǎng)時(shí)間工作后還能保持同步變色。
文檔編號(hào)H05B41/36GK2922374SQ20062007404
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者吳清標(biāo) 申請(qǐng)人:吳清標(biāo)