專利名稱：一種節(jié)能燈箱控制電路及節(jié)能燈箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種節(jié)能燈箱控制電路及節(jié)能燈箱。
背景技術(shù)：
燈箱是媒體廣告的一種形式，雖然它不如動態(tài)廣告那樣受人關(guān)注，但由于制作成本低廉，面積可大可小，使用安全方便等特點使它仍然得到了廣泛的應(yīng)用。燈箱按照光源類型的不同，可分為較早期的日光燈管，和后來使用的EEFL(外置電極熒光燈管)以及近年逐步興起的LED(發(fā)光二極管)光源的燈箱。由于LED具有發(fā)光效率高，壽命長，節(jié)能環(huán)保和便于實現(xiàn)亮度控制等特點，使它能后來居上，大有取代傳統(tǒng)光源的發(fā)展勢頭。然而，傳統(tǒng)燈箱的背光不具備亮度自適應(yīng)調(diào)整功能。當(dāng)環(huán)境很亮?xí)r，也沒有自動關(guān)機(jī)功能，所以會白白消耗許多電能。當(dāng)光源因日久使用而產(chǎn)生嚴(yán)重光衰時，也不能對其進(jìn)行亮度補(bǔ)償，至使燈箱壽命及效果大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有燈箱的背光不具備亮度自適應(yīng)調(diào)整功能而浪費電能的缺陷，提供一種節(jié)能燈箱。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造節(jié)能燈箱控制電路，包括用于產(chǎn)生PWM脈沖信號的PWM脈沖形成模塊，以及由所述PWM脈沖信號控制以驅(qū)動LED工作的LED恒流驅(qū)動模塊；還包括自適應(yīng)調(diào)光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，以實現(xiàn)自動調(diào)光。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括光控開關(guān)模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境光強(qiáng)高于預(yù)設(shè)光強(qiáng)值時產(chǎn)生光控電壓信號來關(guān)斷所述PWM脈沖形成模塊的輸出。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括聲控開關(guān)模塊，包括聲音采集器件，所述聲控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境聲強(qiáng)高于聲控啟動預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生聲控電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括光衰補(bǔ)償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補(bǔ)償模塊用于根據(jù)所述滑動電阻器R6的阻值變化來調(diào)節(jié)所述自適應(yīng)調(diào)光模塊產(chǎn)生的調(diào)光電壓信號大小，進(jìn)而控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比以實現(xiàn)LED光衰的補(bǔ)償。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括開關(guān)電源模塊，所述開關(guān)電源模塊的輸入端與交流市電連接，輸出端產(chǎn)生直流工作電壓給所述PWM脈沖形成模塊、LED恒流驅(qū)動模塊、自適應(yīng)調(diào)光模塊、光控開關(guān)模塊和聲控開關(guān)模塊。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊至少包括第一光敏器件、電阻R4、電阻R3和滑動電阻器R6，所述電阻R4和滑動電阻器R6串聯(lián)在直流工作電壓與地之間，所述第一光敏器件和電阻R3串聯(lián)后并聯(lián)在滑動電阻器R6兩端，通過共同分壓在電阻R4和滑動電阻器R6之間的節(jié)點產(chǎn)生調(diào)光電壓信號輸出。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述PWM脈沖形成模塊至少包括開關(guān)管Q2和雙運放IC2，所述開關(guān)管Q2的基極連接至自適應(yīng)調(diào)光模塊的輸出端，且所述開關(guān)管Q2的集電極接直流工作電壓，發(fā)射極通過電阻R5接地；電阻R7和電阻R8串聯(lián)在直流工作電壓與地之間進(jìn)行分壓，且所述雙運放IC2的第一運放正向輸入端(第3腳)連接至所述電阻R7和電阻R8之間的節(jié)點，所述第一運放反向輸入端(第2腳)通過電阻RlO連接至第一運放輸出端(第1腳)，所述第一運放輸出端(第1腳)通過電阻R9連接至所述第一運放正向輸入端(第3腳)，所述第一運放反向輸入端(第2腳)還通過電容C4接地，所述第一運放反向輸入端(第2腳)連接至所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)，所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)連接至所述開關(guān)管Q2的發(fā)射極，且第二運放輸出端(第7腳)作為所述PWM脈沖形成模塊輸出端輸出PWM脈沖信號。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述光控開關(guān)電路至少包括第二光敏器件、施密特觸發(fā)器ICl和開關(guān)管Q1，且所述第二光敏器件、滑動電阻器R2和電阻Rl串聯(lián)在直流工作電壓與地之間進(jìn)行分壓，并通過滑動電阻器R2和電阻Rl之間的節(jié)點輸出至所述施密特觸發(fā)器ICl的觸發(fā)端(第2腳)和門限端(第6腳)，且所述施密特觸發(fā)器ICl的輸出端(第3腳)輸出至所述開關(guān)管Ql基極，所述開關(guān)管Ql發(fā)射極接地，集電極連接至所述PWM脈沖形成模塊中所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述聲控開關(guān)模塊包括兩級音頻放大器單元，與所述聲音采集器件連接，用于對采集的音頻信號進(jìn)行放大；倍壓整流單元，與所述兩級音頻放大器單元連接，用于將放大后的音頻信號變?yōu)橹绷餍盘?；直流放大單元，與所述倍壓整流單元連接，用于對直流信號進(jìn)行放大；單穩(wěn)觸發(fā)單元，與所述直流放大單元連接，用于根據(jù)放大后的直流信號在達(dá)到預(yù)設(shè)值時輸出觸發(fā)信號；分壓單元，與所述單穩(wěn)觸發(fā)單元連接，用于根據(jù)所述觸發(fā)信號進(jìn)行分壓輸出聲控電壓信號，所述分壓單元的輸出端通過反接的二極管D3連接至所述PWM脈沖形成模塊的開關(guān)管Q2的基極。在根據(jù)本發(fā)明所述的節(jié)能燈箱控制電路中，所述光衰補(bǔ)償模塊，包括所述滑動電阻器R6和所述開關(guān)管Q2，所述滑動電阻器R6連接在所述開關(guān)管Q2的基極與地之間，滑動電阻器R6的阻值被調(diào)小以降低所述調(diào)光電壓信號大小，使得開關(guān)管Q2的發(fā)射極輸出至所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)的電壓降低，從而使雙運放IC2的第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈沖的占控比增加，達(dá)到提升亮度的目的。本發(fā)明還提供了一種節(jié)能燈箱控制電路，包括用于產(chǎn)生PWM脈沖信號的PWM脈沖形成模塊，以及由所述PWM脈沖信號控制以驅(qū)動LED工作的LED恒流驅(qū)動模塊；還包括
自適應(yīng)調(diào)光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，以實現(xiàn)自動調(diào)光；光控開關(guān)模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境光強(qiáng)高于預(yù)設(shè)光強(qiáng)值時產(chǎn)生光控電壓信號來關(guān)斷所述PWM脈沖形成模塊的輸出；聲控開關(guān)模塊，包括聲音采集器件，所述聲控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境聲強(qiáng)高于聲控啟動預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生聲控電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比；光衰補(bǔ)償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補(bǔ)償模塊用于根據(jù)所述滑動電阻器R6的阻值變化來調(diào)節(jié)所述自適應(yīng)調(diào)光模塊產(chǎn)生的調(diào)光電壓信號大小，進(jìn)而控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比以實現(xiàn)LED光衰的補(bǔ)償。本發(fā)明還提供了一種節(jié)能燈箱，包括如上所述的節(jié)能燈箱控制電路。實施本發(fā)明的節(jié)能燈箱控制電路及節(jié)能燈箱，具有以下有益效果本發(fā)明通過增設(shè)自適應(yīng)調(diào)光模塊，可感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號來控制LED的發(fā)光強(qiáng)度，使得燈箱具有自適應(yīng)調(diào)光功能，在環(huán)境越亮?xí)r燈箱也越亮，反之越暗，使廣告的效果達(dá)到最好。此外，本發(fā)明還可進(jìn)一步增設(shè)了光控開關(guān)模塊、聲控開關(guān)模塊和/或光衰補(bǔ)償模塊，使得燈箱能在環(huán)境光強(qiáng)達(dá)到設(shè)定的最高光強(qiáng)預(yù)設(shè)值時，背光將自動關(guān)閉，實現(xiàn)節(jié)能；在環(huán)境聲強(qiáng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時使燈箱自動變亮；在LED長時間使用后，通過調(diào)整LED的工作狀態(tài)使燈箱亮度得到補(bǔ)償，因此可大大延長燈箱的使用壽命，達(dá)到節(jié)省投資的目的。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例中節(jié)能燈箱控制電路的模塊示意圖；圖2為圖1中PWM脈沖形成模塊的電路原理圖；圖3為PWM脈沖形成模塊中雙運放IC2的輸入輸出波形圖；圖4為圖1中LED恒流驅(qū)動模塊的電路原理圖；圖5為圖1中自適應(yīng)調(diào)光模塊和光控開關(guān)模塊的電路原理圖；圖6為圖1中聲控開關(guān)模塊的電路原理圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明自，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。鑒于傳統(tǒng)燈箱存在的問題，本發(fā)明構(gòu)思并實現(xiàn)了一種全新的以LED為光源的多功能節(jié)能燈箱以及其控制電路。該節(jié)能燈箱除了采用LED自身比燈管優(yōu)越的性能之外，在應(yīng)用功能上還具有環(huán)境光自適應(yīng)調(diào)光的特點。更進(jìn)一步地，該節(jié)能燈箱還可以具有光控開關(guān)功能、聲控開關(guān)功能以及光衰補(bǔ)償功能等。請參閱圖1，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例中節(jié)能燈箱控制電路的模塊示意圖。如圖1所示，該實施例提供的節(jié)能燈箱控制電路至少包括PWM脈沖形成模塊20和LED恒流驅(qū)動模塊30。 其中，PWM脈沖形成模塊20用于產(chǎn)生PWM脈沖信號，LED恒流驅(qū)動模塊30與之相連，由所述PWM脈沖信號控制以驅(qū)動負(fù)載LED工作。在本發(fā)明的其它一些實施例中，PWM脈沖形成模塊20和LED恒流驅(qū)動模塊30可以直接由直流穩(wěn)壓電源供電。而在本實施例，該節(jié)能燈箱控制電路還進(jìn)一步包括開關(guān)電源模塊10，該開關(guān)電源模塊10的輸入端與交流市電連接，輸出端產(chǎn)生直流工作電壓給其它模塊供電，如PWM脈沖形成模塊20和LED恒流驅(qū)動模塊30。 本發(fā)明的節(jié)能燈箱控制電路還進(jìn)一步包括自適應(yīng)調(diào)光模塊40，該自適應(yīng)調(diào)光模塊40具有第一光敏器件，并與PWM脈沖形成模塊20相連，用于通過第一光敏器件感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號，并通過該調(diào)光電壓信號來控制PWM脈沖形成模塊20產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，從而調(diào)節(jié)負(fù)載LED的發(fā)光亮度。本發(fā)明的節(jié)能燈箱控制電路還可以進(jìn)一步選擇性地包括光控開關(guān)模塊50，該光控開關(guān)模塊50具有第二光敏器件，并且與PWM脈沖形成模塊20相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境光強(qiáng)高于預(yù)設(shè)光強(qiáng)值時產(chǎn)生光控電壓信號，并通過該光控電壓信號來關(guān)斷PWM脈沖形成模塊20的PWM脈沖信號的輸出。本發(fā)明的節(jié)能燈箱控制電路還可以進(jìn)一步包括聲控開關(guān)模塊60，該聲控開關(guān)模塊60包括聲音采集器件，例如外接聚極體話筒。該聲控開關(guān)模塊60與PWM脈沖形成模塊20相連，用于在聲音采集器件感應(yīng)的環(huán)境聲強(qiáng)高于聲控啟動預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生聲控電壓信號，并輸出該聲控電壓信號來控制PWM脈沖形成模塊20產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，從而調(diào)節(jié)LED的發(fā)光亮度。本發(fā)明的節(jié)能燈箱控制電路還可以進(jìn)一步選擇性地包括光衰補(bǔ)償模塊70，其包括滑動電阻器，該光衰補(bǔ)償模塊70用于根據(jù)滑動電阻器的阻值變化來調(diào)節(jié)自適應(yīng)調(diào)光模塊40產(chǎn)生的調(diào)光電壓信號大小，進(jìn)而控制PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，以實現(xiàn)LED光衰的補(bǔ)償。上述各個模塊同樣可以由開關(guān)電源模塊10供電。下面對本發(fā)明各個功能模塊的具體組成及電路原理進(jìn)行說明。1、開關(guān)電源模塊10該開關(guān)電源模塊10可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知并能應(yīng)用的任何開關(guān)電源實現(xiàn)，其能夠?qū)?20V的交流市電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓輸出，例如提供5V直流工作電壓給PWM脈沖形成模塊20、自適應(yīng)調(diào)光模塊40、光控開關(guān)模塊50、聲控開關(guān)模塊60和光衰補(bǔ)償模塊70。此外，還可以進(jìn)一步提供12V直流工作電壓給LED恒流驅(qū)動模塊30使用。2、PWM脈沖形成模塊20請參閱圖2，為圖1中PWM脈沖形成模塊20的電路原理圖。如圖2所示，PWM脈沖形成模塊20至少包括開關(guān)管Q2和雙運放IC2，以及周邊的器件，如電阻R5、R7、R8、R9、R10，以及電容C3和C4。在本實施例中，雙運放IC2可采用型號為TLC2272⑶的芯片實現(xiàn)。開關(guān)管Q2的基極B連接至自適應(yīng)調(diào)光模塊40的輸出端，以接收調(diào)光電壓信號。開關(guān)管Q2的集電極接直流工作電壓5V，發(fā)射極通過電阻R5接地，發(fā)射極還通過電容C3接地。雙運放IC2的第一運放構(gòu)成振蕩頻率約為IOOHz的振蕩器。電阻R7和電阻R8串聯(lián)在直流工作電壓與地之間進(jìn)行分壓，電阻R7和電阻R8之間的節(jié)點連接至雙運放IC2的第一運放正向輸入端(第3腳)，第一運放反向輸入端(第2腳)與第一運放輸出端(第1腳)之間連接有電阻R10，第一運放輸出端(第1腳)和第一運放正向輸入端(第3腳)之間連接有電阻R9，第一運放反向輸入端(第2腳)還通過電容C4接地。第一運放反向輸入端(第2腳)連接至雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。因此，第一運放產(chǎn)生的振蕩頻率約為IOOHz的脈沖經(jīng)電阻RlO和電容C4組成的積分電路形成鋸齒波并加到第二運放正向輸入端(第5腳)。雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)連接至所述開關(guān)管Q2的發(fā)射極，且第二運放輸出端(第7腳)作為PWM脈沖形成模塊20輸出端。由開關(guān)管Q2及周邊電阻構(gòu)成的直流電壓形成電路所產(chǎn)生的直流電壓則加到該第二運放反向輸入端(第6腳)，于是，在該第二運放輸出端(第7腳)就會產(chǎn)生與輸入端電壓差值相對應(yīng)的PWM脈沖信號。當(dāng)開關(guān)管Q2輸出的直流電壓變化時，由于它與鋸齒波的相對差值也會發(fā)生變化，這就使得輸出PWM脈沖信號的占空比也跟隨發(fā)生變化，從而改變了負(fù)載LED的導(dǎo)通時間，燈箱背光的亮度就會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。由直流電壓控制輸出的PWM脈沖信號占空比的變化如圖3所示，其中3-A中鋸齒波為雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)的波形，Vl或V2分別為開關(guān)管Q2及周邊電阻產(chǎn)生的施加到的第二運放反向輸入端(第6腳)。3-B對應(yīng)于第二運放反向輸入端(第6腳)輸出電壓為V2時，第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈沖信號的波形圖。3-C對應(yīng)于第二運放反向輸入端(第6腳)輸出電壓為Vl時，第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈沖信號的波形圖。由圖3可知，當(dāng)Vl電壓比V2高時，相應(yīng)從第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈沖信號的脈沖寬度就窄。因此本發(fā)明只需要改變上述電路中雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)上的直流電壓，就能達(dá)到使輸出的PWM脈沖占空比跟隨變化的目的。此外，圖2中還示出了由開關(guān)電源模塊10輸出的12V經(jīng)連接器Jl的第1腳和第2腳加到穩(wěn)壓芯片IC3，用于將12V的輸入電壓降壓后輸出穩(wěn)定的5V電壓，作為控制電路中的電源電壓。而LED所需的電源則由開關(guān)電源模塊10輸出的12V直接提供。在本實施例中，該穩(wěn)壓芯片IC3采用型號為78M05的芯片實現(xiàn)。3、LED恒流驅(qū)動模塊30請參閱圖4，為圖1中LED恒流驅(qū)動模塊30的電路原理圖。如圖4所示，本發(fā)明采用常規(guī)的恒流驅(qū)動電路，例如采用恒流驅(qū)動芯片實現(xiàn)，在本實施例中可以采用型號為DW8502的芯片為LED驅(qū)動。其中，恒流驅(qū)動芯片IC7的正電源輸入端VDD(第1腳)連接至直流工作電壓正極，如12V。恒流驅(qū)動芯片IC7的電流設(shè)置端ISET(第2腳)通過電阻Re接地，該到地電阻Re用以調(diào)節(jié)該恒流驅(qū)動芯片IC7的最大輸出電流值。在調(diào)節(jié)時，應(yīng)以保證不超過該器件的額定電流值并能實現(xiàn)穩(wěn)流為原則。恒流驅(qū)動芯片IC7的輸出端OUT(第5腳)接負(fù)載LED的陰極，LED的陽極接直流工作電壓。恒流驅(qū)動芯片IC7的輸出使能端OE (第4腳)用于接收PWM脈沖形成模塊20生成的PWM脈沖信號，例如連接至圖2中連接器Jl的第4腳，進(jìn)而與雙運放IC2的第二運放輸出端(第7腳)連接。正常工作時，恒流驅(qū)動芯片IC7的輸出端OUT (第5腳)輸出的電流大小，是由加在輸出使能端OE(第4腳)上的PWM脈沖信號的占空比來決定的。4、自適應(yīng)調(diào)光模塊40請參閱圖5，為圖1中自適應(yīng)調(diào)光模塊40和光控開關(guān)模塊50的電路原理圖。如圖5所示，自適應(yīng)調(diào)光模塊40至少包括第一光敏器件和電阻R4。其中第一光敏器件例如光敏電阻通過連接器J4接入電路。第一光敏器件和電阻R3串聯(lián)后并接在由電阻R4和滑動電阻器R6所組成的分壓電路的接點上，共同決定Q2的偏壓。電阻R4和電阻R6之間的節(jié)點作為自適應(yīng)調(diào)光模塊40的輸出端連接至PWM脈沖形成模塊20的開關(guān)管Q2的基極B。第一光敏器件所呈現(xiàn)的電阻隨環(huán)境光強(qiáng)而變化。由于光照不同所引起的第一光敏器件的電阻變化就會使自適應(yīng)調(diào)光模塊40的輸出端的電阻值發(fā)生改變，進(jìn)而使得開關(guān)管Q2的基極的偏置電壓發(fā)生相應(yīng)的變化，從開關(guān)管Q2的發(fā)射極輸出后就能控制雙運放IC2輸出脈沖的占空比，從而達(dá)到控制燈箱背光亮度的目的。當(dāng)環(huán)境越亮?xí)r，第一光敏器件所呈現(xiàn)的電阻值越小。自適應(yīng)調(diào)光模塊40的輸出端的阻值越低，開關(guān)管Q2的基極B的偏置電壓也越低，開關(guān)管Q2的發(fā)射極施加到第二運放反向輸入端(第6腳)的直流電壓也越低，如圖3中所示，從第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈沖信號的脈沖寬度就越寬，恒流驅(qū)動芯片IC7輸出的電流越大，LED越亮。當(dāng)環(huán)境越暗時，上述結(jié)果與之相反，LED越暗，使得燈箱的廣告效果達(dá)到最好。5、光控開關(guān)電路50如圖5中，光控開關(guān)電路50至少包括第二光敏器件、施密特觸發(fā)器ICl和開關(guān)管Q1。其中，第二光敏器件通過連接器J3接入電路，第二光敏器件和滑動電阻器R2串聯(lián)后與Rl構(gòu)成分壓電路。施密特觸發(fā)器ICl優(yōu)選采用555集成電路實現(xiàn)，利用其內(nèi)部二個比較器的復(fù)位和置位特性，便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器。施密特觸發(fā)器ICl的觸發(fā)端(第2腳)和門限端(第6腳)均連接至電阻Rl和滑動電阻器R2及第二光敏器件所構(gòu)成的分壓電路中。且施密特觸發(fā)器ICl的輸出端(第3腳)輸出至所述開關(guān)管Ql基極。開關(guān)管Ql發(fā)射極接地，集電極連接至所述PWM脈沖形成模塊中雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。當(dāng)環(huán)境光較暗時，第二光敏器件呈現(xiàn)較高的阻值，當(dāng)施密特觸發(fā)器ICl的觸發(fā)端(第2腳)和門限端(第6腳)的電平高于2/3VCC閾值電平時，施密特觸發(fā)器ICl處于復(fù)位狀態(tài)，輸出端(第3腳)輸出為低電平，此時開關(guān)管Ql為斷開狀態(tài)，不影響雙運放IC2的原有工作狀態(tài)。反之，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)高到預(yù)設(shè)光強(qiáng)值時，第二光敏器件的阻值下降，會使得施密特觸發(fā)器ICl的觸發(fā)端(第2腳)和門限端(第6腳)的電平下降。當(dāng)下降到小于1/3VCC的觸發(fā)電平時，施密特觸發(fā)器ICl就被置位，輸出端(第3腳)輸出高電平，開關(guān)管Ql飽和導(dǎo)通，使雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)的電壓降為接近0V，從第二運放輸出端(第7腳)的輸出也為0V，因而關(guān)斷了 PWM脈沖信號的輸出，LED背光關(guān)斷。在該電路中，通過調(diào)整電阻R2的大小可改變光控開關(guān)的最高光強(qiáng)預(yù)設(shè)值。6、聲控開關(guān)模塊60請參閱圖6，為圖1中聲控開關(guān)模塊60的電路原理圖。如圖6所示，該聲控開關(guān)模塊60包括依次連接的聲音采集器件、兩級音頻放大器單元、倍壓整流單元、直流放大單元、單穩(wěn)觸發(fā)單元和分壓單元。其中，聲音采集器件可采用外接聚極體話筒，通過連接器J5連入電路，雙運放IC4及周邊器件組成兩級音頻放大器，與聲音采集器件連接，用于對采集的音頻信號進(jìn)行放大。二極管Dl和二極管D2構(gòu)成倍壓整流電路，用于將放大后的音頻信號變?yōu)橹绷?。二極管Dl的陽極接地，陰極通過電容Cll連接至雙運放IC4的第二運放輸出端(第7腳)。二極管D2的陽極也連接至雙運放IC4的第二運放輸出端(第7腳)，二極管D2的陰極輸出至直流放大單元。直流放大單元由開關(guān)管Q3及電阻R21構(gòu)成，開關(guān)管Q3的基極連接至二極管D2的陰極，開關(guān)管Q3的集電極通過電阻R21接5V直流工作電壓。開關(guān)管Q3的發(fā)射極接地。開關(guān)管Q3的集電極輸出放大后的直流信號，送到單穩(wěn)觸發(fā)芯片IC5的觸發(fā)端(第2腳)。單穩(wěn)觸發(fā)芯片IC5在本實施例中采用555集成電路實現(xiàn)，被接成單穩(wěn)觸發(fā)電路，用于根據(jù)放大后的直流音頻信號在達(dá)到預(yù)設(shè)值時輸出觸發(fā)信號。單穩(wěn)觸發(fā)芯片IC5的閾值電壓端(第6腳)及放電端(第7腳)相連并與電阻R26，電阻RM及電容C13組成延時電路。調(diào)整它們的數(shù)值，可改變單穩(wěn)延時的時間，從而可控制燈箱加亮的時間。與非芯片IC6可采用型號為74LS00的芯片實現(xiàn)。單穩(wěn)觸發(fā)芯片IC5的輸出端(第3腳)連接至與非芯片IC6的輸入端(第1腳)，與非芯片IC6的與非門輸出端(第3腳)通過串聯(lián)的電阻R27和電阻R28接地，電阻R27和電阻似8組成分壓單元，將分壓后的聲控電壓信號通過反接的二極管D3連接至PWM脈沖形成模塊的開關(guān)管Q2的基極。當(dāng)環(huán)境中有聲音時，開關(guān)管Q3被飽和導(dǎo)通，單穩(wěn)觸發(fā)芯片IC5被置位，單穩(wěn)觸發(fā)芯片IC5的輸出端(第3腳)輸出為高電平，經(jīng)與非芯片IC6倒相后變?yōu)榈碗娢?。該低電平?jīng)隔離二極管D3加到開關(guān)管Q2的基極，使雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)也變?yōu)榈碗娖?。從圖3可以看出，當(dāng)?shù)?腳電位變低后，從雙運放IC2輸出的PWM脈沖信號的占空比就會增加，從而可使燈箱亮起來。為了使燈箱亮起后的亮度滿足設(shè)計要求，與非芯片IC6的與非門輸出端(第3腳)通過電阻R27和電阻似8構(gòu)成的分壓電路，用以對亮燈后的亮度進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)環(huán)境中無聲時，與非芯片IC6輸出為高電位，由于二極管D3的隔離作用，這個高電位不會影響到雙運放IC2的正常調(diào)光功能。7、光衰補(bǔ)償模塊70請再參閱圖5，光衰補(bǔ)償模塊70至少包括滑動電阻器R6和所述開關(guān)管Q2?；瑒与娮杵鱎6連接在開關(guān)管Q2的基極與地之間，當(dāng)需要提高亮度時，只要將該滑動電阻器R6的阻值減小，施加到開關(guān)管Q2的基極B的偏置電壓變小，使得開關(guān)管Q2的發(fā)射極輸出至所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)的電壓降低。如圖3中所示，當(dāng)電壓變小時，輸出的PWM脈沖信號的占空比增大，因此可使LED的亮度回復(fù)到原有水平。在現(xiàn)有燈箱背光中，無論是燈管光源還是LED光源，都將其應(yīng)用在滿功率狀態(tài)。這樣的設(shè)計會使光源的壽命大打折扣，用不到一兩年就要對背光進(jìn)行全面更換。在本發(fā)明中，為了延長背光的壽命，出廠時LED及相應(yīng)部件(LED恒流驅(qū)動IC，開關(guān)電源)的應(yīng)用功率都設(shè)定在這些器件或部件額定功率的50-60%。這種大冗余量的設(shè)計方案能有效地延長LED的使用壽命。即使這樣，LED在使用了幾年后仍會產(chǎn)生光衰。但由于相應(yīng)的各器件及部件都有很大的冗余量，所以可通過如上的方法改變電路參數(shù)能方便地實現(xiàn)對LED光衰的補(bǔ)償。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明提供的節(jié)能燈箱控制電路及燈箱可以同時包含上述所有功能，即節(jié)能燈箱控制電路至少包括如上所示的PWM脈沖形成模塊20、LED恒流驅(qū)動模塊30、自適應(yīng)調(diào)光模塊40、光控開關(guān)模塊50、聲控開關(guān)模塊60和光衰補(bǔ)償模塊70。該節(jié)能燈箱成為了一種產(chǎn)品功能豐富且性能好的多功能燈箱。本發(fā)明相應(yīng)提供了采用上述節(jié)能燈箱控制電路的節(jié)能燈箱。該燈箱采用上述節(jié)能燈箱控制電路控制負(fù)載LED發(fā)光。該燈箱除了 LED自身比燈管優(yōu)越的性能之外，在應(yīng)用功能上還可以具有以下特點1、自適應(yīng)調(diào)光功能當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)在正常范圍內(nèi)時，背光進(jìn)入亮度自適應(yīng)模式。環(huán)境越亮，燈箱也越亮；反之，環(huán)境越暗，燈箱也越暗。使燈箱的廣告效果達(dá)到最好。2、光控開關(guān)功能當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)達(dá)到設(shè)定的最高光強(qiáng)預(yù)設(shè)值時，背光將自動關(guān)閉，實現(xiàn)節(jié)能。3、聲控開光功能當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)較暗時，燈箱亮度自動降低后，如果有人或車輛接近燈箱，燈箱將采集到環(huán)境聲強(qiáng)的變化，燈箱會自動變亮；反之又回復(fù)到低亮狀態(tài)。此功能特別適用于車庫等場合中燈箱的應(yīng)用。4、光衰補(bǔ)償功能當(dāng)LED在長時間使用后，由于LED光衰使燈箱亮度降低時，可方便地通過調(diào)整LED的工作狀態(tài)使燈箱亮度得到補(bǔ)償。因此可大大延長燈箱的使用壽命，達(dá)到節(jié)省投資的目的。本發(fā)明是根據(jù)特定實施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場合或材料，可對本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實施例，而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實施例。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能燈箱控制電路，包括用于產(chǎn)生PWM脈沖信號的PWM脈沖形成模塊，以及由所述PWM脈沖信號控制以驅(qū)動LED工作的LED恒流驅(qū)動模塊；其特征在于，還包括自適應(yīng)調(diào)光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，以實現(xiàn)自動調(diào)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括光控開關(guān)模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境光強(qiáng)高于預(yù)設(shè)光強(qiáng)值時產(chǎn)生光控電壓信號來關(guān)斷所述PWM脈沖形成模塊的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括聲控開關(guān)模塊，包括聲音采集器件，所述聲控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境聲強(qiáng)高于聲控啟動預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生聲控電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括光衰補(bǔ)償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補(bǔ)償模塊用于根據(jù)所述滑動電阻器R6的阻值變化來調(diào)節(jié)所述自適應(yīng)調(diào)光模塊產(chǎn)生的調(diào)光電壓信號大小，進(jìn)而控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比以實現(xiàn)LED光衰的補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述節(jié)能燈箱控制電路還包括開關(guān)電源模塊，所述開關(guān)電源模塊的輸入端與交流市電連接，輸出端產(chǎn)生直流工作電壓給所述PWM脈沖形成模塊、LED恒流驅(qū)動模塊、自適應(yīng)調(diào)光模塊、光控開關(guān)模塊和聲控開關(guān)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊至少包括第一光敏器件、電阻R4、電阻R3和滑動電阻器R6，所述電阻R4和滑動電阻器R6串聯(lián)在直流工作電壓與地之間，所述第一光敏器件和電阻R3串聯(lián)后并聯(lián)在滑動電阻器R6兩端，通過共同分壓在電阻R4和滑動電阻器R6之間的節(jié)點產(chǎn)生調(diào)光電壓信號輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述PWM脈沖形成模塊至少包括開關(guān)管Q2和雙運放IC2，所述開關(guān)管Q2的基極連接至自適應(yīng)調(diào)光模塊的輸出端，且所述開關(guān)管Q2的集電極接直流工作電壓，發(fā)射極通過電阻R5接地；電阻R7和電阻R8串聯(lián)在直流工作電壓與地之間進(jìn)行分壓，且所述雙運放IC2的第一運放正向輸入端(第3腳)連接至所述電阻R7和電阻R8之間的節(jié)點，所述第一運放反向輸入端(第2腳)通過電阻RlO連接至第一運放輸出端(第1腳)，所述第一運放輸出端(第1腳)通過電阻R9連接至所述第一運放正向輸入端(第3腳)，所述第一運放反向輸入端(第2腳)還通過電容C4接地，所述第一運放反向輸入端(第2腳)連接至所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)，所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)連接至所述開關(guān)管Q2的發(fā)射極，且第二運放輸出端(第7腳)作為所述PWM脈沖形成模塊輸出端輸出PWM脈沖信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述光控開關(guān)電路至少包括第二光敏器件、施密特觸發(fā)器ICl和開關(guān)管Ql，且所述第二光敏器件、滑動電阻器R2和電阻Rl串聯(lián)在直流工作電壓與地之間進(jìn)行分壓，并通過滑動電阻器R2和電阻Rl之間的節(jié)點輸出至所述施密特觸發(fā)器ICl的觸發(fā)端(第2腳)和門限端(第6腳)，且所述施密特觸發(fā)器ICl的輸出端(第3腳)輸出至所述開關(guān)管Ql基極，所述開關(guān)管Ql發(fā)射極接地，集電極連接至所述PWM脈沖形成模塊中所述雙運放IC2的第二運放正向輸入端(第5腳)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述聲控開關(guān)模塊包括兩級音頻放大器單元，與所述聲音采集器件連接，用于對采集的音頻信號進(jìn)行放大；倍壓整流單元，與所述兩級音頻放大器單元連接，用于將放大后的音頻信號變?yōu)橹绷餍盘?；直流放大單元，與所述倍壓整流單元連接，用于對直流信號進(jìn)行放大；單穩(wěn)觸發(fā)單元，與所述直流放大單元連接，用于根據(jù)放大后的直流信號在達(dá)到預(yù)設(shè)值時輸出觸發(fā)信號；分壓單元，與所述單穩(wěn)觸發(fā)單元連接，用于根據(jù)所述觸發(fā)信號進(jìn)行分壓輸出聲控電壓信號，所述分壓單元的輸出端通過反接的二極管D3連接至所述PWM脈沖形成模塊的開關(guān)管Q2的基極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的節(jié)能燈箱控制電路，其特征在于，所述光衰補(bǔ)償模塊，包括所述滑動電阻器R6和所述開關(guān)管Q2，所述滑動電阻器R6連接在所述開關(guān)管Q2的基極與地之間，滑動電阻器R6的阻值被調(diào)小以降低所述調(diào)光電壓信號大小，使得開關(guān)管Q2的發(fā)射極輸出至所述雙運放IC2的第二運放反向輸入端(第6腳)的電壓降低，繼而使雙運放IC2的第二運放輸出端(第7腳)輸出的PWM脈沖的占控比增加，達(dá)到提升亮度的目的。
11.一種節(jié)能燈箱控制電路，包括用于產(chǎn)生PWM脈沖信號的PWM脈沖形成模塊，以及由所述PWM脈沖信號控制以驅(qū)動LED工作的LED恒流驅(qū)動模塊；其特征在于，還包括自適應(yīng)調(diào)光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，以實現(xiàn)自動調(diào)光；光控開關(guān)模塊，包括第二光敏器件，所述光控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境光強(qiáng)高于預(yù)設(shè)光強(qiáng)值時產(chǎn)生光控電壓信號來關(guān)斷所述PWM脈沖形成模塊的輸出；聲控開關(guān)模塊，包括聲音采集器件，所述聲控開關(guān)模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于在感應(yīng)的環(huán)境聲強(qiáng)高于聲控啟動預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生聲控電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比；光衰補(bǔ)償模塊，包括滑動電阻器R6，所述光衰補(bǔ)償模塊用于根據(jù)所述滑動電阻器R6的阻值變化來調(diào)節(jié)所述自適應(yīng)調(diào)光模塊產(chǎn)生的調(diào)光電壓信號大小，進(jìn)而控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比以實現(xiàn)LED光衰的補(bǔ)償。
12.—種節(jié)能燈箱，其特征在于，包括權(quán)利要求1-10中任意一項所述的節(jié)能燈箱控制電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能燈箱控制電路，包括用于產(chǎn)生PWM脈沖信號的PWM脈沖形成模塊，以及由所述PWM脈沖信號控制以驅(qū)動LED工作的LED恒流驅(qū)動模塊；該控制電路還包括自適應(yīng)調(diào)光模塊，包括第一光敏器件，所述自適應(yīng)調(diào)光模塊與所述PWM脈沖形成模塊相連，用于感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)生成調(diào)光電壓信號來控制所述PWM脈沖形成模塊產(chǎn)生的PWM脈沖信號的占空比，以進(jìn)行調(diào)光。本發(fā)明通過增設(shè)自適應(yīng)調(diào)光模塊，使得燈箱具有自適應(yīng)調(diào)光功能，在環(huán)境越亮?xí)r燈箱也越亮，反之越暗，使廣告的效果達(dá)到最好。本發(fā)明還具有光控功能(在環(huán)境亮度達(dá)到設(shè)定值時，可自動關(guān)閉燈箱)；聲控功能(在環(huán)境聲音達(dá)到設(shè)定值時，燈箱自動變亮)以及LED光衰補(bǔ)償功能。
文檔編號H05B37/02GK102395235SQ20111034485
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者付萬鈞, 池杭磁, 王雪芳, 龔為樂 申請人:深圳市新超亮特種顯示設(shè)備有限公司