[实用新型]单片机驱动的LED手持照明灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种手持照明设备，特别是涉及一种LED手持照明灯。

背景技术

高亮度白光LED的工作电压约为4V左右，若直接使用电池驱动，需要3至4节1.5V普通电池，这种驱动方法因必须采用降压限流而使得效率不高，另外其体积也太大；若只使用1至2节普通电池，就必须使用专用的LED驱动器，由于仅使用1节电池时当电池电压降低以后效率大大减小，因此使用2节电池是一个比较合理的选择。目前专用的LED驱动器价格不低，当电池电压降低以后还能保持相应亮度的LED驱动器价格更高，所以现在好的LED手持照明灯大都价格不菲。怎样使用廉价的方法来较好地驱动高亮度白光LED，是LED手持照明灯走向普及的一个重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种由单片机驱动的LED手持照明灯。它不使用专用的LED驱动器，而是采用廉价的单片机生成驱动脉冲，使接在后面的三极管处于开关状态而形成典型的它激式升压型开关电源以驱动高亮度白光LED，特别是当电池电压降低以后单片机能通过改变驱动脉冲串的占空比来保持LED的亮度基本不变。另外，由于使用单片机，LED手持照明灯的开关还具有一定的智能。

单片机驱动的LED手持照明灯，它采用通用元器件设计而成，其成本不高，拥有自主知识产权。本实用新型实施例的单片机采用EM78P153S，这是一种大批量生产的廉价的单片机，具有1024×13bits的ROM，32×8bits的RAM，EM78P153S有一个特色是编程时ROM不必分页，程序比较精简。本实用新型也可以采用其他厂家生产的单片机。

本实用新型的硬件电路原理图见附图。本实用新型使用两节7号电池组成电池组，外观小巧，仅有一个按钮，使用方便。在拥有自主知识产权的单片机程序的智能控制下，仅使用一个按钮就能控制LED手持照明灯的开关并具有两档亮度的变化。以下介绍中，长按指按按钮“K”2秒左右，短按指按按钮“K”0.5秒左右，“K”是LED手持照明灯的按钮。单片机EM78P153S平时处于睡眠状态，按钮“K”所连接的I/O口P67具有睡眠唤醒功能，短按或长按“K”都将唤醒单片机，短按一下“K”将以普通亮度点亮LED手持照明灯，长按一下“K”或短按一下后再长按一下“K”将以较高亮度点亮LED手持照明灯。当LED手持照明灯点亮后再短按一下“K”手持照明灯即会熄灭，单片机再进入睡眠状态。

DZ1和R1是低电压检测，当电池电压降到2.8V左右后，LED手持照明灯的亮度将略有下降，这时I/O口P66检测到低电压，将把驱动LED的脉冲串由占空比约44％提升为50％以保持LED手持照明灯的亮度基本不变。当以普通亮度点亮LED手持照明灯时，P50输出低电平，P51P52P53输出驱动LED的脉冲串；而当以较高亮度点亮LED手持照明灯时，P50和P51P52P53输出同样的脉冲串，这时LED的驱动电流约增加30％左右。Q1、Q2、Q3和相应的外围元件在单片机的驱动脉冲控制下，形成三个典型的它激式升压型开关电源，三个高亮度白光LED分开驱动能使每个LED工作地更好。同时可根据对LED手持照明灯的亮度需要，增加或减少它激式升压型开关电源和高亮度LED的数量。

使用单片机驱动LED手持照明灯还有几个好处是：其一是可以通过一个按钮实现LED手持照明灯亮度的改变和LED手持照明灯的开关；其二是不必通过长按按钮来使LED手持照明灯长亮；其三是可以通过检测电压而不是检测电流来保持LED手持照明灯的亮度基本不变，这对提高效率有益，因为低电压驱动LED时检测电流所用的取样电阻要消耗不少功率。

本实用新型的有益效果是：提供了一种使用单片机驱动的LED手持照明灯，它采用通用元器件设计而成，其成本不高，拥有自主知识产权，使用方便，若得以推广，将有利于LED手持照明灯的普及。因拥有自主知识产权，还可以根据用户的要求改变功能。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

附图单片机驱动的LED手持照明灯硬件电路原理图。

具体实施方式

附图是单片机驱动的LED手持照明灯硬件电路原理图。供电电源3伏，除了L1L2L3采用插件外，EM78P153S和其它元器件都采用贴片。单片机EM78P153S平时处于睡眠状态，耗电仅1微安，可长期接在电源上，当按钮“K”按下时唤醒单片机。单片机采用RC振荡方式，工作时振荡频率约180KHz。R1和DZ1的参数可调整至当电压降至约2.8V时单片机检测到低电压。电压高时驱动LED的脉冲串占空比约44％，低电压时驱动LED的脉冲串占空比为50％。Q1Q2Q3使用放大倍数约100倍的NPN贴片三极管，Q1Q2Q3和相应的外围元件在单片机的驱动脉冲控制下，形成三个典型的它激式升压型开关电源，以分别驱动高亮度白光LED，LED分开驱动使每个LED能工作地更好；若只需要驱动1或2个LED则可减少相对应的元件。LED驱动电流的大小可由R5R7R9或R11R12R13调整，整机电流在普通亮度时电压高时可调至约60mA，电压低时约70mA。当以普通亮度点亮LED手持照明灯时，P50输出低电平，P51P52P53输出驱动LED的脉冲串；当以较高亮度点亮LED手持照明灯时，P50和P51P52P53输出同样的脉冲串，这时流过LED的电流约增加30％左右。