[发明专利]一种提高LED灯中电池组寿命的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能领域，具体涉及通过单片机控制达到节能目的的电池组节能系统以及通过该系统实现的节能方法。

技术背景

在我国大力倡导节能环保的今天，有一份的节能就是有一份的贡献，智能控制领域，虽然整体一个系统耗电量不是很多，但是，当大范围的应用中就会有比较显著地节电效果和节能意义，当我们在街道上看到如LED组成的霓虹灯工作时，会有很强的增加视觉的效果，但是现有LED供电设计中对于LED灯组较多时，为了保证LED供电电压和电流和保护LED正常工作，采用的主要方式是：增加电源电压，同时在LED灯组串联限流电阻，这种方式可以保证LED正常工作，但是串联限流电阻必然带来限流电阻的能耗，减少电池使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提高输出电压，以达到LED的工作电压，减少限流电阻的无用功消耗，以及通过软件编程在单片机上实现，随时间改变增加占空比，减少电量供应，从而降低能耗，节约电池的使用时间。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种提高LED灯中电池组寿命的系统，包括电池盒控制器和LED灯组，其特征在于：电池盒控制器包括有：直流电源BT，轻触开关S，单片机IC，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路，直流电源BT，单片机IC分别与直流电源，轻触开关S，外部振荡电路，限流滤波防反接供电回路，DC-DC升压电路相连接。

其中单片机连接有外部晶振电路能够提供较高频率方波和较为稳定的工作状态，单片机内部集成有定时器和分频器，可以通过扫描溢出，来精确任意设定控制器的开启和关闭时间，单片机ROM中可以写入客户需要的各种闪烁机码，设置轻触开关，通过闭合时的单片机输入出口的电平变化，开启控制器，顺序转换多种灯跳模式，长按（大于3秒）可以关闭控制器，由于3节AA电池的工作范围在4.5V-2.7V之间，电池使用的早期，由于电池电压比较高，经过DC-DC转换输出的电压也比较高，LED灯串就比较明亮，随着电池电压的降低，LED就会明显变暗，为了解决这个问题，在控制器不断电的情况下，程序设定了随着时间改变自动增加占空比的功能，确保LED亮度基本不变。由于采用的3节AA电池，所以输出电压只有4.5V,为了点亮正常工作电压3V左右的绿蓝LED,需要将若干个LED并联，为了达到设计电流，往往还要串联电阻，在电阻上浪费了能量。单片机输出可变化占空比的150KHZ的方波，配合外围电阻电容二极管三极管，就能得到升高的电压，确保不用串联电阻就能输出合适的电压供给LED工作，避免了电能的浪费。

优选地，DC-DC升压电路由两个电阻R3、R4，两个电容C4、C5，色环带磁芯电感L1，开关二极管D2，开关三极管Q1连接组成，连接方式为：单片机输出端口依次串联连接电阻R3，R4后接地，单片机输出端口连接电容C4的一个极板，另一块极板连接到三极管的基极，R3和R4之间并接一根导线到三极管基极，三极管发射极接地线，直流电源连接电感L1，电感L1另一端连接三极管Q1集电极、二极管D2正极，二极管负极与地线之间连接电容C5。

优选地，限流滤波防反接供电回路由二极管D1，电阻R2和电容C3连接组成，连接方式为：二极管D1正极连接直流电源正极，二极管D1负极通过电阻R2连接到单片机端口，二极管负极通过电容C3后接地。

优选地，以上所述电阻采用碳膜电阻，所述电容采用瓷片电容。

采用上述系统，会出现这样一个现象，就是电池使用的早期，由于电池电压比较高，经过DC-DC转换输出的电压比较高，LED灯组比较明亮，随着电池电压的降低，LED就会明显变暗。

为了解决上述技术问题，本发明采用软件程序解决方法是：一种提高LED灯中电池组寿命的方法，在控制器不断电的情况下，程序设定随着时间改变自动增加占空比。

优选地，当按键按下时，关闭方波输出，计时清零，计数器清零，从新计时累加记数。

通过占空比增加，保证了随时间改变，电池电压不足时，供电输出电量基本不变，这样就能够确保LED亮度基本不变，增加了LED输出的亮度的稳定性。

优选地，单片机输出可变化占空比的150KHZ的方波，变化的速率小于5毫秒。

优选地，单片机输出的矩形波占空比数值变化范围在0-75%之间。

优选地，低占空比、中占空比、高占空比的数值分别为42%、46%和50%。