一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器的制作方法

1.本实用新型涉及爆闪灯控制技术领域，具体而言，涉及一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器。


背景技术：

2.爆(频)闪灯能够在短时间内发出强光，广泛应用于舞台、告警等领域。例如，应用于常见的特种车辆(工程车、警车、消防车等)、道路交通、航空指示、工业生产等场合，最大限度避免了各种事故的发生。
3.通常的爆(频)闪灯的驱动方式为恒压驱动，并加电阻进行限流。但是这种方式使得灯珠的发热量很大，发光效率较低，且控制器的体积偏大，对于不同的负载，均须适配，一定程度上增加了生产成本。同时，限流电阻的温度效应以及不同种类灯珠压降的变化和离散性，使得灯珠的电流不易精准控制，容易损坏灯珠。采用声控时，声控的灵敏度不易连续调节，容易造成延迟响应的情况。


技术实现要素：

4.为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器，其能够对声控响应的灵敏度进行调节，爆闪灯响应更加快速、准确，并通过恒流驱动的方式控制爆闪灯发光，降低发热效应，提高发光效率。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器，其包括声音触发模块、控制模块、反馈驱动模块、恒流驱动模块、电压转换模块和led爆闪灯，上述声音触发模块通过上述控制模块与上述led爆闪灯连接，上述反馈驱动模块通过上述恒流驱动模块与上述led爆闪灯连接，上述恒流驱动模块还通过上述电压转换模块与上述声音触发模块连接；
7.上述控制模块用于接收并根据上述声音触发模块发送的触发信号，控制led爆闪灯的闪烁；上述反馈驱动模块用于根据检测到的led爆闪灯的输出电流，控制上述恒流驱动模块输出恒流信号为上述led爆闪灯供电。
8.在本实用新型的一些实施例中，上述声音触发模块包括连接的拾音电路和触发电路，上述拾音电路用于采集外部的声音信号，上述触发电路的输出端连接上述控制模块。
9.在本实用新型的一些实施例中，上述触发电路包括触发信号产生子电路和触发响应子电路，上述触发信号产生子电路用于将上述声音信号转换为负脉冲信号，上述触发响应子电路用于响应于上述负脉冲信号，产生低电平信号发送给上述控制模块。
10.在本实用新型的一些实施例中，上述触发响应子电路包括三极管q1、三极管q2、电阻r9和电阻r10，上述三极管q1的基极连接上述触发信号产生子电路，上述三极管q1的集电极通过上述电阻r9连接电源，上述三极管q1的集电极还连接到上述三极管q2的基极，上述三极管q2的集电极通过上述电阻r10连接电源，上述三极管q2的集电极连接到上述控制模块，上述三极管q1的发射极和上述三极管q2的发射极均接地。
11.在本实用新型的一些实施例中，上述控制模块包括主控制电路、开关电路和驱动器，上述主控制电路的第一输入端连接上述触发模块，上述主控制电路的第二输入端与上述开关电路连接，上述主控制电路的输出端通过上述驱动器与上述led爆闪灯连接。
12.在本实用新型的一些实施例中，上述驱动器采用场效应管。
13.在本实用新型的一些实施例中，上述反馈驱动模块包括连接的第一整流滤波电路和反馈控制电路，上述第一整流滤波电路的输入端与外部电源连接，上述反馈控制电路的输出端与上述控制模块连接。
14.在本实用新型的一些实施例中，上述反馈控制电路包括启动供电子电路、控制子电路和变压器，上述启动供电子电路用于为上述控制子电路和变压器供电，上述控制子电路用于根据周期性检测到的上述变压器的原边峰值电流，控制上述变压器的副边输出恒定电流。
15.在本实用新型的一些实施例中，上述反馈控制电路还包括连接于上述变压器的原边两端的反激尖峰吸收子电路，上述反激尖峰吸收子电路用于抑制变压器产生的漏感。
16.在本实用新型的一些实施例中，上述恒流驱动模块包括连接的第二整流滤波电路和led恒流驱动电路，上述第二整流滤波电路的输入端连接上述反馈驱动模块，上述led恒流驱动电路的输出端与上述led爆闪灯连接。
17.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
18.本技术实施例提供一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器，包括声音触发模块、控制模块、反馈驱动模块、恒流驱动模块、电压转换模块和led爆闪灯，上述声音触发模块通过上述控制模块与上述led爆闪灯连接，上述反馈驱动模块通过上述恒流驱动模块与上述led爆闪灯连接，上述恒流驱动模块还通过上述电压转换模块与上述声音触发模块连接。控制模块能够通过读取开关的状态切换工作模式。在声控模式下，控制模块接收到声音触发模块发送的触发信号后，输出方波信号控制驱动器的通断，进而控制led爆闪灯的亮灭，且响应灵敏度可调。在非声控模式下，控制模块则一直输出方波信号，控制led爆闪灯的亮灭。另一方面，当反馈驱动模块检测到led爆闪灯有输出电流时，则进入恒流模式，控制变压器副边输出恒定电流驱动led爆闪灯，使得led爆闪灯保持在同一亮度，降低发热效应，提高发光效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本实用新型一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器一实施例的结构框图；
21.图2为本实用新型一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器另一实施例的结构框图；
22.图3为本实用新型一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器一实施例中声控部分的电路示意图；
23.图4为本实用新型一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器一实施例中恒流控制部分的电路示意图。
24.图标：1、声音触发模块；11、拾音电路；12、触发电路；2、控制模块；21、主控制电路；22、开关电路；23、驱动器；3、反馈驱动模块；31、第一整流滤波电路；32、反馈控制电路；4、恒流驱动模块；41、第二整流滤波电路；42、led恒流驱动电路；5、电压转换模块；6、led爆闪灯。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.实施例
31.请参照图1和图2，本实用新型实施例提供一种声控的恒流驱动爆闪灯控制器，其包括声音触发模块1、控制模块2、反馈驱动模块3、恒流驱动模块4、电压转换模块5和led爆闪灯6，上述声音触发模块1通过上述控制模块2与上述led爆闪灯6连接，上述反馈驱动模块3通过上述恒流驱动模块4与上述led爆闪灯6连接，上述恒流驱动模块4还通过上述电压转换模块5与上述声音触发模块1连接；
32.上述控制模块2用于接收并根据上述声音触发模块1发送的触发信号，控制led爆闪灯6的闪烁；上述反馈驱动模块3用于根据检测到的led爆闪灯6的输出电流，控制上述恒流驱动模块4输出恒流信号为上述led爆闪灯6供电。
33.在本实施例所提供的技术方案中，主要包括两个过程，一方面，是由声音触发模块1、控制模块2和led爆闪灯6构成的声控驱动部分；另一方面，是由反馈驱动模块3、恒流驱动模块4和led爆闪灯6构成的恒流驱动控制部分。并且，两部分通过电压转换模块5连接，电压转换模块5通过将电源转换成声控驱动部分所需要的工作电压，为声音触发模块1和控制模块2供电。现有技术中，通常采用的是恒压限流驱动的方式，但是这种方式的稳压反馈和控制电路比较复杂，需要的元件多，导致整体的体积偏大，一定程度上增加了生产成本。而且，因为发光二极管的亮度与电流成正比，随着led发灯珠热，发光二极管的内阻会变小，如果使用恒压源，led灯珠会越来越亮，导致led灯珠结温过高而造成损坏，降低发光效率。而本
申请通过采用恒流限压的驱动方式，使得led爆闪灯6能够大体上保持在同一亮度，降低其发热效应，提高发光效率。
34.此外，在现有技术中，为了保障安全，通常都需要在恒流驱动控制部分的输出端接适当的阻性负载。而本技术中，通过对声控驱动部分的工作损耗值进行适当的设计，使其能够充当阻性负载，从而无需再另外添加阻性负载，减少了工作损耗，提高了工作效率，达到了节能的效果。
35.进一步地，上述控制模块2包括主控制电路21、开关电路22和驱动器23，上述主控制电路21的第一输入端连接上述声音触发模块1，上述主控制电路21的第二输入端与上述开关电路22连接，上述主控制电路21的输出端通过上述驱动器23与上述led爆闪灯6连接。
36.具体的，请参照图3，上述主控制电路21包括芯片ic2、可调电阻rv2、电阻r11、电容c6和电解电容cd4，上述开关电路22包括电阻r12和按键k1，上述驱动器23包括场效应管q3。
37.示例性的，芯片ic2的型号可以采用em78p153k otp型8脚单片机。其中，芯片ic2的引脚1通过电解电容cd4连接到引脚8，且引脚1连接电源，引脚8接地，从而为芯片ic2供电。并且，电解电容cd4在电路布线时紧靠芯片ic2，还可起到去耦合的作用。芯片ic2的引脚2通过可调电阻rv2和电容c6接地，引脚3通过电阻r11连接到可调电阻rv2和电容c6的公共端，引脚4连接电源。芯片ic2的引脚5通过电阻r12和按键k1接地，构成开关电路22。从而芯片ic2能够通过读取按键k1的状态，控制进入声控模式/非声控模式。芯片ic2的引脚7连接声音触发模块1，芯片ic2的引脚6连接场效应管q3的栅极，场效应管q3的源极接地，场效应管q3的漏极连接到led爆闪灯6的负极。
38.上述实施例中，在声控模式/非声控模式下，芯片ic2的p1.0(引脚6)输出受控的方波信号，控制场效应管q3的通断，以使led亮或灭。两种模式的不同之处在于：声控模式时，芯片ic2的p0.0(引脚7)接收到来自声音触发电路12的低电平信号后，芯片ic2的p1.0(引脚6)才输出方波信号，否则输出低电平，而非声控模式时，芯片ic2的p1.0(引脚6)则一直输出方波信号。并且，方波信号的参数(频率、脉宽)由芯片ic2的引脚2通过r11读取可调电阻rv2和电容c6的充放电时间确定。示例性的，通过对芯片ic2的片内软件的预先设定，可以设定如下三种方波的模式：1.占空比d固定，只调节周期t；2.周期t固定，只调节占空比d；3.脉冲数量、占空比d及周期t按照预先设定的算法调节。
39.在本实用新型的一些实施例中，上述声音触发模块1包括连接的拾音电路11和触发电路12，上述拾音电路11用于采集外部的声音信号，上述触发电路12的输出端连接上述控制模块2。
40.进一步地，上述触发电路12包括触发信号产生子电路和触发响应子电路，上述触发信号产生子电路用于将上述声音信号转换为负脉冲信号，上述触发响应子电路用于响应于上述负脉冲信号，产生低电平信号发送给上述控制模块2。
41.具体的，上述拾音电路11包括咪头m1、电阻r7和电容c4，上述触发信号产生子电路包括电阻r8、可调电阻rv1和电容c5，上述触发响应子电路包括三极管q1、三极管q2、电阻r9和电阻r10，
42.上述咪头m1的正极通过上述电阻r7连接电源，上述咪头m1的正极还通过上述电容c4连接到上述三极管q1的基极，上述三极管q1的基极还通过上述可调电阻rv1和电阻r8连接电源，上述三极管q1的基极还通过上述电容c5连接到上述控制模块2，上述三极管q1的集
电极通过上述电阻r9连接电源，上述三极管q1的集电极还连接到上述三极管q2的基极，上述三极管q2的集电极通过上述电阻r10连接电源，上述三极管q2的集电极连接到上述控制模块2，上述三极管q1的发射极、三极管q2的发射极和咪头m1的负极均接地。
43.上述实施例中，触发电路12采用全分立双管单稳态电路，且出于防干扰的目的，将电路设定于负脉冲触发的状态，即无触发时，触发响应子电路中的三极管q1饱和、三极管q2截至；有触发时，三极管q1截至、三极管q2饱和。从而给芯片ic2的p0.0(引脚7)提供一个低电平信号(触发信号)。需说明的是，这个低电平信号的宽度是触发信号产生子电路中的电阻r8、可调电阻rv1、电容c5等多个元件所共同确定的，在编写芯片ic2的软件时，须使检测时间小于这个宽度，否则电路工作会出现异常。从而，通过调节可调电阻rv1，可以改变三极管q1的饱和深度，以达到调节响应灵敏度的目的。同时，电容c5还起到加速截至和加速饱和的作用。
44.在本实用新型的一些实施例中，上述反馈驱动模块3包括连接的第一整流滤波电路31和反馈控制电路32，上述第一整流滤波电路31的输入端与外部电源连接，上述反馈控制电路32的输出端与上述控制模块2连接。
45.具体的，请参照图4，上述第一整流滤波电路31包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4和电解电容cd1，第一整流滤波电路31通过电源适配器供电，电源适配器的正极通过二极管d1连接反馈控制电路32，还通过反相串联二极管d2后接地；电源适配器的负极通过二极管d3连接反馈控制电路32，还通过反相串联二极管d4后接地；电源适配器的正负极之间串联电解电容cd1。
46.上述实施例中，通过利用二极管的单向导通特性，可以把正弦波的交流电整流为全是正半波的脉动直流电。再利用电容充放电的特性，可以进一步把脉动直流电滤波为相对平稳的直流电，达到整流滤波的目的。
47.在本实用新型的一些实施例中，上述反馈控制电路32包括启动供电子电路、控制子电路和变压器，上述启动供电子电路用于为上述控制子电路和变压器供电，上述控制子电路用于根据周期性检测到的上述变压器的原边峰值电流，控制上述变压器的副边输出恒定电流。
48.具体的，上述启动供电子电路包括电阻r1、电阻r2和电容c1，上述控制子电路芯片ic2、电阻r3和电阻r4。示例性的，芯片ic2可以选用bp3133a型号的恒流驱动器。芯片ic2的引脚2通过电阻r2和电阻r1连接第一整流滤波电路31，还通过电容c1接地。从而通过接收经第一整流滤波电路31整流滤波后得到的较平稳的直流电为芯片ic2供电。芯片ic2的引脚4通过电阻r3接地，引脚1通过电阻r4接地，引脚3接地。芯片ic2的引脚7和引脚8并连后连接到变压器t1原边的引脚1，变压器t1原边的引脚4连接第一整流滤波电路31。
49.上述实施例中，当芯片ic1通过变压器t1和芯片内的检测逻辑判定led爆闪灯6有输出电流(即场效应管q3导通且接有合适的led负载)时，立即进入恒流工作模式。此时，芯片ic1通过片内比较器逐周期检测变压器t1原边的峰值电流(具体方式为：片内比较器将电阻r4的端电压与片内阈值电压vcs相比，当二者相等时，在经过短时间的前沿消隐后，片内比较器向片内恒流控制单元输出信号，进入恒流工作模式。)，再结合变压器ti原边的反馈和片内逻辑，从而控制变压器t1副边的平均输出电流的恒定。
50.示例性的，输出电流的计算方法如下：首先，确定变压器t1原边的初级峰值电流
ip，计算方式为：，其中，vcs代表片内阈值电压。然后，确定变压器ti副边输出的次级输出平均电流iout，计算方式为：，其中，n为初级峰值电流与次级输出平均电流的加权比值，跟芯片ic1的型号有关，可直接查阅到；np为变压器t1原边的线圈匝数，ns为变压器t1副边的线圈匝数。此外，出于安全等各方面因素的考虑，还需要在无输出电流(即场效应管q3关闭)时对输出电压进行限制。在有电流输出转为无电流输出时，变压器t1副边的次级输出电压会逐步上升，退磁时间会逐步变短，因此，输出电压和退磁时间是相关的。从而可以用预设的开路保护电压vovp计算需要的退磁时间tovp，计算方式为：，其中，lm是变压器t1原边的电感值，nps是变压器t1的原边与副边的匝数比，vcs是芯片ic1的片内阈值电压，rcs则代表电阻r4。进而，可以用tovp计算电阻r3的值，计算方式为：，其中，a是与退磁时间相关的计算系数，跟芯片ic1的型号有关，可直接查阅到。示例性的，将lm的单位取为mh，vcs的单位取为mv，rcs的单位取为ω，vovp的单位取为v，则电阻r3单位是kω。从而，通过上述恒流和限压的控制计算方法，即可达到对led爆闪灯6进行恒流限压驱动控制的目的，保证电路安全，并提高发光效率。
51.进一步地，上述反馈控制电路32还包括连接于上述变压器的原边两端的反激尖峰吸收子电路，其包括电阻r5、电容c2和二极管d5。其中，变压器t1原边的引脚1通过二极管d5和电容c2连接到引脚4，电阻r5与电容c2并联。从而构成反激尖峰吸收子电路，用于抑制变压器产生的漏感。
52.在本实用新型的一些实施例中，上述恒流驱动模块4包括连接的第二整流滤波电路41和led恒流驱动电路42，上述第二整流滤波电路41的输入端连接上述反馈驱动模块3，上述led恒流驱动电路42的输出端与上述led爆闪灯6连接。
53.上述实施例中，上述第二整流滤波电路41包括二极管d6、电解电容cd2和电容c3，上述led恒流驱动电路42包括二极管d9。其中，变压器t1副边的引脚5通过二极管d6和电解电容cd2连接到引脚8。变压器t1副边的引脚8还通过电容c3接地，起到平衡地电位的作用。二极管d9正极连接led开关的负极，二极管d9负极连接led开关的正极，即反向串联在led开关两端，从而起到输出反向尖峰防护作用，在开关断开时为开关提供旁路，以吸收蓄积在开关的寄生电感中的能量，并使开关电压被钳位，从而抑制浪涌电流。
54.在本实用新型的一些实施例中，上述电压转换模块5包括二极管d7、电阻r6、稳压二极管d8和电解电容cd3，二极管d7的正极连接led开关的正极，二极管d7的负极通过电阻r6连接到稳压二极管d8的负极，稳压二极管d8的正极接地，电解电容cd3与稳压二极管d8并联，电阻r6和稳压二极管d8的公共端连接电源。从而可通过电解电容cd3和稳压二极管d8对电源进行稳压滤波，为后续声音触发模块1和控制模块2供电。
55.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
56.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。