一种应用于电光标志的节能型电路及电光标志的制作方法

1.本实用新型涉及电路设计的技术领域，特别涉及一种应用于电光标志的节能型电路及电光标志。


背景技术：

2.电光标志又叫隧道电光标志，主要用在隧道内，指示隧道安全的一种交通安全设施。它是一种在光线较暗时能够清楚辨认的带有一定图形、符号的发光标志，同样可应用在紧急断电情况下的有效照明和显示疏散通道，例如楼道、公共场所和无法间断照明的场所。现有的电光标志大多采用耗电量低且亮度大的新型led节能灯，但也存在缺陷，led灯随着使用时间的增加，无法避免会出现亮度变暗，即所谓的光衰现象。
3.如申请为cn201010203474.8专利名称为《新型led隧道灯》，公开日为2010年10月13日，公开了一种新型led隧道灯，其包括一色温感测模组、一信号处理控制模组、一驱动模组及一led光源模组。所述色温感测模组用于感测隧道外部的色温并将相应的色温信号传送至所述信号处理控制模组；所述驱动模组用于驱动所述led光源模组；所述led光源模组由若干光源组成，每个光源各占一个色温段和光强度段并分别受所述信号处理控制模组控制。
4.上述申请能够根据外部环境控制led的色温，但存在电光标志不能自动调节明暗度的问题，当环境光线较好时，隧道内的电光标志也同样需要增加亮度来满足照明的需求。而黑暗环境下，太强的亮度不仅会造成电源能量的浪费，而且会影响过往的车辆。


技术实现要素：

5.为解决上述提到的无法调节电光标志亮度的技术问题，本实用新型提供了一种应用于电光标志的节能型电路，包括开关控制电路、比较放大电路、检测电路；其中，所述开关控制电路一端与电源电路连接，另一端与比较放大电路连接，所述电源电路的输出端分别与检测电路、比较放大电路以及led灯组连接；所述检测电路通过差分放大电路与比较放大电路连接，所述差分放大电路还与电源电路的输出端连接。
6.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述检测电路包括光敏电阻r6、光敏电阻r7、电阻r15、电阻r16、运算放大器a1；所述光敏电阻r6、光敏电阻r7、电阻r15、电阻r16组成电桥后，其输入接点与电源电路连接，对称的输出接点与地线连接，其余两对称输出接点分别与运算放大器a1的正向输入端和反向输入端连接，所述运算放大器a1的反向输入端还与地线连接；所述运算放大器a1的输出端不仅与正向输入端连接，还与差分放大电路连接。
7.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述差分放大电路包括运算放大器a2，所述运算放大器a2的反向输入端分别与电源电路的输出端、运算放大器a2的输出端连接，所述运算放大器a2的正向输入端不仅与检测电路连接，还分别与比较放大电路、地线连接。
8.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述电源电路包括依次连接的整流滤波电路、dc
‑
dc变换电路、整流滤波输出电路；其中，所述dc
‑
dc变换电路还与开关控制电路连接，
所述整流滤波输出电路分别与检测电路、比较放大电路以及差分放大电路连接。
9.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述开关控制电路包括开关控制芯片u4、mos管u2、二极管d6、电阻r13；所述二极管d6、电阻r13并联后，一端与所述控制芯片u4的第一引脚连接，一端与mos管u2的栅极连接；所述控制芯片u4的第一引脚还通过电阻r9与第八引脚连接，第五引脚、第七引脚通过电阻和电容与地线连接，第二引脚分别与dc
‑
dc变换电路、地线连接，第四引脚与比较放大电路连接；所述mos管u2的漏极与dc
‑
dc变换电路连接，源极分别与控制芯片u4的第三引脚、地线连接。
10.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述开关控制芯片u4的型号为cr6850。
11.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述比较放大电路包括控制芯片u5、电阻r22、电阻r33以及贴片光耦op1；所述控制芯片u5的第一引脚通过电阻r23、电阻r22分别与贴片光耦op1、电源电路的输出端连接；所述贴片光耦的第一、第二引脚并在电阻r23上，第三引脚与地线连接，第四引脚与开关控制电路连接。
12.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述控制芯片u5的型号为tl431。
13.在上述技术方案的基础上，进一步地，所述贴片光耦op1的型号为pc817。
14.本实用新型还提供一种电光标志，采用如上所述的一种应用于电光标志的节能型电路。
15.本实用新型提供的一种应用于电光标志的节能型电路，与现有技术相比，具有以下优点：通过检测电路分别检测电光标志内部的led灯组亮度以及外部环境亮度，并比较二者的差值以输出电压差值调节量，再通过差分放大电路以及比较放大电路比较电压差值调节量和当前电源输出电压，以输出电源电压调节量，并将其反馈给开关控制电路，由开关控制电路控制led灯组调节亮度，从而实现了电光标志的发光亮度能够随外部环境的变化而变化，不仅达到了节能的目的，还大大延长了电光标志的寿命。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提供的一种应用于电光标志的节能型电路的原理框图；
18.图2为检测电路的电路原理图；
19.图3为本实用新型提供节能型电路的另一实施例的原理框图；
20.图4为电源电路的电路原理图；
21.图5为开关控制电路的电路原理图；
22.图6为差分放大电路的电路原理图；
23.图7为比较放大电路的电路原理图；
24.图8为本实用新型提供的节能型电路的电路原理图。
25.附图标记：
26.10开关控制电路
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20比较放大电路
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30检测电路
27.40电源电路
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50差分放大电路
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41整流滤波电路
28.42dc
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dc变换电路
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43整流滤波输出电路
具体实施方式
29.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。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。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.本实用新型提供一种应用于电光标志的节能型电路，包括开关控制电路10、比较放大电路20、检测电路30；其中，所述开关控制电路10一端与电源电路40连接，另一端与比较放大电路20连接，所述电源电路40的输出端分别与检测电路30、比较放大电路20以及led灯组连接；所述检测电路30通过差分放大电路50与比较放大电路20连接，所述差分放大电路50还与电源电路40的输出端连接。
32.具体实施时，如图1所示，所述检测电路30的输入端与电源电路40的输出端及led灯组连接，用于分别检测led灯组以及外部环境的亮度并比较二者的电压差值以输出电压差值的调节量，所述检测电路30的输出端与差分放大电路50连接，用于比较电压差值调节量和当前电源输出电压并再次输出二者的差值，该差值为电源电压调节量；所述差分放大电路50与比较放大电路20连接，能够将电源电压调节量经过比较、放大，并按一定比例传输给开关控制电路10；所述开关控制电路10根据反馈的电源电压调节量，调节pwm给电源电路40,控制降压比例降压至稳定的线性输出电压，从而实现对led灯组的亮度调节。
33.实际使用时，当使用节能型电路的电光标志应用于隧道中，外部环境将随着自然光、路灯以及车灯亮度等相关因素而发生变化，通过对外部环境亮度的采集，能够调节led灯组的亮度，使得当外部环境越亮时，电光标志亮度越亮；反之外部环境越暗时，电光标志亮度越暗，满足了电光标志的光亮需求。另一方面，通过对内部led灯组亮度的采集，也弥补了由于led灯组光衰引起的亮度降低的影响。
34.本实用新型提供的应用于电光标志的节能型电路，通过检测电路分别检测电光标志内部的led灯组亮度以及外部环境亮度，再通过差分放大电路以及比较放大电路比较电压差值调节量和当前电源输出电压，以输出电源电压调节量，并将其反馈给开关控制电路，由开关控制电路控制led灯组调节亮度，从而实现了电光标志的发光亮度能够随外部环境的变化而变化，不仅达到了节能的目的，还大大延长了电光标志的寿命。
35.优选地，所述检测电路30包括光敏电阻r6、光敏电阻r7、电阻r15、电阻r16、运算放大器a1；所述光敏电阻r6、光敏电阻r7、电阻r15、电阻r16组成电桥后，其输入接点与电源电路40连接，对称的输出接点与地线连接，其余两对称输出接点分别与运算放大器a1的正向
输入端和反向输入端连接，所述运算放大器a1的反向输入端还与地线连接；所述运算放大器a1的输出端不仅与正向输入端连接，还与差分放大电路50连接。
36.具体实施时，如图2所示，所述检测电路30包括由光敏电阻r6、光敏电阻r7、电阻r15、电阻r16组成的电桥，其中1个光敏电阻放置于电光标志内部，检测电光标志的led灯组亮度；另1个光敏电阻放置于电光标志的外部，检测外部环境亮度，其输入接点与电源电路40连接，对称的输出接点与地线连接，其余两对称输出接点分别输出led灯组亮度和外部环境亮度所对应的电压值并与运算放大器a1的正向输入端和反向输入端连接，经由运算放大器a1转化为所需的电压差值调节量，较佳地，运算放大器a1的型号为lm358。
37.优选地，所述差分放大电路50包括运算放大器a2，所述运算放大器a2的反向输入端分别与电源电路40的输出端、运算放大器a2的输出端连接，所述运算放大器a2的正向输入端不仅与检测电路30连接，还分别与比较放大电路20、地线连接。
38.具体实施时，如图6所示，所述差分放大电路50包括运算放大器a2，所述运算放大器a2的反向输入端分别与电源电路40的输出端、运算放大器a2的输出端连接，所述运算放大器a2的正向输入端不仅与检测电路30连接，还分别与比较放大电路20、地线连接，用于比较电压差值调节量和当前电源输出的差值，并将该差值放大后传输给比较放大电路20。较佳地，所述运算放大器a2的型号为lm358。
39.较佳地，所述差分放大电路50以及检测电路30不仅可应用于恒压型开关电源电路，还可应用于恒流型开关电源电路，其原理与恒压型开关电源电路相似，将电压差值调节量转化为电流差值调节量，并比较电流差值调节量和当前电源输出电电流的差值，从而输出电源电流调节量，达到调节led灯组亮度的目的。
40.优选地，所述电源电路40包括依次连接的整流滤波电路41、dc
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dc变换电路42、整流滤波输出电路43；其中，所述dc
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dc变换电路42还与开关控制电路10连接，所述整流滤波输出电路43分别与检测电路30、比较放大电路20以及差分放大电路50连接。
41.具体实施时，如图3、4所示，所述电源电路40包括依次连接的整流滤波电路41、dc
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dc变换电路42、整流滤波输出电路43；所述整流滤波电路41包括与市电输入端连接的变压器t1与整流器u1，用于将交流电整流成直流电，并且能够对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源产生干扰的同时，也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰；所述dc
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dc变换电路42包括高频变压器ee1，高频变压器ee1通过引脚分别与开关控制电路10、整流滤波电路41以及整流滤波输出电路43连接，用于将整流后的直流电电压通过pwm调节降压至符合电光标志的led灯组工作电压范围；所述整流滤波输出电路43包括两个整流二极管及电感、电容，其中两个整流二极管输入端与dc
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dc变换电路42连接，输出端与电容并联后再与电感串联，用于将pwm调节后的电压整流滤波成为稳定的输出电压。较佳地，整流滤波输出电路43还连接有指示灯d5，用于显示开关电源是否工作。
42.优选地，所述开关控制电路10包括开关控制芯片u4、mos管u2、二极管d6、电阻r13；所述二极管d6、电阻r13并联后，一端与所述控制芯片u4的第一引脚连接，一端与mos管u2的栅极连接；所述控制芯片u4的第一引脚还通过电阻r9与第八引脚、底线连接，第五引脚、第七引脚通过电阻和电容与地线连接，第二引脚分别与dc
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dc变换电路42、地线连接，第四引脚与比较放大电路20连接；所述mos管u2的漏极与dc
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dc变换电路42连接，源极分别与控制芯片u4的第三引脚、地线连接。
43.具体实施时，如图5所示，所述开关控制电路10包括开关控制芯片u4、mos管u2、二极管d6、电阻r13；其中控制芯片u4的第四引脚与比较放大电路20连接，用于接收比较放大电路20反馈的电源电压调节量；第一引脚通过二极管d6、电阻r13与mos管u2的栅极连接，所述mos管u2的漏极与dc
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dc变换电路42连接，用于控制pwm波的输出以及电源输出的通断；第二引脚、第三引脚与mos管u2的源极、电容、电阻连接，起到反馈控制的作用。
44.优选地，所述开关控制芯片u4的型号为cr6850。
45.优选地，所述比较放大电路20包括控制芯片u5、电阻r22、电阻r33以及贴片光耦op1；所述控制芯片u5的第一引脚通过电阻r23、电阻r22分别与贴片光耦op1、电源电路40的输出端连接；所述贴片光耦的第一、第二引脚并在电阻r23上，第三引脚与地线连接，第四引脚与开关控制电路10连接。
46.具体实施时，如图7所示，所述比较放大电路20包括控制芯片u5，所述控制芯片u5的一端与差分放大电路50连接，用于接收电压差值调节量和当前电源输出的差值，其另一端与贴片光耦op1、电阻r23连接，用于对该差值按固定比例进行放大后形成电源电压调节量传输给开关控制电路10，同时还起到了对电源端高压输入信号和低压输出信号进行隔离的作用。
47.优选地，所述控制芯片u5的型号为tl431。
48.优选地，所述贴片光耦op1的型号为pc817。
49.本实用新型还提供一种电光标志，采用如上所述的一种应用于电光标志的节能型电路。
50.具体实施时，如图8所示，通过采用上述节能型电路的电光标志，一方面，能够随外界环境的亮度变化而线性改变电光标志的亮度，当外部环境越亮时，电光标志亮度越亮；反之外部环境越暗时，电光标志亮度越暗；另一方面，由于led灯会随着使用工作时长的增加，产生一定的光衰，导致工作时间越久，发出的亮度越低，而通过光敏电阻采集内部led灯组的亮度，能够弥补由光衰引起的亮度影响，即当led灯的光衰越大，通过提高相应的输出电源电压，来提高led灯组的亮度。
51.尽管本文中较多的使用了诸如开关控制电路、比较放大电路、差分放大电路、检测电路、电源电路、整流滤波电路、dc
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dc变换电路、整流滤波输出电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。