LED控制电路、系统、手柄及交互系统的制作方法

led控制电路、系统、手柄及交互系统
技术领域
1.本实用新型涉及电子领域，具体涉及一种led控制电路、系统、手柄及交互系统。


背景技术：

2.led灯是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，具有节能、环保、安全、寿命长和低功耗的优点，随着led技术的不断发展，led灯得到广泛应用并且功能越来越强大，其中，led的定位功能可以通过固定的红外led灯来实现，当电源接通后，红外led在交流电的作用下不断进行高频闪烁，然后通过移动端的接收设备对发射出的高频信号进行检测并接收，通过处理接收的信号实现定位功能，为了精准实现定位功能，应保证红外led的亮度满足需求，这就要求红外led的瞬间电流要足够高，同时还需要节省成本，避免电量的浪费。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种led控制电路、系统、手柄及交互系统，以至少部分解决上述问题。
4.本实用新型提供了一种led控制电路，包括开关电路与电流控制模块，开关电路包括控制端和输出端，所述控制端用于接收控制信号，所述开关电路用于根据所述控制信号导通或截止；电流控制模块包括若干个并联的可调电阻，若干个所述可调电阻的输入端与所述开关电路的输出端连接，若干个所述可调电阻的输出端用于与led灯连接，用于对led灯进行电流调节。
5.可选地，所述开关电路具体为mos管。
6.可选地，所述mos管为n型mos管，所述n型mos管的源极接地并通过下拉电阻与栅极连接，所述栅极接入所述控制信号。
7.可选地，每个所述可调电阻串联四个所述led灯。
8.可选地，多个所述可调电阻的电阻值相同，以使得所述led灯的导通电流相同。
9.可选地，所述led控制电路还包括第二电流控制模块，所述第二电流控制模块包括电容，所述电容与所述mos管的所述栅极连接，所述电容用于增加通过所述led灯的瞬时电流。
10.可选地，所述电容并联一个放电元件，所述放电元件用于在所述控制信号为低电压时导通，以释放所述电容的残余电量。
11.本实用新型还提供了一种led控制系统，所述led控制系统包括上述实施例所述的led控制电路。
12.本实用新型还提供了一种手柄，所述手柄包括上述实施例所述的led控制电路，以及用于与所述led控制电路连接的led灯。
13.本实用新型还提供了一种交互系统，所述交互系统包括上述实施例所述的手柄，以及根据所述手柄上的led灯对所述手柄进行定位的定位设备。
14.在本实用新型实施例中，提供的led控制电路包括开关电路与电流控制模块，其中，开关电路包括控制端和输出端，控制端用于接收控制信号，开关电路用于根据控制信号导通或截止，保证了led电路的快速打开与关闭。电流控制模块包括若干个并联的可调电阻，若干个可调电阻的输入端与开关电路的输出端连接，若干个可调电阻的输出端用于与led灯连接，用于对led灯进行电流调节，采用可调电阻替代了普遍的恒流芯片对led灯进行电流调节，恒流芯片价格较高，且不同电路需要的不同恒流芯片型号不同，较限流电阻获取复杂，而本实用新型采用的可调电阻不仅满足点亮led灯的需求，且获取较为方便，成本低廉。
附图说明
15.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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本技术一个实施例的led控制电路的结构示意图；
17.图2是本技术一个实施例的n型mos管的连接示意图；
18.图3是本技术一个实施例的led控制电路的连接示意图；
19.附图标记列表：10：开关电路、110：n型mos管、120：下拉电阻、20：电流控制模块、21：可调电阻、40：电容、410：肖特基二极管、50：led灯。
具体实施方式
20.在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、
“”
和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
21.应当理解，本实用新型说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
22.下面结合本实用新型实施例附图进一步说明本实用新型实施例具体实现。
23.图1是本技术一个实施例的led控制电路的结构示意图。
24.本实用新型提供了一种led控制电路，包括开关电路10与电流控制模块20，开关电路10包括控制端和输出端，控制端用于接收控制信号，开关电路10用于根据控制信号导通或截止。
25.在一种可选的实施方式中，led(light emitt i ng diode)，发光二极管，是一种
能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。本实施例中的led控制电路，主要控制红外led灯的快速打开与关闭，红外led灯是一种将电能转换为光能的近红外发光器件，它具有体积小、功耗低、指向性好等优点，广泛用于遥控、定位、遥测、光隔离、光开关、光电控制、目标跟踪等系统。目前led大都采用直流驱动，因此在市电与led之间需要加一个电源适配器即led驱动芯片，它的功能是把交流市电转换成合适led的直流电。而本实施例中，采用led控制电路100代替led驱动芯片。
26.led控制电路100，包括开关电路10与电流控制模块20，其中的开关电路10主要根据控制信号切换导通状态或者截止状态，以控制led灯50点亮或熄灭。
27.开关电路10可以为数字开关电路10、模拟开关电路10和机械开关电路10三种，led是节能产品，驱动电源的效率要高，本实施例中主要采用高效率的mos管数字开关电路10。开关电路10包括控制端和输出端，控制端用于接收控制信号，这里的控制信号是微处理器送往设备电路的，控制信号是按序列发出的，该序列由机器指令决定，开关电路10用于根据控制信号导通或截止，从而控制led灯50的打开和关闭。
28.电流控制模块20包括若干个并联的可调电阻21，若干个可调电阻21的输入端与开关电路10的输出端连接，若干个可调电阻21的输出端用于与led灯50连接，用于对led灯50进行电流调节。
29.在一种可选的实施方式中，电流控制模块20用于控制流入led灯50中电流的大小，本实施例中，led灯50的点亮过程极短，通常在几微秒内，这就要求led灯50开启时的通过led灯的电流值达到一定大小才能支撑led灯50被瞬间点亮，同时还要考虑节能等需求，因此需要对流入led灯50中的电流进行调节，这里将若干个可调电阻21并联，这里的可调电阻21是电阻的一类，可调电阻21的电阻值的大小可以人为调节，以满足电路的需要。可调电阻21按照电阻值的大小、调节的范围、调节形式、制作工艺、制作材料、体积大小等等可分为许多不同的型号和类型，类型有电子元器件可调电阻，瓷盘可调电阻，贴片可调电阻，线绕可调电阻等，不同的型号的标称值一般不同，可调电阻的标称值是标准可以调整到最大的电阻阻值，这里的可调电阻21的型号以及类型根据实际需求设置，本实施例对此不做限制。若干个可调电阻21的输入端与开关电路10的输出端连接，若干个可调电阻21的输出端用于与led灯50连接，从而通过调节可调电阻21的电阻值来对led灯50进行电流调节，这里的电阻值应根据led灯50的亮度来调节，led灯50的亮度需求根据实际情况来决定。
30.在本实用新型实施例中，提供的led控制电路包括开关电路10与电流控制模块20，其中，开关电路10包括控制端和输出端，控制端用于接收控制信号，开关电路10用于根据控制信号导通或截止，保证了led电路的快速打开与关闭。电流控制模块20包括若干个并联的可调电阻21，若干个可调电阻21的输入端与开关电路10的输出端连接，若干个可调电阻21的输出端用于与led灯50连接，用于对led灯50进行电流调节，采用可调电阻21替代了普遍的恒流芯片对led灯50进行电流调节，恒流芯片价格较高，且不同电路需要的不同恒流芯片型号不同，较限流电阻获取复杂，而本实用新型采用的可调电阻21不仅满足点亮led灯50的需求，且获取较为方便，成本低廉。
31.在一些可选的实施例中，开关电路10具体为mos管。
32.在一种可选的实施方式中，mos管是一个通过改变电压来控制电流的器件，有时候也被称为绝缘栅场效应晶体管，为金属—氧化物—半导体场效应晶体管，或者是金属—绝
缘体—半导体场效应晶体管，这里的场效应是指通过空间的分子内静电作用，即某取代基在空间产生一个电场，它对另一处的反应中心发生影响。本实施例中，将mos管作为开关，好处为mos管输入阻抗高，输入阻抗是普通大功率三极管无法比拟的，这对激励信号不会产生压降，只要有一点电压就可驱动；并且开关速度快，滞后小，另外也不存在二次击穿。
33.需要说明的是，mos管有两种结构形式，即n沟道型和p沟道型，结构不一样，使用的电压极性也会不一样，因此，在确定选择哪种产品前，首先需要确定采用n型还是p型mos管。
34.结合图2，在一些可选的实施例中，mos管为n型mos管110，n型mos管110的源极s接地并通过下拉电阻120与栅极g连接，栅极g接入控制信号i r led cerl，源极s同时接地，漏极作为输出端与可调电阻连接。
35.在一种可选的实施方式中，n型mos管110的导通与截止由栅源电压来操控，本实施例中，n型mos管110由栅极接入控制信号，采用n型mos管110的漏极d与可调电阻连接后再接入led灯50的负极，进行负极控制，电流由漏极流向源极，图中g表示栅极，s表示源极，d表示漏极，“i r led ctrl”表示控制信号。
36.优选地，在n型mos管110的源极与栅极之间连接一个下拉电阻120，下拉电阻120与源极连接后接地，下拉电阻120是直接接到地上，因为是接地，因而叫做下拉电阻120，意思是将电路节点的电平向低方向(地)拉。在mos管内部结构里，栅极与漏极、源极实际上是有一层绝缘层二氧化硅进行隔离的，这就相当于存在一个电容器，可以称为寄生电容，mos管在开关状态工作时，就是不断的给寄生电容充放电，当断开电源时，寄生电容内部可能储存有一部分电荷，但是没有释放回路，mos管栅极电场仍然存在且能保持很长时间，建立导电沟道的条件没有消失。在下次开机时，在导电沟道的作用下，mos管立即产生不受控的巨大漏极电流，引起mos管烧坏，下拉电阻120可以释放残余电量，同时防止了在静电作用下电荷没有释放回路，引起mos管击穿，保证了控制信号在截止时，栅极于地电压接近零。需要说明的是，这里的下拉电阻120的阻值根据实际情况进行设置。
37.需要说明的是，本实施例的mos管也可以采用p型mos管，其连接方式同样为源极通过电阻与栅极连接，栅极接入控制信号，采用p型mos管时一般采用正极控制，即通过p型mos管的输出端接入led灯的正极，但这对电源以及p型mos管的要求较高，所以优选采用n型mos管110接入负极，进行负极控制。
38.在本实用新型实施例中，将mos管作为电路开关，小电压就可以对mos管进行驱动，开关速度非常快，而目前常采用的驱动芯片控制开关能适应的电源的电压和电流变动范围十分狭窄，稍许偏离就可能无法点亮led或者发光效率严重降低，或者缩短使用寿命甚至烧毁芯片，并且驱动芯片控制电路具有滞后性，使用时需要提前打开驱动电路，打开需要几十毫秒，造成了电的浪费，另外驱动芯片价格也非常昂贵，而本实施例采用的mos管打开只需要几微秒，节省了电量，同时mos管的价格也比较低，降低了使用成本。
39.在一些可选的实施例中，每个可调电阻21串联四个led灯50。
40.具体地，将可调电阻21进行并联连接，每个可调电阻21串联连接四个led灯50，使得不同电阻支路的led灯50并联连接，结合图3，例如，这里可以采用四个可调电阻21，分别为r2、r3、r4、r5，每个电阻分别与四个led灯50串联，四个led灯50组成一组灯串，分别对应led1、led2、led3、led4，每组灯串同样为并联连接，led控制电路100对十六个led灯50共同进行开启和关闭控制。
41.多个所述可调电阻21的电阻值相同，以使得所述led灯50的导通电流相同。
42.在一种可选的实施方式中，将多个可调电阻21的阻值同时进行调整，保持可调电阻21的阻值相等，使得所有的led灯50的导通电流是相同的，保证所有的led灯50同时点亮和熄灭。
43.在本实用新型实施例中，每个可调电阻21并联连接，且每个可调电阻21串联四个led灯50。多个所述可调电阻21的电阻值相同，以使得所述led灯50的导通电流相同。通过可调电阻21可直接对led灯50闪烁亮度进行调节，电路简单，制作方便，还能保证所有的led灯50同时点亮和熄灭。
44.在一些可选的实施例中，led控制电路还包括第二电流控制模块，第二电流控制模块包括电容40，电容40与mos管的栅极连接，电容40用于增加led灯50的瞬时电流。
45.在一种可选的实施方式中，由于led灯50点亮的瞬间要求电流要很高，当使用可调电阻21调节后仍然不满足led灯50的电量需求时，可以采用增加电容40的方式增大瞬时电流，同时对可调电阻21和电容40进行调整，电容40作为储能的元器件，不耗电。
46.在一种可选的实施方式中，未通电时电容是没有电荷的，当led控制电路100导通的瞬间，由于压差作用，电子从位于电容40的a端的极板沿电路移动并聚集到位于另一端b端的极板上，导致在a端极板聚集了正电荷，在b端极板聚集了负电荷，此时电子的转移是非常迅速的，这里宏观表现为瞬时电流的产生，随着时间的增加，电容40两端得到的电荷越来越多，电荷聚集的速率也迅速减小，直到最后电荷不再继续向极板上汇聚，电流也减小到零。led控制电路100导通瞬间电容40为led灯50提供瞬时电流，使得led灯50闪烁，其中电容40的容量越大，瞬时电流越大，但瞬时电流过大可能会造成其他元器件的损伤，所以这里的电容40容量需要根据实际情况进行设置，同时也可以采取其他措施对电路进行保护。
47.在一种可选的实施方式中，电容40并联一个放电元件，放电元件用于在控制信号为低电压时导通，以释放电容40的残余电量。
48.在一种可选的实施方式中，电容40有储能、滤波等作用，其特点是电压不能突变，因为电容40可以存储电荷的,在电压较高的电路中，电容40在断电后还存储着很高电压的电荷，如果不小心触摸到电容40的引脚,就会发生触电的事故。给电容40并联一个放电元件，断电时放电元件把残余电荷放掉，可以避免触电事故的发生。
49.结合图3，示例性地，放电元件可以为二极管、电阻等，由于电阻放电会发热，可能会损害电路且造成电量损耗，所以放电元件优选采用肖特基二极管410，肖特基二极管410是一种热载流子二极管，具有开关频率高和正向压降低等优点，其反向击穿电压比较低，以释放电容40的残余电量。同时电容40施加反向电压时，很容易损坏，甚至爆炸，肖特基二极管410在电路产生反电势或者其它原因出现电容40负端电位高于正端电位时，能够保护电容40。
50.在本实用新型实施例中，采用了第二电流控制模块，第二电流控制模块包括电容40，电容40与mos管的栅极连接，当对可调电阻21进行调节时，若led亮度仍不满足需求，电容40就起到了增加led灯的瞬时电流的作用。并且在电容40上并联一个放电元件，以释放电容40的残余电量，可以避免触电事故的发生，提高了led控制电路的安全性。
51.本实用新型还提供了一种led控制系统，led控制系统包括上述任一实施例的led控制电路。
52.本实用新型还提供了一种手柄，手柄包括上述任一实施例的led控制电路，以及用于与led控制电路连接的led灯。
53.本实用新型还提供了一种交互系统，交互系统包括上一实施例中的手柄，以及根据手柄上的led灯对手柄进行定位的定位设备。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
55.最后需要说明的是：以上仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种led控制电路(100)，其特征在于，包括：开关电路(10)，包括控制端和输出端，所述控制端用于接收控制信号，所述开关电路(10)用于根据所述控制信号导通或截止；电流控制模块，包括若干个并联的可调电阻(21)，若干个所述可调电阻(21)的输入端与所述开关电路(10)的输出端连接，若干个所述可调电阻(21)的输出端用于与led灯(50)连接，用于对led灯(50)进行电流调节。2.根据权利要求1所述的led控制电路(100)，其特征在于，所述开关电路(10)具体为mos管(11)。3.根据权利要求2所述的led控制电路(100)，其特征在于，所述mos管(11)为n型mos管，所述n型mos管的源极接地并通过下拉电阻与栅极连接，所述栅极接入所述控制信号。4.根据权利要求1所述的led控制电路(100)，其特征在于，每个所述可调电阻(21)串联四个所述led灯(50)。5.根据权利要求4所述的led控制电路(100)，其特征在于，多个所述可调电阻(21)的电阻值相同，以使得所述led灯(50)的导通电流相同。6.根据权利要求3所述的led控制电路(100)，其特征在于，所述led控制电路(100)还包括第二电流控制模块，所述第二电流控制模块包括电容(40)，所述电容(40)与所述mos管的所述栅极连接，所述电容(40)用于增加通过所述led灯(50)的瞬时电流。7.根据权利要求6所述的led控制电路(100)，其特征在于，所述电容(40)并联一个放电元件，所述放电元件用于在所述控制信号为低电压时导通，以释放所述电容(40)的残余电量。8.一种led控制系统，其特征在于，所述led控制系统包括如权利要求1至7任一项所述的led控制电路(100)。9.一种手柄，其特征在于，所述手柄包括如权利要求1至7任一项所述的led控制电路(100)，以及用于与所述led控制电路(100)连接的led灯(50)。10.一种交互系统，其特征在于，所述交互系统包括如权利要求9所述的手柄，以及根据所述手柄上的led灯(50)对所述手柄进行定位的定位设备。

技术总结
本实用新型提供了一种LED控制电路、系统、手柄及交互系统，其中，LED控制电路包括开关电路与电流控制模块，开关电路包括控制端和输出端，控制端用于接收控制信号，开关电路用于根据控制信号导通或截止；电流控制模块包括若干个并联的可调电阻，若干个可调电阻的输入端与开关电路的输出端连接，若干个可调电阻的输出端用于与LED灯连接，用于对LED灯进行电流调节。开关电路用于根据控制信号导通或截止，保证了LED电路的快速打开与关闭，采用的可调电阻不仅满足点亮LED灯的需求，且获取较为方便，成本低廉。成本低廉。成本低廉。


技术研发人员：孙立致 张佳宁 张道宁
受保护的技术使用者：北京凌宇智控科技有限公司
技术研发日：2023.01.19
技术公布日：2023/7/27