台灯pcba控制板

一、工作原理

1. 亮度调节原理
   • 台灯 PCBA 控制板常用的亮度调节方式是通过 PWM（脉冲宽度调制）技术。控制板中的微控制器（MCU）产生 PWM 信号，PWM 信号是一种具有固定频率但占空比可变的数字信号。占空比是指脉冲信号中高电平时间与一个周期时间的比值。当 PWM 信号输出到台灯的驱动电路时，驱动电路根据 PWM 信号的占空比来控制通过 LED 灯珠（如果是 LED 台灯）的平均电流。例如，占空比为 50% 时，灯珠在一个周期内一半时间处于高电平导通状态，另一半时间处于低电平截止状态，这样就能实现不同亮度的调节。对于传统的白炽灯泡台灯，也可以通过调节施加在灯泡两端的电压来改变亮度，不过这种方式效率相对较低。
2. 色温调节原理（如果有此功能）
   • 如果台灯具有色温调节功能，通常是通过控制不同颜色的 LED 灯珠组合来实现。例如，采用暖白色和冷白色的 LED 灯珠。控制板根据用户设定的色温参数，调节两种颜色灯珠的亮度比例。当需要暖色温时，增加暖白色灯珠的亮度，同时降低冷白色灯珠的亮度；反之，当需要冷色温时，增加冷白色灯珠的亮度，降低暖白色灯珠的亮度。这个调节过程也是由微控制器通过驱动电路来控制各个灯珠的电流实现的。
3. 触摸控制或按键控制原理
   • 触摸控制：采用电容式触摸传感器。当人体触摸到触摸感应区域时，人体与感应电极之间会形成一个电容耦合。这个电容变化会被传感器检测到，并转换为一个电信号。该信号经过放大、滤波和整形等处理后，传送给微控制器。微控制器根据接收到的信号来判断是开启、关闭、调节亮度还是色温等操作。
   • 按键控制：通过机械按键，当按键被按下时，按键内部的触点闭合，产生一个低电平或高电平的触发信号。这个信号直接传送给微控制器，微控制器根据预设的程序来执行相应的操作，如开灯、关灯、亮度加、亮度减等操作。
4. 定时控制原理
   • 微控制器内部有定时器模块。当用户设置定时功能后，定时器开始倒计时。在倒计时过程中，微控制器正常执行台灯的控制功能。当定时器倒计时结束时，微控制器会发出信号，使台灯关闭或者进入其他预设的状态，比如将亮度调至最低等。定时时间通常可以由用户通过触摸或按键操作来设定，设定的时间信息会存储在微控制器的存储器中。

二、主要元件

1. 微控制器（MCU）
   • 它是台灯 PCBA 控制板的核心元件，像常见的 ARM - Cortex - M 系列（如 STM32）或者 8 位单片机（如 PIC、AVR 系列）。内部包含中央处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）等。CPU 执行存储在 ROM 中的程序，如处理触摸或按键信号、生成 PWM 信号、控制定时器等。RAM 用于临时存储变量，像亮度级别、色温参数、定时时间等信息。
2. 灯珠（如果是 LED 台灯）
   • LED 灯珠是台灯的发光元件，通常由芯片、封装支架和封装材料组成。芯片是发光的核心，当有电流通过时，电子和空穴复合释放能量产生光子发光。封装支架用于固定芯片和引出电极，封装材料可以保护芯片并改变发光角度和颜色等特性。台灯可能会采用高显色指数（CRI）的 LED 灯珠，以提供更真实的色彩还原。如果是具有色温调节功能的台灯，会有至少两种不同色温的 LED 灯珠，如暖白色和冷白色灯珠。
3. 驱动电路元件
   • 三极管或 MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）：用于放大微控制器输出的信号，以提供足够的电流来驱动灯珠。例如，当微控制器输出的 PWM 信号需要驱动多个 LED 灯珠时，三极管或 MOSFET 可以工作在饱和区，将微弱的 PWM 信号电流放大为能够使灯珠正常发光的大电流信号。MOSFET 相比三极管，具有更高的开关速度和更低的导通电阻，在一些高性能台灯驱动电路中应用较多。
4. 传感器（如果是触摸控制）
   • 电容式触摸传感器：由感应电极、检测电路等组成。感应电极通常是一个金属片或者导电涂层，它与人体形成电容。检测电路可以检测这个电容的变化，并将其转换为微控制器能够识别的电信号。这个信号经过放大和处理后，触发相应的控制操作。
5. 按键（如果是按键控制）
   • 机械按键通常由键帽、按键支架和触点等部分组成。当按键被按下时，键帽下压，使触点闭合，产生一个电平变化信号。按键的材质和设计会影响按键的手感和使用寿命，比如采用优质的塑料键帽和镀金触点可以提高按键的耐用性。
6. 电源管理元件
   • 整流桥（如果台灯是交流电供电）：用于将交流电转换为直流电。它由四个二极管组成，能够实现全波整流，把交流电源的正半周和负半周都转换为直流输出。
   • 电容和电感：在电源滤波电路中，电容用于存储电荷，可以滤除电源中的高频杂波。例如，陶瓷电容可以滤除高频噪声，电解电容可以存储较大的电荷，用于平滑直流电压。电感则可以阻止电流的突变，与电容配合组成滤波电路，提高电源的稳定性。
   • 稳压器：如线性稳压器（像 7805）或开关稳压器。线性稳压器通过调节自身的内部电阻来保持输出电压的稳定，其优点是输出电压纹波小，但效率相对较低。开关稳压器则通过高频开关动作来调节输出电压，效率较高，但电路相对复杂。

三、功能说明

1. 照明功能
   • 台灯 PCBA 控制板的基本功能是提供照明。通过控制灯珠的亮灭和亮度来照亮工作或学习区域。根据用户需求，可以提供足够的光亮，并且可以通过调节亮度，适应不同的环境光和使用场景，比如在明亮的白天可以调暗台灯，在夜晚阅读时调亮台灯。
2. 亮度调节功能
   • 用户可以通过触摸或按键操作来调节台灯的亮度。可以实现从最暗到最亮的连续调节，满足用户对不同光照强度的要求。例如，在夜间看电脑屏幕时可以使用较低的亮度，减少眼睛疲劳；在书写时可以适当提高亮度，确保清晰的视野。
3. 色温调节功能（如果有）
   • 提供不同的色温选择，如暖光（色温较低，约 2700K - 3000K）适合营造温馨的氛围，用于休闲阅读或者睡前照明；冷光（色温较高，约 5000K - 6500K）更接近自然光，适合工作、学习等需要集中注意力的场景，能够提高视觉清晰度。用户可以根据自己的喜好和实际需求来调节色温。
4. 触摸或按键操作功能
   • 触摸操作功能使台灯的使用更加方便和时尚。用户只需轻触感应区域就能实现开灯、关灯、亮度调节、色温调节等操作。按键操作则更加直观，每个按键对应特定的功能，如开 / 关、亮度加、亮度减、色温加、色温减等，方便用户快速操作。
5. 定时功能
   • 定时功能可以让台灯在设定的时间后自动关闭，这对于用户在睡前阅读等场景非常有用。用户可以设置 15 分钟、30 分钟、60 分钟等不同的定时时间，避免用户睡着后台灯一直亮着，浪费能源并且可能带来安全隐患。