CN101754539A - 一种采样电路、led驱动电路及其检测电池电量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电路设计技术领域，提供了一种采样电路及LED驱动电路。其中的采样电路包括一采样处理模块、一基准源集成芯片以及限流电阻R3；采样处理模块的电压输出引脚通过限流电阻R3连接基准源集成芯片的稳压输出端，基准源集成芯片的参考端连接稳压输出端；电压输出引脚输出一启动电压时，采样引脚获取一采样电压，由于该采样电路没有采用分压电阻，且由于基准源集成芯片的稳压作用，采样电压不会受到限流电阻的影响，即是说，采样处理模块完全不受外部器件的影响，提高了采样的准确度。

Description

一种采样电路、LED驱动电路及其检测电池电量的方法

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，尤其涉及一种采样电路、LED驱动电路及其检测电池电量的方法。

背景技术

目前的许多集成电路和电路单元，为了获得电路中某点的当前电压值而引入了电压采样电路。

如图1示出了现有技术提供的一种电阻分压形式的采样电路，该电路包括一采样处理模块U1，分压电阻R1以及分压电阻R2。其中，分压电阻R1和分压电阻R2串联于采样处理模块U1的电压输出引脚PB3和地之间，采样处理模块U1的采样引脚PB4连接分压电阻R1的与分压电阻R2连接的一端。该采样电路在工作时，采样处理模块U1通过其电压输出引脚PB3输出一待测电压，该待测电压经由分压电阻R1和分压电阻R2的分压后，由采样处理模块U1的采样引脚PB4获取一采样电压，采样处理模块U1由该采样电压，判断待测电压的当前值。

然而上述采样电路由于是采样电阻分压形式的采样电路，该采样电路由于受到电阻R1和电阻R2的精度的影响，造成采样电压不准确的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种采样电路，旨在解决现有技术提供的由电阻分压形式构成的采样电路，由于分压电阻精度的影响，造成采样电压不准确的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种采样电路，所述采样电路包括一采样处理模块、一基准源集成芯片以及限流电阻R3；所述采样处理模块的电压输出引脚通过限流电阻R3连接所述基准源集成芯片的稳压输出端和所述采样处理模块的采样引脚，所述基准源集成芯片的参考端连接所述稳压输出端和所述采样处理模块的采样引脚；

所述电压输出引脚输出一启动电压时，所述采样处理模块的所述采样引脚获取一采样电压。

本发明实施例的另一目的在于提供一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括如权利要求1或2所述的采样电路、第一恒流控制芯片、第二恒流控制芯片、二极管D1、二极管D2、电阻R5以及三极管Q1；所述采样处理模块的电源输入引脚连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极外接电源正极，所述采样处理模块的接地引脚和所述基准源集成芯片的接地引脚共同连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极外接电源负极；所述采样处理模块的PWM信号输出引脚通过电阻R5连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接二极管D2的阳极，三极管Q1的集电极连接所述第一恒流控制芯片的接地引脚以及所述第二恒流控制芯片的接地引脚，所述第一恒流控制芯片的供电引脚以及所述第二恒流控制芯片的供电引脚均连接二极管D1的阴极和LED的正极，所述第一恒流控制芯片的输出引脚以及所述第二恒流控制芯片的输出引脚均连接所述LED的负极；

所述采样处理模块通过所述PWM信号输出引脚输出PWM信号。

本发明实施例的另一目的在于提供一种如上所述的LED驱动电路的检测电池电量的方法，所述方法包括以下步骤：

所述采样处理模块通过所述PWM信号输出引脚输出具有第一占空比的PWM信号，并在所述具有第一占空比的PWM信号处于低电平期间，通过所述电压输出引脚输出电池电压，并通过所述采样引脚获取采样电压；

所述采样处理模块将当前所述电源输入引脚输入的电池电压与获取的所述采样电压进行比较计算，以判断电池BT电量是否发生变化。

本发明实施例是通过一基准源集成芯片来稳定采样点的采样电压，由于该采样电路没有采用分压电阻，且由于基准源集成芯片的稳压作用，采样电压不会受到限流电阻的影响，即是说，采样处理模块完全不受外部器件的影响，提高了采样的准确度。

附图说明

图1是现有技术提供的一种采样电路的电路图；

图2是本发明实施例提供的采样电路的电路图；

图3是应用图2所示采样电路的LED驱动电路的具体电路图；

图4是图3在内部电池供电情况下，检测电池电量的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了克服现有技术提供的采样电路中，分压电阻精度对采样电压造成的影响，本发明实施例中，通过一基准源集成芯片来稳定采样点的采样电压。

图2示出了本发明实施例提供的采样电路的电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的采样电路包括采样处理模块U1、基准源集成芯片U2以及限流电阻R3。其中采样处理模块U1的电压输出引脚PB3通过限流电阻R3连接基准源集成芯片U2的稳压输出端K，基准源集成芯片U2的参考端VREF连接基准源集成芯片U2的稳压输出端K，基准源集成芯片U2的稳压输出端K同时连接采样处理模块U1的采样引脚PB4。

该采样电路在工作时，采样处理模块U1通过电压输出引脚PB3输出一启动电压，该启动电压经限流电阻R3降压后，得到一采样电压，采样处理模块U1的采样引脚PB4获取该采样电压。基准源集成芯片U2的参考端VREF同时获取该采样电压，并通过内部的反馈和比较后，将基准源集成芯片U2的稳压输出端K的电压稳定在采样电压不变。例如，采样处理模块U1的电源输入引脚VCC连接待测电压VCC，采样处理模块U1通过电源输入引脚VCC接收待测电压VCC，通过电压输出引脚PB3输出该待测电压VCC作为启动电压，该待测电压VCC经限流电阻R3降压后，得到一采样电压，采样处理模块U1的采样引脚PB4获取该采样电压，由以上分析，基准源集成芯片U2的稳压输出端K的电压稳定在采样电压不变，即是说，即便由于待测电压VCC的变化使得经限流电阻R3降压后的电压发生变化，通过基准源集成芯片U2的稳压作用，可以将采样电压保持在固定值。

由于该采样电路没有采用分压电阻，且由于基准源集成芯片U2的稳压作用，采样电压不会受到限流电阻R3的影响，提高了采样的准确度。

采样处理模块U1在通过采样引脚PB4获取到采样电压后，对该采样电压进行模/数转换处理，生成相应的数字信号形式的采样电压后，用以实现其它的功能或进行其它进一步的处理。例如，采样处理模块U1对该采样电压进行模/数转换处理后，将该采样电压与电源输入引脚VCC接收到的待测电压VCC进行比较计算，判断待测电压VCC是否则发生变化，并在判断VCC发生变化时，实现其它控制功能。如图3示出了应用图2的LED驱动电路的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图3所示，该LED驱动电路包括图2所示的采样电路、第一恒流控制芯片U3、第二恒流控制芯片U4、二极管D1、二极管D2、电阻R5以及三极管Q1。其中，采样处理模块U1的电源输入引脚VCC连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极外接电源正极+，采样处理模块U1的接地引脚GND和基准源集成芯片U2的接地引脚A共同连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极外接电源负极-，此外，采样处理模块U1的PWM信号输出引脚PB1通过电阻R5连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接二极管D2的阳极，三极管Q1的集电极连接第一恒流控制芯片U3的接地引脚GND以及第二恒流控制芯片U4的接地引脚GND，第一恒流控制芯片U3的供电引脚VDD以及第二恒流控制芯片U4的供电引脚VDD均连接二极管D1的阴极和LED的正极，第一恒流控制芯片U3的输出引脚OUT以及第二恒流控制芯片U4的输出引脚OUT均连接LED的负极。此外，该LED驱动电路还可以包括电容C4，第一恒流控制芯片U3的接地引脚GND以及第二恒流控制芯片U4的接地引脚GND此时均通过电容C4连接二极管D1的阴极，以起到滤波效果。

该电路在工作时，采样处理模块U1通过PWM信号输出引脚PB1输出一定占空比的PWM信号，控制三极管Q1的导通与截止，进而通过第一恒流控制芯片U3以及第二恒流控制芯片U4的恒流处理后，驱动LED发光。其中采样电路的工作过程如上所述，在此不再赘述。

为了实现对采样处理模块U1的PWM信号的输出控制，本发明实施例中，该LED驱动电路还包括开关S1、电阻R4以及电容C3。其中，开关S1的一端连接采样处理模块U1的信号输入引脚PB0，开关S1的另一端连接二极管D2的阳极，开关S1的一端同时通过电阻R4连接二极管D1的阴极，电容C3并联于开关S1的两端。采样处理模块U1具体是在接收到开关S1的闭合信号后，通过其PWM信号输出引脚PB1输出一定占空比的PWM信号的。

为了对电源输入的电压进行滤波，本发明实施例中，该LED驱动电路还包括电容C1以及电容C2。电容C1和电容C2分别连接于二极管D1的阴极和二极管D1的阳极之间。

另外，本发明实施例提供的上述LED驱动电路在通过外部电源供电的同时，还可以通过内部电池供电，此时，上述的LED驱动电路还包括电池BT，电池BT可以是蓄电池或普通电池，电池BT的正极连接二极管D1的阴极，电池BT的负极连接二极管D2的阳极。当然，在具体实现时，该LED驱动电路也可以单独采用内部电池BT供电，此时，该LED驱动电路可以不包括二极管D1和二极管D2，而将该LED驱动电路中上述与二极管D1阴极连接的部分连接至电池BT的正极，将上述与二极管D2阳极连接的部分连接至电池BT的负极。

本发明实施例提供的上述LED驱动电路还包括电池BT的情况下，采用上述的采样电路既可以实现对电池电量的检测，而由于PWM信号在高电平期间会导致输入到采样处理模块U1的电源输入引脚VCC的电池电压降低，为此，本发明实施例中，采样处理模块U1具体在PWM信号为低电平期间，开始对电池电压进行采样的，以避免负载波形对采样结果的影响，优选的，采样处理模块U1在PWM信号为低电平的中间时刻，开始对电池电压进行采样的。

为了便于理解，下面将结合图4详细说明图3所示的LED驱动电路在应用内部电池BT供电情况下，检测电池BT电量的工作流程：

在步骤S101中，采样处理模块U1通过其PWM信号输出引脚PB1输出具有第一占空比的PWM信号。

在步骤S102中，采样处理模块U1在具有第一占空比的PWM信号处于低电平的中间时刻，通过其电压输出引脚PB3输出电池电压，并通过其采样引脚PB4获取采样电压。

在步骤S103中，采样处理模块U1将当前电源输入引脚VCC输入的电池电压与获取的采样电压进行比较计算，以判断电池电量是否发生变化。具体地，由于采样电路得到的采样电压为一定值，而当前电源输入引脚VCC输入的电池电压在电池BT电量不足时会产生变化，因此，将采样电压与当前电源输入引脚VCC输入的电池电压进行比较后，即可得知当前电池电量BT的情况。

本发明实施例中，当判断电池电量的变化时，在步骤S103之后，还可以包括以下步骤：采样处理模块U1通过其PWM信号输出引脚PB1输出具有第二占空比的PWM信号，该第二占空比不同于第一占空比；采样处理模块U1在具有第二占空比的PWM信号处于低电平的中间时刻，通过其电压输出引脚PB3输出电池电压，并通过其采样引脚PB4获取采样电压，实现了根据电池BT电量进行LED调光的功能。

进一步地，采样处理模块U1在通过其PWM信号输出引脚PB1输出具有第二占空比的PWM信号的步骤之前，还可以包括以下步骤：采样处理模块U1在判断电池电量的变化时，设定具有第二占空比的PWM信号的低电平的中间时刻为采样时刻。

当然，上述仅说明了图3所示的LED驱动电路中，采样电路根据采样结果进行PWM调光的一种实现步骤，而在具体实施时，本领域的技术人员应当了解，上述图3所示的LED驱动电路中，采样电路还可以根据采样结果进行与电池电量相关的其它控制功能。

本发明实施例是通过一基准源集成芯片来稳定采样点的采样电压，由于该采样电路没有采用分压电阻，且由于基准源集成芯片的稳压作用，采样电压不会受到限流电阻的影响，即是说，采样处理模块完全不受外部器件的影响，提高了采样的准确度。再有，将该采样电路应用于LED驱动电路时，可以对该电路的内部供电电池的电量进行检测，并进行与电池电量有关的其它控制，如对LED的调光控制等。进一步地，该LED驱动电路中，采样电路的采样具体是在PWM信号的低电平期间进行的，以克服负载波形对采样精度的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采样电路，其特征在于，所述采样电路包括一采样处理模块、一基准源集成芯片以及限流电阻R3；所述采样处理模块的电压输出引脚通过限流电阻R3连接所述基准源集成芯片的稳压输出端和所述采样处理模块的采样引脚，所述基准源集成芯片的参考端连接所述稳压输出端和所述采样处理模块的采样引脚；

所述电压输出引脚输出一启动电压时，所述采样处理模块的所述采样引脚获取一采样电压。

2.如权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述采样处理模块的电源输入引脚接收一待测电压，所述电压输出引脚将所述待测电压作为所述启动电压输出。

3.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括如权利要求1或2所述的采样电路、第一恒流控制芯片、第二恒流控制芯片、二极管D1、二极管D2、电阻R5以及三极管Q1；所述采样处理模块的电源输入引脚连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极外接电源正极，所述采样处理模块的接地引脚和所述基准源集成芯片的接地引脚共同连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极外接电源负极；所述采样处理模块的PWM信号输出引脚通过电阻R5连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接二极管D2的阳极，三极管Q1的集电极连接所述第一恒流控制芯片的接地引脚以及所述第二恒流控制芯片的接地引脚，所述第一恒流控制芯片的供电引脚以及所述第二恒流控制芯片的供电引脚均连接二极管D1的阴极和LED的正极，所述第一恒流控制芯片的输出引脚以及所述第二恒流控制芯片的输出引脚均连接所述LED的负极；

所述采样处理模块通过所述PWM信号输出引脚输出PWM信号。

4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括开关S1、电阻R4以及电容C3；开关S1的一端连接所述采样处理模块的信号输入引脚，开关S1的另一端连接二极管D2的阳极，开关S1的一端同时通过电阻R4连接二极管D1的阴极，电容C3并联于开关S1的两端；

所述采样处理模块是在接收到开关S1的闭合信号后，通过所述PWM信号输出引脚输出PWM信号的。

5.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括电容C1以及电容C2；电容C1和电容C2分别连接于二极管D1的阴极和二极管D1的阳极之间。

6.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括电池BT，电池BT的正极连接二极管D1的阴极，电池BT的负极连接二极管D2的阳极。

7.一种如权利要求6所述的LED驱动电路的检测电池电量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

所述采样处理模块通过所述PWM信号输出引脚输出具有第一占空比的PWM信号，并在所述具有第一占空比的PWM信号处于低电平期间，通过所述电压输出引脚输出电池电压，并通过所述采样引脚获取采样电压；

所述采样处理模块将当前所述电源输入引脚输入的电池电压与获取的所述采样电压进行比较计算，以判断电池BT电量是否发生变化。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采样处理模块是在所述具有第一占空比的PWM信号处于低电平的中间时刻，通过所述电压输出引脚输出电池电压，并通过所述采样引脚获取采样电压的。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述采样处理模块判断电池BT电量发生变化时，所述方法还包括以下步骤：

所述采样处理模块通过所述PWM信号输出引脚输出具有第二占空比的PWM信号，所述第二占空比不同于第一占空比；

所述采样处理模块在所述具有第二占空比的PWM信号处于低电平的中间时刻，通过所述电压输出引脚输出电池电压，并通过所述采样引脚获取采样电压。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采样处理模块在通过所述PWM信号输出引脚输出具有第二占空比的PWM信号之前，所述方法还包括以下步骤：

所述采样处理模块设定所述具有第二占空比的PWM信号的低电平的中间时刻为采样时刻。

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