CN105307359B - 一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路，用以改变导光板的发光亮度，包含有，第一电源；可调电源电路单元，其与所述第一电源相连，所述可调电源电路单元还与所述导光板的正端相连以向所述导光板提供工作电压；以及，脉宽调制驱动电路单元，其与所述导光板的负端相连以向所述导光板提供驱动信号。本发明还提供了一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制方法。本发明的优点在于：采用电压与脉宽调制相结合的方式，在低脉宽调节区域采用占空比恒定改变电压的方式对导光板亮度进行调节，保持导光板照明亮度的稳定性，减小系统功耗，提高系统的电磁兼容性。

Description

一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路及方法

技术领域

本发明涉及飞机导光板照明领域，特别是一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路及方法。

背景技术

导光板用于飞机座舱内仪表板、控制板、操纵台的信息显示及仪表外部照明，一般由一块2～6毫米厚、表面喷涂光刻涂料、采用光刻工艺示出标记字符的导光材料，印制板及安装在印制板上的发光器件，金属保护板等组成。导光板上的标记、字符等一般为白色，背景底色为无光灰色或其它能与所标记字符具有明显对比度的其它颜色，其标记、字符等具有在亮环境下可视、可读性，在暗环境下，通过点亮导光板的发光器件，使导光板上的标记、字符在暗环境下也具有可视、可读性。为了能使飞机座舱中所有的导光板在暗环境下具有均匀的亮度，使其亮度能符合飞行员人眼的视觉习惯，同时，在长航时飞行时不至于使飞行员过分专注或产生视觉疲劳，飞机座舱中设计有亮度控制设备，用以控制座舱内导光板的亮度。目前，飞机导光板亮度调节具有两种方式，电压调节方式及脉宽调制调节方式，前者是通过改变导光板供电的电压大小来调节其亮度，后者通过调节导光板供电脉宽调制占空比来改变其亮度。由于电压调节方式采用可调性线稳压电源作为驱动电路，其电源输出效率较低，工作过程中功率损耗较大，正常工作时器件发热量较大。采用脉宽调制调节方式提高了电源效率降低了器件损耗，更有效地保证了调光过程光色的一致性，但是，其在低占空比区域微小的占空比变化将会引起导光板的闪烁，特别是在目前采用LED作为导光板背光光源的情况下此问题更为突出，同时也降低了系统的电磁兼容性。

发明内容

本发明克服现有技术中单独使用电压调节方式或单独使用脉宽调制调节方式的缺点，突破传统的设计模式，提供一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路及方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路，用以改变导光板的发光亮度，包含有，

第一电源；

可调电源电路单元，其与所述第一电源相连，所述可调电源电路单元还与所述导光板的正端相连以向所述导光板提供工作电压；以及，

脉宽调制驱动电路单元，其与所述导光板的负端相连以向所述导光板提供驱动信号。

作为一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路，所述可调电源电路单元包含有第一可调电源、第一电压调节电路、第一电阻、第二电阻及第三电阻组成；其中，

所述第一可调电源具有输入端、输出端及调节端，所述第一可调电源的输入端与所述第一电源相连，所述第一可调电源的输出端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端及所述导光板的正端相连；

所述电压调节电路具有输入端、输出端及反馈端，所述电压调节电路的输入端用以连接电压调节控制输入，所述第一电压调节电路的输出端分别与所述第一可调电源的调节端及所述第一电阻的第二端相连，所述电压调节电路的反馈端分别与所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端接地；

所述脉宽调制驱动电路单元包含有非门、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一场效应管、第一电感及第一二极管；其中，

所述非门的输入端用以连接占空比控制输入，所述非门的输出端分别与所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端及所述第六电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端用以接第二电源，所述第四电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述第一场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的漏极分别与所述第一二极管的正极及所述第一电感的第一端相连，所述第一二极管的负极与所述导光板的正极相连，所述第一电感的第二端与所述导光板的负极相连，所述第六电阻的第二端、所述第一电容的第二端及所述第一场效应管的源极均接地。

作为一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路，所述第一二极管选用1N4001，所述第一电感选用PB3216-601，所述第一电阻选用阻值为240，所述第二电阻选用阻值为22K，所述第三电阻选用阻值为3K，所述第四电阻R4选用阻值为5.1K，所述第五电阻选用阻值为5.1K，所述第六电阻选用阻值为10K，所述第一电容为10nF。

本发明还提供了一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制方法，包含以下步骤，

步骤S1，提供权利要求1至3中任意一项所述的控制电路；

步骤S2，判断需要调节所述导光板的亮度值是否低于其总亮度值的15%，若是，则执行步骤S3，若不是，则执行步骤S4；

步骤S3，将控制脉宽调制驱动电路单元设置输出占空为100%，控制可调电源电路单元的输出电压，优选地，输出电压的控制范围从24V-9V，以达到改变飞机导光板亮度的目的；

步骤S4，将控制可调电源电路单元的输出电压为稳定值，优选地，稳定值为24V，控制脉宽调制驱动电路设置输出占空为从15%～100%变化，以达到改变飞机导光板亮度的目的。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用电压与脉宽调制相结合的方式，在低脉宽调节区域采用占空比恒定改变电压的方式对导光板亮度进行调节，保持导光板照明亮度的稳定性，减小系统功耗，提高系统的电磁兼容性。

附图说明

图1是本发明的导光板照明亮度调节电路原理框图。

图2是本发明的导光板照明亮度调节电路的可调电源电路原理框图。

图3是本发明的导光板照明亮度调节电路的脉宽调制驱动电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

请参见图1，为本发明的导光板照明亮度调节电路原理框图。导光板照明亮度调节控制电路由可调电源电路及脉宽调制驱动电路组成，可调电源电路4用于给飞机导光板6提供线性可调稳压电源，可调电源电路4的输入端接机上+28V电源1，输出端与飞机导光板6的正端及脉宽调制驱动电路5的一端相连，第三端与电压调节控制输入A2相连；脉宽调制驱动电路5用于给飞机导光板提供脉宽调制占空比驱动信号，脉宽调制驱动电路5的第一输入端与占空比控制信号输入PWM3相连，第二输入端与导光板6的负端相连，第一输出端与可调电源电路4的输出端相连，第二输出端与电源地相连；导光板6的正端与可调电源电路4的输出端及脉宽调制驱动电路5的第一输出端相连，负端与脉宽调制驱动电路5的第二输入端相连。

请参见图2，为本发明的可调电源电路原理框图。可调电源电路4由可调电源41、电压调节电路42、电阻R1、电阻R2及电阻R3组成，可调电源41输入端与机上+28V电源1相连，输出端与电阻R1的一端及电阻R2的一端相连，调节端与电压调节电路42的输出端及电阻R1的另一端相连；电压调节电路42的输入端与电压调节控制输入A2相连，反馈端与电阻R2的另一端及R3的一端相连，输出端与可调电源41的调节端及电阻R1的另一端相连；电阻R1的一端与可调电源41的输出端及电阻R2的一端相连，另一端与可调电源41的调节端及电压调节电路42的输出端相连；电阻R2的一端与电阻R1的一端及可调电源41的输出端相连，另一端与R3的一端及电压调节电路42的反馈端相连；电阻R3的一端与电阻R2的另一端及电压调节电路42的反馈端相连，另一端接电源地。

请参见图3，为本发明的脉宽调制驱动电路原理框图。脉宽调制驱电路5由非门U1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、功率管Q1、电感L1及二极管D1组成，非门U1的输入端与占空比控制输入信号PWM3相连，输出端与电阻R5的一端、R6的一端及R4的一端相连；电阻R4的一端与非门U1的输出端、电阻R5及电阻R6的一端相连，另一端与功率管Q1的栅极及电容C1的一端相连；电阻R5的一端与非门U1的输出端、电阻R4及电阻R6的一端相连，另一端接+15V；电阻R6的一端与非门U1的输出端、电阻R4及电阻R5的一端相连，另一端接电源地；电容C1的一端与电阻R4的另一端及功率管Q1的栅极相连，另一端接电源地；功率管Q1的栅极与电阻R4的另一端及电容C1的一端相连，漏极与电感L1的一端及二极管D1的一端相连，源极接电源地；电感L1的一端接功率管Q1的漏极及二极管D1的一端相连，另一端接导光板6的负端；二极管D1的一端与电感L1的一端及功率管Q1的漏极相连，另一端接可调电源电路4的输出端及导光板6的正端。

本发明的导光板照明亮度调节电路工作过程：机上+28V电源1通过可调电源电路4处理后形成稳定的可调电压给飞机导光板6提供工作电源，通过改变电压调节控制输入A2的电压使可调电源电路4的输出电压改变；通过改变占空比控制输入信号PWM3的占空比大小使脉宽调制驱动电路5的第一输入端形成接地与开路的驱动信号，从而周期地改变飞机导光板6的负端与电源地的通断时间，达到调节飞机导光板6亮度的目的。当需要调节的导光板亮度低于总亮度的15%时，通过控制脉宽调制驱动电路5设置输出占空为100%，即飞机导光板的负端使终与电源地接通，此时通过控制可调电源电路4的输出电压从24V下降到9V以达到改变飞机导光板6亮度的目的；当需要调节的导光板亮度高于或等于总亮度的15%时，通过控制可调电源电路4的输出电压为稳定的24V，控制脉宽调制驱动电路5设置输出占空为从15%～100%变化，以达到改变飞机导光板6的亮度。

特别地，在本实施例中，二极管D1选用1N4001，电感L1选用PB3216-601，电阻R1选用阻值为240欧姆，电阻R2选用阻值为22K，电阻R3选用阻值为3K，电阻R4选用阻值为5.1K，电阻R5选用阻值为5.1K，电阻R6选用阻值为10K，电容C1为10nF。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路，用以改变导光板的发光亮度，其特征在于，包含有，

第一电源；

可调电源电路单元，其与所述第一电源相连，所述可调电源电路单元还与所述导光板的正端相连以向所述导光板提供工作电压；以及，

脉宽调制驱动电路单元，其与所述导光板的负端相连以向所述导光板提供驱动信号；

所述可调电源电路单元包含有第一可调电源、第一电压调节电路、第一电阻、第二电阻及第三电阻组成；其中，

所述第一可调电源具有输入端、输出端及调节端，所述第一可调电源的输入端与所述第一电源相连，所述第一可调电源的输出端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端及所述导光板的正端相连；

所述电压调节电路具有输入端、输出端及反馈端，所述电压调节电路的输入端用以连接电压调节控制输入，所述第一电压调节电路的输出端分别与所述第一可调电源的调节端及所述第一电阻的第二端相连，所述电压调节电路的反馈端分别与所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端接地；

所述脉宽调制驱动电路单元包含有非门、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一场效应管、第一电感及第一二极管；其中，

所述非门的输入端用以连接占空比控制输入，所述非门的输出端分别与所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端及所述第六电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端用以接第二电源，所述第四电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述第一场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的漏极分别与所述第一二极管的正极及所述第一电感的第一端相连，所述第一二极管的负极与所述导光板的正极相连，所述第一电感的第二端与所述导光板的负极相连，所述第六电阻的第二端、所述第一电容的第二端及所述第一场效应管的源极均接地。

2.根据权利要求1所述的一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制电路，其特征在于，所述第一二极管选用1N4001，所述第一电感选用PB3216-601，所述第一电阻选用阻值为240Ω，所述第二电阻选用阻值为22KΩ，所述第三电阻选用阻值为3KΩ，所述第四电阻R4选用阻值为5.1KΩ，所述第五电阻选用阻值为5.1KΩ，所述第六电阻选用阻值为10KΩ，所述第一电容为10nF。

3.一种用于调节飞机导光板照明亮度的控制方法，其特征在于，包含以下步骤，

步骤S1，提供权利要求1或2所述的控制电路；

步骤S2，判断需要调节所述导光板的亮度值是否低于其总亮度值的15%，若是，则执行步骤S3，若不是，则执行步骤S4；

步骤S3，将控制脉宽调制驱动电路单元设置输出占空为100%，控制可调电源电路单元的输出电压，输出电压的控制范围从24V-9V，以达到改变飞机导光板亮度的目的；以及，

步骤S4，将控制可调电源电路单元的输出电压为稳定值，稳定值为24V，控制脉宽调制驱动电路设置输出占空为从15%～100%变化，以达到改变飞机导光板亮度的目的。