CN111163564A - 一种光源中稳定控制电流的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光源中稳定控制电流的方法，包括如下步骤：单片机发出第一脉冲宽度调制信号到供电电路；第一脉冲宽度调制信号经过供电电路转换和放大后再经过供电电路中的三端可调稳压管输出到光源负载；光源负载接入到恒流控制电路中的mos管，恒流控制电路中的电流信号反馈电路也接入到mos管；单片机根据电流信号反馈电路反馈来的电流信息调整第一脉冲宽度调制信号。本发明通过三端可调稳压管的供电电路给LED光源供电，通过设置恒流控制电路形成一个检测和调节电流的电路，反馈到单片机并通过单片机调节供电，使得整个电路可以针对不同LED光源实现不同的恒定供电，相对于现有技术无须反馈电阻，识别任何电流值，做到无级别识别。
Description
技术领域
本发明涉及光源电路技术领域，特别涉及一种光源中稳定控制电流的方法。
背景技术
目前对LED驱动最好的方式是恒流，但针对机器视觉光源上面，就比较难做到这一点，因为有成千上万种不同电流，无法实现起来。目前有部分厂家推出，使用反馈电阻来实现不同电流输出，但因为使用反馈电阻由于精度问题，划分等级是有限的。现有技术使用反馈电阻由于精度问题，划分等级是有限的。无法做到无级别识别。
发明内容
有鉴于上述现有的划分等级是有限的。无法做到无级别识别的技术问题。本发明的提供一种光源中稳定控制电流的方法。
一种光源中稳定控制电流的方法，包括如下步骤：
S100、单片机发出第一脉冲宽度调制信号到供电电路；
S200、第一脉冲宽度调制信号经过所述供电电路转换和放大后再经过供电电路中的三端可调稳压管输出到光源负载；
S300、光源负载接入到恒流控制电路中的mos管，将电流信号传递到所述mos管，同时恒流控制电路中的电流信号反馈电路也接入到所述mos管，并将从所述mos管获取的电流信号反馈到所述单片机；
S400、所述单片机根据所述电流信号反馈电路反馈来的电流信息调整所述第一脉冲宽度调制信号，同时所述单片机发出第二脉冲宽度调制信号到所述恒流控制电路并经过转换和放大后传输到所述mos管，以实现所述光源负载的恒流供电。
具体地，所述S200步骤中还包括以下步骤：
S210、所述第一脉冲宽度调制信号经过第一数模转换电路将脉冲信号转换成模拟信号；
S220、上一步中获得的模拟信号再经过放大电路进行加载电压以获得放大的模拟信号；
S230、上一步中获得的模拟信号从所述三端可调稳压管的ADJ端输入，并通过所述三端可调稳压管输出到所述光源负载。
具体地，所述S300步骤中还包括以下步骤：
S310、所述光源负载的电信号传输到所述mos管；
S320、进入到所述mos管的电流信号经过所述电流信号反馈电路中的一级放大电路进行一级放大；
S330、经过上一步中一级放大的信号再输入到二级放大电路中进行二级放大；
S340、进过上一步中二级放大的电流信号传输到所述单片机。
具体地，所述S400步骤中还包括以下步骤：
S410、所述单片机根据获得反馈电流信号调整所述第一脉冲宽度调制信号；
S420、所述单片机根据获得反馈电流信号向所述恒流控制电路发出第二脉冲宽度调制信号，信号电压作用到第二运算放大器上，并通过所述第二运算放大器的输出控制所述mos管的输出；
S430、根据S410和S420的输出实现所述光源负载的电流恒流。
具体地，所述S420步骤中还包括以下步骤：
S421、所述第二脉冲宽度调制信号经过第二数模转换电路转换成模拟信号；
S422、将上一步获得的模拟信号输入到第二运算放大器进行放大；
S423、将上一步中第二运算放大器放大的信号输出到所述mos管。
具体地，所述S310步骤中：接入所述所述mos管的光源负载的电信号通过单独电流信号采集电路接入到所述第二运算放大器的负极输入端以调节所述mos管的，进而实现所述光源负载的电流恒流。
有益效果：本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明通过带有三端可调稳压管的供电电路给LED光源供电，并通过设置恒流控制电路形成一个检测和调节电流的电路，反馈到单片机并通过单片机调节供电，使得整个电路可以针对不同的LED光源实现不同的恒定供电，相对于现有技术无须反馈电阻，识别任何电流值，做到无级别识别。
附图说明
图1是本发明一实施例中单片机电路图。
图2是本发明一实施例中供电电路的电路图。
图3是本发明一实施例中恒流控制电路的电路图。
图4是本发明一实施例中用于负载光源的插座电路图。
图5是本发明一实施例中分压电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-图5所示，首先提供一种光源中稳定控制电流的电路，包括：
单片机MCU，该单片机MCU发出第一脉冲宽度调制信号PWM1和第二脉冲宽度调制信号PWM2来控制光源；
供电电路，该供电电路包括第一数模转换电路、放大电路和三端可调稳压管U1，所述第一数模转换电路的输入端和输出端分别接入所述第一脉冲宽度调制信号PWM1和藕结到所述放大电路的输入端，所述放大电路的输出端藕结到所述三端可调稳压管U1的输入端，所述三端可调稳压管U1的输出端藕结到负载光源；
恒流控制电路，该恒流控制电路包括第二数模转换电路、第二运算放大器U4A、mos管Q1和电流信号反馈电路，所述第二数模转换电路的输入端的输入端和输出端分别接入所述第二脉冲宽度调制信号PWM2和藕结到所述第二运算放大器U4A的输入端，所述第二运算放大器U4A的输出端连接到所述mos管Q1以控制所述mos管Q1的断开和导通，所述mos管Q1分别藕结到所述负载光源和电流信号反馈电路，所述电流信号反馈电路的输出端都接到所述单片机MCU。
具体的，所述第一数模转换电路包括：
第一电阻R3和第二电阻R4，所述第一电阻R3的第一端接入所述第一脉冲宽度调制信号PWM1，所述第一电阻R3的第二端藕结到所述第二电阻R4的第一端，所述第二电阻R4的第二端为输出端；
第一电容C3和第二电容C2，所述第一电容C3的第一端藕结到所述第一电阻R3的第二端，所述第一电容C3的第二端藕结到所述第二电容C2的第一端，所述第二电容C2的第二端藕结到所述第二电阻R4的第二端；
所述放大电路包括：
第一运算放大器U2A，所述第二电阻R4的第二端藕结到所述第一运算放大器U2A的正极输入端，所述第一运算放大器U2A的输出端藕结到所述三端可调稳压管U1的ADJ端；
第三电阻R1，所述第三电阻R1的第一端接地，所述第三电阻R1的第二端藕结到所述第一运算放大器U2A的负极输入端；
第四电阻R4，所述第四电阻R4的第一端藕结到所述第三电阻R1的第二端，所述第四电阻R4的第二端藕结到所述第一运算放大器U2A的输出端；
所述三端可调稳压管U1的输出端藕结有第一二极管D1的阳极，该第一二极管D1对的阴极藕结到所述三端可调稳压管U1的输入端；
所述三端可调稳压管U1的输出端藕结有第三电容C1的第一端，所述第三电容C1的第二端接地。
具体的，所述第二数模转换电路包括：
第五电阻R10和第六电阻R11，所述第五电阻R10的第一端接入所述第二脉冲宽度调制信号PWM2，所述第五电阻R10的第二端接入所述第六电阻R11的第一端，所述第六电阻R11的第二端接入到所述第二运算放大器U4A的正极输入端；
第四电容C7和第五电容C6，所述第四电容C7的第一端藕结到所述第五电阻R10的第二端，所述第四电容C7的第二端藕结到所述第五电容C6的第一端，所述第五电容C6的第二端藕结到所述第六电阻R11的第二端。
具体的，所述电流信号反馈电路包括：
一级放大电路和二级放大电路；
所述一级放大电路包括第三运算放大器U5A、第七电阻R23和第八电阻R24，所述第三运算放大器U5A的负极输入端藕结到第七电阻R23的第一端，所述第七电阻R23的第二端接地，所述第八电阻R24的第一端藕结所述第七电阻R23的第一端，所述第八电阻R24的第二端藕结到所述第三运算放大器U5A的输出端；
所述二级放大电路包括第四运算放大器U5B、第九电阻R26和第十电阻R25，所述第四放大器的负极输入端藕结到所述第九电阻R26的第一端，所述第九电阻R26的第二端接地，所述第十电阻R25的第一端藕结到所述第九电阻R26的第一端，所述第十电阻R25的第二端藕结到所述第四运算放大器U5B的输出端，所述第四运算放大器U5B的输出端接入到所述单片机MCU；
所述第三运算放大器U5A的输出端藕结到第十一电阻R21的第一端，所述第十一电阻R21的第二端藕结到所述第四运算放大器U5B的正极输入端；
所述第第三运算放大器U5A的正极输入端藕结到第十二电阻R20的第二端，所述第十二电阻R20的第一端藕结到所述mos管Q1，所述第十二电阻R20的第一端藕结到第十三电阻R22的第一端，所述第十三电阻R22的第二端藕结到第九电阻R26的第二端。
具体的，所述第二运算放大器U4A的负极输入端藕结第十四电阻R5的第二端，所述第十四电阻R5的第二端藕结到第十五电阻R6的第一端，所述第十五电阻R6的第二端接地，所述第十四电阻R5的第一端接入外接偏置电压；
还包括第十六电阻R14，所述第十六电阻R14的第一端藕结到所述第十二电阻R20的第一端，所述第十六电阻R14的第二端藕结到所述第二运算放大器U4A的负极输入端。
具体的，所述恒流控制电路中还包括保护电路，所述保护电路包括第五运算放大器U4B、第十七电阻R13、第十八电阻R9和第六电容C9，所述第五运算放大器U4B的正极输入端藕结到所述第十七电阻R13的第二端，所述第十七电阻R13的第二端藕结到所述第十八电阻R9的第一端，所述第十八电阻R9的第二端接地，所述第十七电阻R13的第一端藕结到所述负载光源与mos管Q1的藕结端；所述第六电容C9的第一端藕结到所述第五运算放大器U4B的正极输入端，所述第六电容C9的第二端藕结到所述第十八电阻R9的第二端；所述第五运算放大器U4B的输出端接入到所述单片机MCU。
具体的，所述第五运算放大器U4B的负极输入端藕结有分压电路。
具体的，所述分压电路包括第十九电阻R17、第二十电阻R19和第七电容C11；所述第十九电阻R17的第一端藕结到所述第五运算放大器U4B的负极输入端，所述第十九电阻R17的第二端藕结到所述第二十电阻R19的第一端，所述第二十电阻R19的第二端接地，所述第七电容C11的第一端藕结到所述第二十电阻R19的第一端，所述第七电阻R23的第二端藕结到所述第二十电阻R19的第二端。
综合以上所有，本发明在实际使用时，通过单片机MCU控制负载光源，单片机MCU发出第一脉冲宽度调制信号PWM1，第一脉冲宽度调制信号PWM1通过第一数模转换电路转换形成模拟信号，再进入到放大电路加载电压进行放大后输出到三端可调稳压管U1后再输出到负载光源位置。同时，单片机MCU发出第二脉冲宽度调制信号PWM2，第二脉冲宽度调制信号PWM2通过第二数模转换电路转换成模拟信号，再进入到第二运算放大器U4A，再输出到mos管Q1来控制mos管Q1的通断。负载电源上的电流通过mos管Q1，并通过电流信号反馈电路反馈到单片机MCU，单片机MCU再根据反馈到的电流改变输出的第二脉冲宽度调制信号PWM2，以达到恒流电路输出的目的。其中，第十三电阻R22和第十六电阻R14串联，作为电流采集电路，直接接入到第二运算放大器U4A的负极输入端。第十四电阻R5和第十五电阻R6形成一个偏置电路。电流信号反馈电路通过一级放大电路和二级放大电路将电压信号放大后再输入到单片机MCU。
如图4所示，负载光源处设置有一个插头P1,插头P1的CH1 out连接到mos管Q1。保护电路在负载光源处出现短路时起到保护作用。为了调整整体的阻值，第二数模转换电路中还接入了滑动变阻器。
结合以上电路的实施例，本发明还提供一种光源中稳定控制电流的方法，包括如下步骤：
S100、单片机发出第一脉冲宽度调制信号到供电电路；
S200、第一脉冲宽度调制信号经过所述供电电路转换和放大后再经过供电电路中的三端可调稳压管输出到光源负载；
S300、光源负载接入到恒流控制电路中的mos管，将电流信号传递到所述mos管，同时恒流控制电路中的电流信号反馈电路也接入到所述mos管，并将从所述mos管获取的电流信号反馈到所述单片机；
S400、所述单片机根据所述电流信号反馈电路反馈来的电流信息调整所述第一脉冲宽度调制信号，同时所述单片机发出第二脉冲宽度调制信号到所述恒流控制电路并经过转换和放大后传输到所述mos管，以实现所述光源负载的恒流供电。
具体地，所述S200步骤中还包括以下步骤：
S210、所述第一脉冲宽度调制信号经过第一数模转换电路将脉冲信号转换成模拟信号；
S220、上一步中获得的模拟信号再经过放大电路进行加载电压以获得放大的模拟信号；
S230、上一步中获得的模拟信号从所述三端可调稳压管的ADJ端输入，并通过所述三端可调稳压管输出到所述光源负载。
具体地，所述S300步骤中还包括以下步骤：
S310、所述光源负载的电信号传输到所述mos管；
S320、进入到所述mos管的电流信号经过所述电流信号反馈电路中的一级放大电路进行一级放大；
S330、经过上一步中一级放大的信号再输入到二级放大电路中进行二级放大；
S340、进过上一步中二级放大的电流信号传输到所述单片机。
具体地，所述S400步骤中还包括以下步骤：
S410、所述单片机根据获得反馈电流信号调整所述第一脉冲宽度调制信号；
S420、所述单片机根据获得反馈电流信号向所述恒流控制电路发出第二脉冲宽度调制信号，信号电压作用到第二运算放大器上，并通过所述第二运算放大器的输出控制所述mos管的输出；
S430、根据S410和S420的输出实现所述光源负载的电流恒流。
具体地，所述S420步骤中还包括以下步骤：
S421、所述第二脉冲宽度调制信号经过第二数模转换电路转换成模拟信号；
S422、将上一步获得的模拟信号输入到第二运算放大器进行放大；
S423、将上一步中第二运算放大器放大的信号输出到所述mos管。
具体地，所述S310步骤中：接入所述所述mos管的光源负载的电信号通过单独电流信号采集电路接入到所述第二运算放大器的负极输入端以调节所述mos管的，进而实现所述光源负载的电流恒流。
以上方法的实施例，从电路运行远离的角度解释了本发明中电路的具体效用。需要说明的是，本发明中所采用的电路均符合本领域技术人员所掌握的基本电路知识，结合各附图应能进一步理解其具体的远离和方法。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种光源中稳定控制电流的方法，其特征在于包括如下步骤：
S100、单片机发出第一脉冲宽度调制信号到供电电路；
S200、第一脉冲宽度调制信号经过所述供电电路转换和放大后再经过供电电路中的三端可调稳压管输出到光源负载；
S300、光源负载接入到恒流控制电路中的mos管，将电流信号传递到所述mos管，同时恒流控制电路中的电流信号反馈电路也接入到所述mos管，并将从所述mos管获取的电流信号反馈到所述单片机；
S400、所述单片机根据所述电流信号反馈电路反馈来的电流信息调整所述第一脉冲宽度调制信号，同时所述单片机发出第二脉冲宽度调制信号到所述恒流控制电路并经过转换和放大后传输到所述mos管，以实现所述光源负载的恒流供电。
2.如权利要求1所述的光源中稳定控制电流的方法，其特征在于所述S200步骤中还包括以下步骤：
S210、所述第一脉冲宽度调制信号经过第一数模转换电路将脉冲信号转换成模拟信号；
S220、上一步中获得的模拟信号再经过放大电路进行加载电压以获得放大的模拟信号；
S230、上一步中获得的模拟信号从所述三端可调稳压管的ADJ端输入，并通过所述三端可调稳压管输出到所述光源负载。
3.如权利要求2所述的光源中稳定控制电流的方法，其特征在于所述S300步骤中还包括以下步骤：
S310、所述光源负载的电信号传输到所述mos管；
S320、进入到所述mos管的电流信号经过所述电流信号反馈电路中的一级放大电路进行一级放大；
S330、经过上一步中一级放大的信号再输入到二级放大电路中进行二级放大；
S340、进过上一步中二级放大的电流信号传输到所述单片机。
4.如权利要求3所述的光源中稳定控制电流的方法，其特征在于所述S400步骤中还包括以下步骤：
S410、所述单片机根据获得反馈电流信号调整所述第一脉冲宽度调制信号；
S420、所述单片机根据获得反馈电流信号向所述恒流控制电路发出第二脉冲宽度调制信号，信号电压作用到第二运算放大器上，并通过所述第二运算放大器的输出控制所述mos管的输出；
S430、根据S410和S420的输出实现所述光源负载的电流恒流。
5.如权利要求4所述的光源中稳定控制电流的方法，其特征在于所述S420步骤中还包括以下步骤：
S421、所述第二脉冲宽度调制信号经过第二数模转换电路转换成模拟信号；
S422、将上一步获得的模拟信号输入到第二运算放大器进行放大；
S423、将上一步中第二运算放大器放大的信号输出到所述mos管。
6.如权利要求5所述的光源中稳定控制电流的方法，其特征在于所述S310步骤中：接入所述所述mos管的光源负载的电信号通过单独电流信号采集电路接入到所述第二运算放大器的负极输入端以调节所述mos管的，进而实现所述光源负载的电流恒流。
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