CN113645738A - 一种光源控制电路 - Google Patents

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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本申请实施例公开了一种光源控制电路，光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块；其中，ACDC转化模块与电池供电切换模块连接，电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接，PWM模块与光源驱动模块连接。

Description

一种光源控制电路
技术领域
本申请实施例涉及电器元件技术领域，尤其涉及一种光源控制电路。
背景技术
通常，随着航天导航定位的精度以及测试项目要求的提高，以往星模拟器的模拟星点星等及相关参数的功能逐渐满足不了航天星敏感器更加精确的检测性能的测试，需针对星模拟器的光源驱动进行重新设计。
同时，传统星模拟器的光源在模拟测试时，因为某些原因无法找到某个星点时，无法判断是光源显示异常还是光源位置异常，只能把光源从测试模组上拆下才能进行判断，无法实时判断光源异常。因此，当下在模拟器领域内没有能实时反馈星点光源工作状态的光源控制技术。
发明内容
本申请实施例提供一种光源控制电路，可以解决当下在模拟器领域内没有能实时反馈星点光源工作状态的光源控制技术的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例采用如下技术方案：
本申请实施例的第一方面，提供光源控制电路，光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB 模块、以及光源异常状态指示模块；其中，ACDC转化模块与电池供电切换模块连接，电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接，PWM模块与光源驱动模块连接。
可选地，本申请实施例中，所述ACDC转化模块与市电连接，所述ACDC转化模块的输出端连接有滤波电容，所述滤波电容的输出端连接有TVS管。
可选地，所述滤波电容为陶瓷电容和/或铝电解电容。
可选地，本申请实施例中，电池供电切换模块的两路输入分别为市电转换的DC和电池供电DC，电池供电通道串接一颗PMOSFET，控制端接市电转换的DC电源；市电转换DC 通道正向串接一颗二极管接入PMOSFET源极，输出由PMOSFET的源极引出。
可选地，本申请实施例中，PWM模块包括单片机；其中，单片机的I/O管脚产生频率和占空比可调的PWM信号。
可选地，本申请实施例中，光源驱动模块的，DIAGEN管脚通过电阻分压得到一个diagen 功能的使能电平。
可选地，本申请实施例中，光源异常反馈模块，用于从Fault管脚输出一个诊断信号，由单片机进行采集判断并进行指示动作。
可选地，本申请实施例中，档位选择模块与GND之间串接了一个电阻进行限流。
可选地，本申请实施例中，USB模块，用于与MCU的通信，从而实现外部对光源的控制。
可选地，本申请实施例中，光源异常状态指示模块，包括NPN三极管，用于由单片机I/O 控制基极，指示器件正极接板上电源，负极串联限流电阻后接入NPN三极管集电极，射极接 GND；基极与射极之间跨接2.2KΩ电阻，用于当单片机I/O电平不确定时关闭三极管。
在本申请实施例中，光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块；其中，ACDC转化模块与电池供电切换模块连接，电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接，PWM模块与光源驱动模块连接。本申请实施例突破了传统静态星模拟器无法实时反馈星点光源状态异常的技术问题；突破了传统静态星模拟器无法实现市电和电池供电二选一使用的功能；突破了传统静态星模拟器在脱离上位机时无法改变星点光源工作状态及参数的技术问题；实现了多功能、多路输出、灵活控制的设计，满足静态星模拟器的多个星点光源的控制需求。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光源控制电路的结构示意图之一；
图2为本申请实施例提供的光源控制电路的结构示意图之二；
图3为本申请实施例提供的光源控制电路的结构示意图之三；
图4为本申请实施例提供的光源控制电路的结构示意图之四；
图5为本申请实施例提供的光源控制电路的结构示意图之五；
图6为本申请实施例提供的光源控制电路的结构示意图之六。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个元件是指两个元件或两个以上元件。
本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，显示面板和/或背光，可以表示：单独存在显示面板，同时存在显示面板和背光，单独存在背光这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如输入/输出表示输入或者输出。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请实施例提供一种光源控制电路，光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块；其中，ACDC转化模块与电池供电切换模块连接，电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接，PWM模块与光源驱动模块连接。本申请实施例突破了传统静态星模拟器无法实时反馈星点光源状态异常的技术问题；突破了传统静态星模拟器无法实现市电和电池供电二选一使用的功能；突破了传统静态星模拟器在脱离上位机时无法改变星点光源工作状态及参数的技术问题；实现了多功能、多路输出、灵活控制的设计，满足静态星模拟器的多个星点光源的控制需求。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种光源控制电路进行详细地说明。
图1至6示出了本申请实施例提供的一种光源控制电路上的结构示意图。如图1至6所示，光源控制电路，光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块；其中，ACDC转化模块与电池供电切换模块连接，电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接， PWM模块与光源驱动模块连接。
可选地，本申请实施例中，所述ACDC转化模块与市电连接，所述ACDC转化模块的输出端连接有滤波电容，所述滤波电容的输出端连接有TVS管。
进一步地，所述滤波电容为陶瓷电容和/或铝电解电容。
可选地，本申请实施例中，电池供电切换模块的两路输入分别为市电转换的DC和电池供电DC，电池供电通道串接一颗PMOSFET，控制端接市电转换的DC电源；市电转换DC 通道正向串接一颗二极管接入PMOSFET源极，输出由PMOSFET的源极引出。
可选地，本申请实施例中，PWM模块包括单片机；其中，单片机的I/O管脚产生频率和占空比可调的PWM信号。
可选地，本申请实施例中，光源驱动模块的，DIAGEN管脚通过电阻分压得到一个diagen 功能的使能电平。
可选地，本申请实施例中，光源异常反馈模块，用于从Fault管脚输出一个诊断信号，由单片机进行采集判断并进行指示动作。
可选地，本申请实施例中，档位选择模块与GND之间串接了一个电阻进行限流。
可选地，本申请实施例中，USB模块，用于与MCU的通信，从而实现外部对光源的控制。
可选地，本申请实施例中，光源异常状态指示模块，包括NPN三极管，用于由单片机I/O 控制基极，指示器件正极接板上电源，负极串联限流电阻后接入NPN三极管集电极，射极接 GND；基极与射极之间跨接2.2KΩ电阻，用于当单片机I/O电平不确定时关闭三极管。
本申请实施例中，基于光源控制电路采用一颗光源驱动IC和一颗MCU作为核心器件进行设计，共分为八个部分：ACDC转换电路(模块)、电池供电切换电路(模块)、PWM信号产生及调节电路(即PWM模块)、光源驱动电路(模块)、光源异常反馈电路(模块)、档位选择电路(模块)、USB通信电路(即USB模块)、光源异常状态指示电路(模块)。
其中，所述ACDC转换电路，包括市电输入连接器底座、AC滤波元件、ACDC转换IC、DC滤波元件、电源保护元件。包括一个市电输入端口、一个直流输出端口；两个端口处均配有滤波器件和保护器件，转换功能由一颗ACDC转换芯片完成。当市电正常时，该通道作为整板主供电通道；
所述电池供电切换电路，包括电池电源输入连接器底座、电源切换IC。主要功能由一颗 PMOS根据其导通关闭特性完成。可以实现在任意时刻，市电供电和电池供电的互相切换；
所述PWM信号产生及调节电路，包括MCU、MCU最小系统电路。信号产生及调节由MCU完成，最多支持8通道同时工作。MCU最小系统用来保证MCU正常启动并和外围负载正常通信；
所述光源驱动电路，包括光源驱动IC、光源驱动IC最小系统电路、光源供电输出连接器底座。光源驱动IC是该发明最核心的器件之一，功能是给光源提供完成调制的驱动源、监控光源工作状态、给MCU发送光源异常状态信号；最小系统电路用来保证光源驱动IC正常启动、正常打开光源工作状态监控功能；
所述光源异常反馈电路，核心器件是一个信号缓冲IC，输入端为接收光源驱动IC发送的光源工作状态信号，经过缓冲IC缓冲，输出给MCU进行处理；
所述的档位选择电路，包括档位连接器底座、档位信号上拉滤波阻容件，最多支持3位 8种档位状态。档位信号由MCU采集处理，MCU根据采集到的8种档位信号，可操作光源工作在8种不同的状态；
所述USB通信电路，包括USB总线转接IC、USB总线转接芯片最小系统电路、USB信号连接器底座。核心器件是一个uart总线转接IC，实现上位机和该控制器的通信功能；
所述光源异常状态指示电路，电路包括开关IC、指示器连接器底座。光源异常状态指示信号由MCU的I/O直接控制，当MCU检测到某通道光源异常后，通过指示器及时将异常信息反馈给用户。
所述光源驱动原理，MCU通过嵌入式软件使I/O管脚产生一个特定频率和占空比的PWM 信号，该信号直接作用在光源驱动IC上对流经的电源进行调制，完成调制的电源经过光源驱动IC的OUT端输出提供给光源，使光源处于特定的工作状态。PWM信号与OUT端输出之间的关系由光源驱动IC本身的特性决定和供电电源的特性决定，具体参考附图。光源呈现的亮度变化由PWM信号的频率和占空比及供电电源参数决定。
所述光源异常反馈原理，光源驱动IC实时监测OUT端电压Vout情况，光源正常时，Vout ＞V(SG_th_rising)，且Fault管脚信号为高电平，V(SG_th_rising)为光源驱动IC内部定义的一个阈值电压。当监测到Vout低于V(SG_th_rising)且时间超过t(SG_deg)时，t(SG_deg)为光源驱动IC内部定义的一个阈值时长，光源驱动IC会判断为光源出现对地短路异常，此时光源驱动IC会将Vout关闭，将Fault信号拉低，Falut信号经过缓冲器将状态变化送给MCU采集， MCU通过I/O管脚检测到该通道Fault信号发生变化，将操作对应通道的光源工作状态指示灯从正常变为异常显示，以提示用户。光源驱动IC在PWM信号为高期间实时监测Vin-Vout 的差值，光源正常时，Vin-Vout＞V(OPEN_th_rising)，且Fault管脚信号为高电平， V(OPEN_th_rising)为光源驱动IC内部定义的一个阈值电压。当监测到Vin-Vout低于 V(OPEN_th_rising)超过t(OPEN_deg)时，t(OPEN_deg)为光源驱动IC内部定义的一个阈值时长，光源驱动IC会判断为光源出现断路异常，此时光源驱动IC会将Falut信号拉低，Falut 信号经过缓冲器将状态变化送给MCU采集，MCU通过I/O管脚检测到该通道Fault信号发生变化，将操作对应通道的光源工作状态指示灯从正常变为异常显示，以提示用户。
所述电池供电切换原理，电池通道DC直接接入PMOSFET的漏极，市电通道DC接入PMOSFET的栅极、同时串联一个正向二极管D后接至PMOSFET的源极，PMOSFET栅极下拉10K电阻，源极即为该切换电路的输出端。当市电和电池同时供电时，PMOSFET栅极为高电平，Ug＞Us，SD不导通，电池电源被隔离，输出由市电通道的DC提供。当市电消失，PMOSFET栅极由于下拉电阻的存在，呈低电平，而源极由于PMOSFET寄生二极管的存在处于约0.7V的相对高电平状态，Ug＜Us，SD导通，输出由电池通道DC提供。
所述档位选择原理，档位选择器件的连接器为4pin底座，其中的1、2、3管脚是由MCU 接出的3个I/O信号，MCU内部将这三个I/O设置为输入模式，外部分别接入10K上拉电阻，连接器底座的剩余一个管脚4，串联37Ω电阻后接入GND。1、2、3管脚不与4脚导通时呈高电平状态，与4脚导通时呈低电平状态。因此，档位选择信号可根据外接的档位选择器类型的不同最多有8种组合状态，111、110、100、101、000、001、011、010。用户可根据对 MCU嵌入式软件定制开发，使用该档位选择功能对光源实现最多8种不同状态的切换。
所述USB通信电路原理，使用MCU指定uart接口，外接uart-to-USB转换芯片，实现MCU与上位机的通信功能。用户可以从USB口给MCU发送指定的命令字符，实现对所有光源状态的灵活控制。
本申请实施例提供的光源控制电路，光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块；其中，ACDC转化模块与电池供电切换模块连接，电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接，PWM模块与光源驱动模块连接。本申请实施例突破了传统静态星模拟器无法实时反馈星点光源状态异常的技术问题；突破了传统静态星模拟器无法实现市电和电池供电二选一使用的功能；突破了传统静态星模拟器在脱离上位机时无法改变星点光源工作状态及参数的技术问题；实现了多功能、多路输出、灵活控制的设计，满足静态星模拟器的多个星点光源的控制需求。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种光源控制电路，其特征在于，所述光源控制电路包括：ACDC转化模块、电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块；
其中，所述ACDC转化模块与所述电池供电切换模块连接，所述电池供电切换模块、PWM模块、光源驱动模块、光源异常反馈模块、档位选择模块、USB模块、以及光源异常状态指示模块连接，所述PWM模块与所述光源驱动模块连接。
2.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述ACDC转化模块与市电连接，所述ACDC转化模块的输出端连接有滤波电容，所述滤波电容的输出端连接有TVS管。
3.根据权利要求2所述的光源控制电路，其特征在于，所述滤波电容为陶瓷电容和/或铝电解电容。
4.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述电池供电切换模块的两路输入分别为市电转换的DC和电池供电DC，所述电池供电通道串接一颗PMOSFET，控制端接市电转换的DC电源；
所述市电转换DC通道正向串接一颗二极管接入PMOSFET源极，输出由PMOSFET的源极引出。
5.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述PWM模块包括单片机；
其中，所述单片机的I/O管脚产生频率和占空比可调的PWM信号。
6.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述光源驱动模块的，DIAGEN管脚通过电阻分压得到一个diagen功能的使能电平。
7.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述光源异常反馈模块，用于从Fault管脚输出一个诊断信号，由单片机进行采集判断并进行指示动作。
8.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述档位选择模块与GND之间串接了一个电阻进行限流。
9.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述USB模块，用于与MCU的通信，从而实现外部对光源的控制。
10.根据权利要求1所述的光源控制电路，其特征在于，所述光源异常状态指示模块，包括NPN三极管，用于由单片机I/O控制基极，指示器件正极接板上电源，负极串联限流电阻后接入NPN三极管集电极，射极接GND；基极与射极之间跨接2.2KΩ电阻，用于当单片机I/O电平不确定时关闭三极管。
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