CN203327324U - 一种多功能光源驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能光源驱动装置，包括触摸屏、微处理器、FPGA控制电路、D/A转换电路、滤波电路、恒流源驱动模块、A/D采样电路。微处理器的第一信号输入端与触摸屏连接，微处理器的信号输出端与FPGA控制电路的输入端连接，FPGA控制电路的输出端通过所述D/A转换电路与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与恒流源驱动模块的输入端连接，恒流源驱动模块的输出端与发光光源连接，微处理器的第二信号输入端通过A/D采样电路与恒流源驱动模块的输出端连接。本实用新型除能输出直流、脉冲、正弦信号给LED光源外，还能输出双频正弦信号，不仅能带动不同小功率的LED，还能驱动LED发出不同驱动模式下的光。

Description

一种多功能光源驱动装置

技术领域

本实用新型涉及光源的驱动技术领域，具体涉及一种多功能光源驱动装置。

背景技术

发光二极管(LED)以其使用效率高、使用寿命长和低功耗的特点广范应用于各种场合，尤其近几年，随着光学疗法在临床治疗上的广泛应用和快速发展，通用的光源调制驱动系统的研制也就成了当务之急。

中国专利文献公开号CN202035191U公开了一种能带动不同功率负载的多功能LED光源驱动电源器，其高频变压器对高频信号进行变换、触能、耦合，光电耦合器及取样三极管对反馈信号进行变量整合，输出直流供给LED光源，此实用新型能达到一机多用的目标，但是针对不同发光模式的应用场合，此实用新型尚不能满足要求。

中国专利文献公开号CN101772238A公开了一种能切换发光模式的光源驱动电路，包括电源单元、发光模式切换单元、控制单元和驱动单元，其控制单元通过采用单片机根据控制信号来改变输出的高低电平从而改变当前的发光模式，但是其发光模式主要是强光、弱光、关闭三种模式，主要为了野外作业灯具的电池的节能和环保为目的，其发光模式也决定了这种驱动电路应用的受限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种多功能光源驱动装置，除能输出直流、脉冲、正弦信号给LED光源外，还能输出双频正弦信号，不仅能带动不同小功率的LED，还能驱动LED发出不同驱动模式下的光。

一种多功能光源驱动装置，包括触摸屏、微处理器、FPGA控制电路、D/A转换电路、滤波电路、恒流源驱动模块、A/D采样电路，所述微处理器的第一信号输入端与触摸屏连接，所述微处理器的信号输出端与所述FPGA控制电路的输入端连接，所述FPGA控制电路的输出端通过所述D/A转换电路与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述恒流源驱动模块的输入端连接，所述恒流源驱动模块的输出端与发光光源连接，所述微处理器的第二信号输入端通过所述A/D采样电路与所述恒流源驱动模块的输出端连接。

进一步的，还包括与所述微处理器、FPGA控制电路和恒流源驱动模块连接的直流电源。

本实用新型针对于不同场合下需要LED具有不同发光模式为目的进行设计，能带动不同小功率的LED，具有发光稳定、精度高的特点，真正做到一灯多用；用户不需要编写任何驱动代码，只需提前对驱动模式以及驱动参数进行设置后就能驱动各种类型的LED，具有通用、设定准确、输出电流稳定、控制精度高等特点。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型恒流源驱动模块的电路图；

图3为本实用新型的软件程序流程图。

图中：1-触摸屏，2-微处理器，3-FPGA控制电路，4-D/A转换电路，5-滤波电路，6-恒流源驱动模块，7-A/D采样电路，8-直流电源，9-发光光源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本实用新型多功能光源驱动装置的电路原理框图，所述多功能光源驱动装置包括触摸屏1、微处理器2、FPGA控制电路3、D/A转换电路4、滤波电路5、恒流源驱动模块6、A/D采样电路7、直流电源8、发光光源9。

所述触摸屏1与所述微处理器2连接，用户在触屏界面上根据提示选择所要输出的频率、幅度、波形参数形成触屏信号并传送给微处理器2，实现对驱动模式的选择、驱动信号参数的设置；

所述微处理器2的第一信号输入端与触摸屏1连接，所述微处理器2的第二信号输入端通过所述A/D采样电路7与所述恒流源驱动模块6的输出端连接，所述微处理器2的信号输出端与所述FPGA控制电路3的输入端连接。

所述FPGA控制电路3的输出端通过所述D/A转换电路4与所述滤波电路5的输入端连接，所述滤波电路5的输出端与所述恒流源驱动模块6的输入端连接，所述恒流源驱动模块6的输出端与所述发光光源9连接。直流电源8与所述微处理器2、所述FPGA控制电路3和所述恒流源驱动模块6连接，用于给三者提供工作电压。

所述微处理器2作为本实用新型的主控制器，用于将接收到的触屏信号转为数据信号和地址信号，然后通过I/O数据传输手段，将其全部传送给FPGA控制电路3。

所述FPGA控制电路3，其接收到的不同地址信号对应不同参数的设置，然后再根据这些地址信号和数据信号输出用户所设定波形的数字信号，再经过D/A转换电路4模数转换、滤波电路5滤波后输出模拟的驱动信号给恒流源驱动模块6后驱动发光光源9(即LED)发光。A/D采样电路7用以采集恒流源驱动模块6输出的电压并反馈给微处理器2进行实时监控并在触摸屏上加以显示。即恒流源驱动模块6的输出端与A/D采样电路7连接，所述微处理器2分析采样数据后一方面将数据指令送给所述微处理器2显示驱动信号波形，一方面将数据指令送回FPGA控制电路3实时对输出电压进行监控使其不超过设定的最大值。

图2所示，在恒流源驱动模块6中采用一个OPA561芯片作为电压的前级的放大，因为它输出可以轨到轨，可以单电源供电，最大值可以达到16V，而且具有关断功能，可以有效的保护电路。使用两个串联的三极管S8050和BD135，前一个S8050作为前级的预放大，后面一个BD135音频三极管用来扩流最大电流可以达到1.5A，封装也有利于散热。在BD135音频三极管的射极，串联一个大功率的电阻，实际中使用电阻为5Ω的电炉丝，因为它的最大电流可以达到几十安，热稳定性好，热噪声小，同时这个阻值必须要远小于反馈电阻，因为要把大部分的电流流向功率电阻，反馈回路上只取电压信号。它的主要作用是为了给集电极提供一个电流回路，这是电流驱动的核心。Ie与Ic近似相等，可以通过一个光电接收管接收LED的光来推算出三极管和通过LED的电流信号。另外一个是散热问题，要把扩流三极管上加上散热片，通过螺丝钉放到板子背面。

图3所示为本驱动装置的软件程序流程图，在人机交互界面初始化后进入到驱动模式选择界面，用户选择了相应的驱动模式后进入到相应驱动模式下的波形频率、幅度或占空比(在双频正弦驱动模式下还有切换时间的设置)的设置，具体在实现中，本装置的人机交互界面上有0～9这10个数字，用于设置频率、占空比和切换时间，可拖动的柱形条用于设置幅度值。

在直流驱动模式下本装置能产生幅值可调的直流信号驱动光源发光。具体的，FPGA控制电路3根据接收到的地址信号查询DDS的波形查找表并按数据信号将所有值设为同一个值的方法实现。

在脉冲驱动模式下本装置能产生幅值和占空比可调的脉冲信号驱动光源发光。具体的，FPGA控制电路3根据接收到的地址信号查询相应地址下存储的波形数据并将其按设定的数据信号设定即可。

在正弦驱动模式下本装置能产生幅值和频率均可调的正弦信号驱动光源发光。具体的，FPGA控制电路3根据接收到的地址信号查询DDS查询表中的数值并按接收到的数据信号重设存储的数值，再将其输出即为用户设定的波形数字信号。

在双频驱动模式下本装置能产生两频率可调、分时切换且切换时无相位偏移的正弦信号驱动光源发光。具体通过分时轮转控制频率的算法，即微处理器2传送用户输入的频率控制字给FPGA控制电路3，然后FPGA控制电路3中的相位累加器根据这个值进行相位累加，在累加值达到频率转换值之后，相位累加器清零并保留上一个电压值，作为下一个频率转换点的初始值，通过这种算法即可实现分时切换频率且相位连续。

Claims (2)

1.一种多功能光源驱动装置，包括D/A转换电路(4)、滤波电路(5)、恒流源驱动模块(6)、A/D采样电路(7)，其特征在于：还包括触摸屏(1)、微处理器(2)、FPGA控制电路(3)，所述微处理器(2)的第一信号输入端与触摸屏(1)连接，所述微处理器(2)的信号输出端与所述FPGA控制电路(3)的输入端连接，所述FPGA控制电路(3)的输出端通过所述D/A转换电路(4)与所述滤波电路(5)的输入端连接，所述滤波电路(5)的输出端与所述恒流源驱动模块(6)的输入端连接，所述恒流源驱动模块(6)的输出端与发光光源(9)连接，所述微处理器(2)的第二信号输入端通过所述A/D采样电路(7)与所述恒流源驱动模块(6)的输出端连接。

2.如权利要求1所述的多功能光源驱动装置，其特征在于：还包括与所述微处理器(2)、FPGA控制电路(3)和所述恒流源驱动模块(6)连接的直流电源(8)。

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