CN204014209U - 一种太阳模拟器led光源控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳模拟器LED光源控制电路，包括主电路板和从电路板，主电路板采用恒流模式，从电路板采用均流模式。主电路板的主电路包括集成电路、三极管Q16、第一运算放大器、第二运算放大器、MOS管M2及其附属电路部件和连接关系，从电路板上的从电路包括三极管Q17、MOS管Q18、三极管Qm、滑动电阻Re和LED灯源电路及其附属电路部件和连接关系，当控制信号响应时，电路开始工作，输出指定的电压，对应控制的LED被点亮，经光能量反馈电路与输出光能量基准电压进行比较来恒定光能量输出。通过改变基准电压来调控光能量输出强弱。从而实现LED电路恒光可控。

Description

一种太阳模拟器LED光源控制电路

技术领域

本实用新型专利涉及一种LED光源控制电路，尤其涉及一种太阳模拟器LED光源控制电路。

背景技术

当前主流工业太阳模拟器主要光源多采用氙灯模拟太阳光，氙灯由于近红外波段线状谱能量过高，与太阳光谱差异性较大，因此模拟太阳光需与滤光片配合使用，滤除多余能量，方可实现。

随着LED技术的发展，使得LED作为太阳模拟器光源成为可能。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种太阳模拟器LED光源控制电路，确保LED光输出能量保持恒定且可控。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种太阳模拟器LED光源控制电路，包括主电路和从电路，所述的主电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述的第一运算放大器的输出端分别与第二运算放大器的负极输入端和电容C42的一端相连，第二运算放大器的正极输入端接入经标定的太阳电池，第二运算放大器的输出端分别接电容C42的另一端和R62的一端，R62的另一端分两路，一路经电容C43后接地，另一路分别与MOS管M2栅极相连或经电阻R66后与MOS管M2的源极相连，MOS管M2的漏极分三路，一路直接与集成电路U2的第一管脚相连，一路经R44后与三极管Q16的发射极相连，另一路经电容C38、电阻R47后与三极管Q74、三极管Q16的集电极相连，三极管Q74的发射极与三极管Q16的基极相连，集成电路U2的第二管脚接地，第三管脚分别接入电容C38与电阻R47之间或直接与三极管Q74的基极相连，三极管Q74的集电极还连接两个并联的电容，两个并联的电容一端接地，一端与接有Master_DC的三极管Q16的发射极相连，Master_DC端与至少一个从电路的Master_DC端相连；

从电路包括三极管Q17、MOS管Q18、三极管Qm、滑动电阻Re和LED灯源电路，Master_DC端分两路，一路与电阻R91一端相连，一路与MOS管Q18的漏极相连，电阻R91另一端分别与MOS管Q18的栅极和电阻R90一端相连，电阻R90另一端与三极管Q17集电极相连，控制端经电阻R89后与三极管Q17基极相连，三极管Q17基极还经过R88后接地，三极管Q17的发射极接地，MOS管Q18的源极分两路，一路经电容后直接接地，一路经电阻R15后与三极管Qm的集电极相连，三极管Qm的发射极经滑动电阻Re后接地，三极管Qm的基极与LED灯源电路相连。

所述的LED灯源电路包括若干个三极管和LED发光二极管，若干个三极管的基极并列相连后与三极管Qm的基极相连，各个三极管的发射极均经电阻后接地，各个三极管的集电极上均连接有若干个串联后的LED发光二极管，各个顶端LED发光二极管并列连接后，与直流电压相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型太阳模拟器LED光源控制电路，包括主电路板和从电路板，主电路板采用恒流模式，从电路板采用均流模式。当控制信号响应时，电路开始工作，输出指定的电压，对应控制的LED被点亮，经光能量反馈电路与输出光能量基准电压进行比较来恒定光能量输出。通过改变基准电压来调控光能量输出强弱。从而实现LED电路恒光可控。

本实用新型电路采用主从电路，分级控制，主电路采用恒流模式控制LED光输出，确保LED回路总电流恒定，光输出能量保持恒定且可控稳定。从电路采用均流模式，确保各回路的电流均等、一致。

附图说明

图1为本实用新型提供的太阳模拟器LED光源控制电路结构示意图一；

图2为本实用新型提供的太阳模拟器LED光源控制电路结构示意图二；

图3为本实用新型提供的太阳模拟器LED光源控制电路的主电路结构示意图；

图4为本实用新型提供的太阳模拟器LED光源控制电路的从电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1至图4，一种太阳模拟器LED光源控制电路，包括主电路和从电路，主电路采用恒流模式，从电路采用均流模式，主电路设置在主电路板上，即母板上，从电路设置在从电路板上，即子板上，所述的主电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述的第一运算放大器的输出端分别与第二运算放大器的负极输入端和电容C42的一端相连，第二运算放大器的正极输入端接入经标定的太阳电池，第二运算放大器的输出端分别接电容C42的另一端和R62的一端，R62的另一端分两路，一路经电容C43后接地，另一路分别与MOS管M2栅极相连或经电阻R66后与MOS管M2的源极相连，MOS管M2的漏极分三路，一路直接与集成电路U2的第一管脚相连，一路经R44后与三极管Q16的发射极相连，另一路经电容C38、电阻R47后与三极管Q74、三极管Q16的集电极相连，三极管Q74的发射极与三极管Q16的基极相连，集成电路U2的第二管脚接地，第三管脚分别接入电容C38与电阻R47之间或直接与三极管Q74的基极相连，三极管Q74的集电极还连接两个并联的电容，两个并联的电容一端接地，一端与接有Master_DC的三极管Q16的发射极相连，Master_DC端与至少一个从电路的Master_DC端相连；

从电路包括三极管Q17、MOS管Q18、三极管Qm、滑动电阻Re和LED灯源电路，Master_DC端分两路，一路与电阻R91一端相连，一路与MOS管Q18的漏极相连，电阻R91另一端分别与MOS管Q18的栅极和电阻R90一端相连，电阻R90另一端与三极管Q17集电极相连，控制端经电阻R89后与三极管Q17基极相连，三极管Q17基极还经过R88后接地，三极管Q17的发射极接地，MOS管Q18的源极分两路，一路经电容后直接接地，一路经电阻R15后与三极管Qm的集电极相连，三极管Qm的发射极经滑动电阻Re后接地，三极管Qm的基极与LED灯源电路相连；其中，所述的LED灯源电路包括若干个三极管和LED发光二极管，若干个三极管的基极并列相连后与三极管Qm的基极相连，各个三极管的发射极均经电阻后接地，各个三极管的集电极上均连接有若干个串联后的LED发光二极管，各个顶端LED发光二极管并列连接后，与直流电压相连。

具体的，参见图3，依据恒光控制原理，CELL接入经标定的太阳电池，检测实际LED输出的光能量，通过取样电阻转换成电压信号，再与输入的光能量基准电压Vref比较控制MOS管M2的导通程度，M2的导通程度会直接影响Master_DC的输出，即LED灯源的母板电源输，在Vref一定的情况下，根据实际的光输出反馈来进行光强的调整，从而实现光强的恒光输出。

通过更改Vref的值可直接控制LED光强输出，Vref越大辐照度越强，Vref越小辐照度越弱，这样可通过调整参数来控制DA的输出来更改的光输出能量，满足不同辐照度下测试要求。

参见图2、图4，LED均流控制，Q1到Qn是n串LED组成的一种特定波长光谱源，Qm三极管可称为母板三极管，它直接影响三极管Q1到Qn的IC电流由于Q1～Qn与Qm管子是同一参数三极管，由图可知Vbm＝Vb1＝Vbn，Vem＝Ve1＝Ven使RL＝RLn，则Ie1＝Vb1/RL＝Vbn/RLn＝Ien，所以这一种特定波长的N串的LED电流是均等的，其中N为非零的自然数，且Ic1＝Icn＝(Icm*Re)/Rl，且LED是否供电由control1控制的Q18MOS管决定，可依据需求控制LED分别单独被触发或设定单次触发某种特定波长的LED。通过调整Re大小来实现光谱修正，模拟不同地域的光谱分布，使测试结果更真实。

从此电路可已看出Master_DC作为母板三极管Qm的供电电源，24V外挂电源给子板LED负载供电，可以通过Master_DC控制LED输出光强的大小。Master_DC越大光强越大，Master_DC越小光强越小。

其中，母板与子板LED负载的硬件参数按照光谱要求确定以后，通过控制DC_SW的电源输入的时间来自定义设置触发LED的脉宽时间。

以上是控制一种类型的LED为例来讲述电路原理，实际应用要很多种不同光谱的LED组合而成，电路其实是以控制一种类型的电路叠加而成。

对于多路的不同光谱LED控制电路中，可以将LED均流控制部分，也就是从电路部分进行复制，共同使用Master_DC提供母板三极管Qm～Qmn的供电，依据需求通过control信号的控制来进行LED分别单独被触发或设定单次触发某种特定波长的LED。

本实用新型太阳模拟器LED光源控制电路，包括主电路板和从电路板，主电路板采用恒流模式，从电路板采用均流模式。当控制信号响应时，电路开始工作，输出指定的电压，对应控制的LED被点亮，经光能量反馈电路与输出光能量基准电压进行比较来恒定光能量输出。通过改变基准电压来调控光能量输出强弱。从而实现LED电路恒光可控。

本实用新型电路采用主从电路，分级控制，主电路采用恒流模式控制LED光输出，确保LED回路总电流恒定，光输出能量保持恒定且可控稳定。从电路采用均流模式，确保各回路的电流均等、一致。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种太阳模拟器LED光源控制电路，其特征在于，包括主电路和从电路，所述的主电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述的第一运算放大器的输出端分别与第二运算放大器的负极输入端和电容C42的一端相连，第二运算放大器的正极输入端接入经标定的太阳电池，第二运算放大器的输出端分别接电容C42的另一端和R62的一端，R62的另一端分两路，一路经电容C43后接地，另一路分别与MOS管M2栅极相连或经电阻R66后与MOS管M2的源极相连，MOS管M2的漏极分三路，一路直接与集成电路U2的第一管脚相连，一路经R44后与三极管Q16的发射极相连，另一路经电容C38、电阻R47后与三极管Q74、三极管Q16的集电极相连，三极管Q74的发射极与三极管Q16的基极相连，集成电路U2的第二管脚接地，第三管脚分别接入电容C38与电阻R47之间或直接与三极管Q74的基极相连，三极管Q74的集电极还连接两个并联的电容，两个并联的电容一端接地，一端与接有Master_DC的三极管Q16的发射极相连，Master_DC端与至少一个从电路的Master_DC端相连；

从电路包括三极管Q17、MOS管Q18、三极管Qm、滑动电阻Re和LED灯源电路，Master_DC端分两路，一路与电阻R91一端相连，一路与MOS管Q18的漏极相连，电阻R91另一端分别与MOS管Q18的栅极和电阻R90一端相连，电阻R90另一端与三极管Q17集电极相连，控制端经电阻R89后与三极管Q17基极相连，三极管Q17基极还经过R88后接地，三极管Q17的发射极接地，MOS管Q18的源极分两路，一路经电容后直接接地，一路经电阻R15后与三极管Qm的集电极相连，三极管Qm的发射极经滑动电阻Re后接地，三极管Qm的基极与LED灯源电路相连。

2.根据权利要求1所述的太阳模拟器LED光源控制电路，其特征在于，所述的LED灯源电路包括若干个三极管和LED发光二极管，若干个三极管的基极并列相连后与三极管Qm的基极相连，各个三极管的发射极均经电阻后接地，各个三极管的集电极上均连接有若干个串联后的LED发光二极管，各个顶端LED发光二极管并列连接后，与直流电压相连。