CN210518926U - 用于光通信的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于光通信的驱动电路，所述驱动电路包括：级联非门电路，其包括第一非门电路和第二非门电路，所述第一非门电路的供电端子被配置为连接至直流电源，所述第二非门电路的输出端连接至所述第一非门电路的输入端，且所述第一非门电路的输出端作为所述级联非门电路的输出端且用于输出脉宽调制驱动信号；以及第一发光电路，其包括在所述直流电源和地之间串联的第一开关管和第一发光装置，所述第一开关管的控制端被配置为连接至所述级联非门电路的输出端以控制所述第一发光装置的发光状态。本实用新型的驱动电路的成本低，且能够稳定地调制发光装置的发光状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子线路领域，具体涉及一种用于光通信的驱动电路。
背景技术
LED驱动电源电路是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器。目前的LED驱动电源电路包括控制芯片和外围电路，但是存在驱动不稳定，且电路成本高等问题。
在设计光通信的驱动电路时，要根据驱动性能和经济性能等要求选择合适的驱动电路。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种用于光通信的驱动电路，所述驱动电路包括：
级联非门电路，其包括第一非门电路和第二非门电路，所述第一非门电路的供电端子被配置为连接至直流电源，所述第二非门电路的输出端连接至所述第一非门电路的输入端，且所述第一非门电路的输出端作为所述级联非门电路的输出端且用于输出脉宽调制驱动信号；以及
第一发光电路，其包括在所述直流电源和地之间串联的第一开关管和第一发光装置，所述第一开关管的控制端被配置为连接至所述级联非门电路的输出端以控制所述第一发光装置的发光状态。
优选的，所述第一非门电路包括第一三极管、连接在所述第一三极管的集电极和直流电源之间的第一分压电阻、连接在所述第一非门电路的输入端和所述第一三极管的基极之间的第一限流电阻，所述第一三极管的发射极接地，且第一三极管的集电极作为所述第一非门电路的输出端；所述第二非门电路包括第二三极管、连接在其供电端子和所述第二三极管的集电极之间的第二分压电阻、连接在所述第二非门电路的输入端和所述第二三极管的基极之间的第二限流电阻，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极作为所述第二非门电路的输出端且连接至所述第一非门电路的输入端。
优选的，所述第一非门电路还包括连接在所述第一三极管的基极和发射极之间的第一下拉电阻，所述第二非门电路还包括连接在所述第二三极管的基极和发射极之间的第二下拉电阻。
优选的，所述第一发光电路还包括连接在所述第一开关管的控制端和所述级联非门电路的输出端之间的开关管限流电阻、连接在所述直流电源和所述第一开关管的控制端之间的电容、以及与所述第一发光装置串联的二极管限流电阻。
优选的，所述第一开关管为P型金氧半场效应晶体管，所述第一发光装置包括第一发光二极管或并联的第一发光二极管和第一电阻，其中所述第一发光二极管发射第一波长的光线。
优选的，所述P型金氧半场效应晶体管的源极连接至所述直流电源。
优选的，所述驱动电路还包括第二发光电路，所述第二发光电路包括在所述直流电源和地之间串联的第二开关管和第二发光装置，所述第二开关管的控制端被配置为连接至所述级联非门电路的输出端以控制所述第二发光装置的发光状态；所述级联非门电路还包括第三非门电路，所述第三非门电路的输出端连接至所述第二非门电路的输入端。
优选的，所述第三非门电路包括第三三极管、连接在所述第三非门电路的供电端子和所述第三三极管的集电极之间的第三分压电阻、连接在其输入端和所述第三三极管的基极之间的第三限流电阻，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极作为所述第三非门电路的输出端。
优选的，所述第三非门电路还包括连接在所述第三三极管的基极和发射极之间的第三下拉电阻。
优选的，所述第二开关管为N型金氧半场效应晶体管，所述第二发光装置包括串联连接的第二发光二极管和第二电阻，其中所述第二发光二极管发射第二波长的光线。
本实用新型的驱动电路的成本低，且能够稳定地调制发光装置的发光状态。
附图说明
以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中：
图1是根据本实用新型第一个实施例的驱动电路的电路图。
图2是图1所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的供电端子接收的脉宽调制信号的时序图。
图3是图1所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的输入端接收的脉宽调制信号的时序图。
图4是图1所示的驱动电路中的级联非门电路输出的脉宽调制驱动信号的时序图。
图5是根据本实用新型第二个实施例的驱动电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是根据本实用新型第一个实施例的驱动电路的电路图。如图1所示，驱动电路1包括连接在直流电源Vin和地之间的发光电路12，以及级联非门电路11，其中级联非门电路11的输出端110输出的脉宽调制驱动信号被提供至发光电路12以控制其发光状态。
级联非门电路11包括第一非门电路和第二非门电路，第二非门电路的输出端连接至第一非门电路的输入端。
第一非门电路包括三极管Q11、连接在三极管Q11的基极和发射极之间的下拉电阻R12、连接在三极管Q11的集电极和直流电源Vin之间的分压电阻R16、以及连接在第一非门电路的输入端113和三极管Q11的基极之间的限流电阻R11。其中三极管Q11的集电极作为第一非门电路的输出端110，同时也作为级联非门电路11的输出端。
第二非门电路包括三极管Q12、连接在三极管Q12的基极和发射极之间的下拉电阻R14、连接在三极管Q12的集电极和其供电端子111之间的分压电阻R15、以及连接在第二非门电路的输入端112和三极管Q12的基极之间的限流电阻R13。其中三极管Q12的集电极作为第二非门电路的输出端。
其中，第二非门电路的供电端子111和输入端112分别作为级联非门电路11的两个输入端子，且分别用于接收脉宽调制信号PWM1和脉宽调制信号PWM2。
发光电路12包括在直流电源Vin和地之间串联的P型金氧半场效应晶体管T1、发光装置和二极管限流电阻R19，连接在直流电源Vin和P型金氧半场效应晶体管T1的栅极(即其控制端)之间的电容C11，以及连接在级联非门电路11的输出端110和P型金氧半场效应晶体管T1的栅极之间的开关管限流电阻R17。发光装置优选包括并联的电阻R18和发光二极管L1，通过选择合适阻值的电阻R18以使得发光二极管L1两端具有合适的电压值。
图2是图1所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的供电端子接收的脉宽调制信号的时序图，图3是图1所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的输入端接收的脉宽调制信号的时序图。如图2和3所示，脉宽调制信号PWM1具有第一频率，脉宽调制信号PWM2具有第二频率。
下面结合脉宽调制信号PWM1和脉宽调制信号PWM2的波形来说明级联非门电路11输出的脉宽调制驱动信号V1的波形。
(1)当脉宽调制信号PWM1为低电平时，三极管Q11的发射极反向偏置，三极管Q11截止。此时无论脉宽调制信号PWM2是高电平还是低电平，级联非门电路11输出的脉宽调制驱动信号V1都为直流电源Vin的电压值Vcc。
(2)当脉宽调制信号PWM1为高电平时，脉宽调制驱动信号V1的波形与脉宽调制信号PWM2的波形相同。具体原理说明如下：
当脉宽调制信号PWM2为低电平时，三极管Q12截止，下拉电阻R12两端的分压使得三极管Q11的发射极正向偏置，由此三极管Q11导通，级联非门电路11输出的脉宽调制驱动信号V1为低电平。
当脉宽调制信号PWM2为高电平时，三极管Q12的发射极正向偏置，三极管Q12导通。同时三极管Q11的发射极反向偏置，其处于截止状态。级联非门电路11输出的脉宽调制驱动信号V1的电压值为Vcc。
图4是图1所示的驱动电路中的级联非门电路输出的脉宽调制驱动信号的时序图。结合图1和图4可知，当脉宽调制驱动信号V1的电压值为Vcc时，P型金氧半场效应晶体管T1具有较大的沟道电阻，此时发光二极管L1发出微弱的光线，甚至熄灭。当脉宽调制驱动信号V1为低电平时，P型金氧半场效应晶体管T1导通，发光二极管L1发出一定波长和亮度的光线。
综合上述工作模式可知，当脉宽调制信号PWM1为高电平时，具有第二频率的脉宽调制驱动信号V1控制发光二极管L1以第二频率闪烁。当脉宽调制信号PWM1为低电平时，脉宽调制驱动信号V1控制发光二极管L1发出微弱的光线或熄灭。因此，通过调节脉宽调制信号PWM1的第一频率，从而实现调节发光二极管L1熄灭的频率。通过调节脉宽调制信号PWM2的第二频率，从而实现调节发光二极管L1在闪烁期间的闪烁频率。
本实施例的驱动电路1的元器件数量少、成本低，且调制方式可靠性高。
驱动电路1中的电容C11用于过滤脉冲尖峰，避免损坏P型金氧半场效应晶体管T1。
下拉电阻R14用于在第二非门电路的输入端112为高电平时，使得三极管Q12的发射极正向偏置。同理，下拉电阻R12用于在第一非门电路的输入端113为高电平时，使得三极管Q11的发射极正向偏置。
开关管限流电阻R17对P型金氧半场效应晶体管T1的栅极电流起到限制作用，用于保护P型金氧半场效应晶体管T1。二极管限流电阻R19用于限制发光二极管L1中的电流过大，用于保护发光二极管L1。
图5是根据本实用新型第二个实施例的驱动电路的电路图。如图5所示，驱动电路2与图1的驱动电路1基本相同，区别在于，驱动电路2还包括发光电路23，发光电路23包括在直流电源Vin和地之间串联的电阻R22、发光二极管L22和N型金氧半场效应晶体管T22，其中级联非门电路21的输出端210连接至N型金氧半场效应晶体管T22的栅极。级联非门电路21还包括与第二非门电路的输入端连接的第三非门电路2163。第三非门电路2163包括三极管Q23、连接在三极管Q23的基极和发射极之间的下拉电阻R25、连接在三极管Q23的集电极和其供电端子214之间的分压电阻R23、以及连接在第三非门电路2163的输入端215和三极管Q23的基极之间的限流电阻R24。其中三极管Q23的集电极作为第三非门电路2163的输出端，且连接至第二非门电路的输入端212。
在本实施例的级联非门电路21中，第二非门电路的供电端子211、第三非门电路2163的供电端子214和第三非门电路2163的输入端215作为级联非门电路21的三个输入端子，且分别用于接收脉宽调制信号PWM1’、PWM2’和PWM3’。
级联非门电路21的输出端210输出脉宽调制驱动信号V2。脉宽调制驱动信号V2产生的原理与脉宽调制驱动信号V1的产生原理相类似，在此不再赘述。
当级联非门电路21输出的脉宽调制驱动信号V2的电压值为Vcc时，N型金氧半场效应晶体管T22导通，发光二极管L22发出相应波长(例如蓝色)和亮度的光线。同时P型金氧半场效应晶体管T21的沟道电阻较大或其处于截止状态，发光二极管L21发出较弱的光线或熄灭。
当级联非门电路21输出的脉宽调制驱动信号V2为低电平时，P型金氧半场效应晶体管T21导通，发光二极管L21发出相应波长(例如红色)和亮度的光线。同时N型金氧半场效应晶体管T22截止，发光二极管L22熄灭。
综上可知，通过调节脉宽调制信号PWM1’、脉宽调制信号PWM2’，和脉宽调制信号PWM3’的脉冲宽度和频率，从而实现调节发光二极管L21、L22的发光状态。
本实用新型的级联非门电路并不限于是2个或3个非门电路。在本实用新型的其他实施例中，级联非门电路包括n个非门电路，其中第一个非门电路的供电端子被配置为连接至直流电源，其余n-1个非门电路的供电端子被配置为接收n-1个脉宽调制信号，第n个非门电路的输入端被配置为接收第n个脉宽调制信号，第一个非门电路的输出端作为级联非门电路的输出端，第n个非门电路的输出端连接至第n-1个非门电路的输入端，其中n为不小于2的正整数。
在本实用新型的其他实施例中，采用由互补金属氧化物半导体构成的非门电路代替上述实施例中的由三极管构成的非门电路。
在本实用新型的其他实施例中，金氧半场效应晶体管还可以被替换为绝缘栅双极型晶体管等开关管。
虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
Claims (10)
1.一种用于光通信的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：
级联非门电路，其包括第一非门电路和第二非门电路，所述第一非门电路的供电端子被配置为连接至直流电源，所述第二非门电路的输出端连接至所述第一非门电路的输入端，且所述第一非门电路的输出端作为所述级联非门电路的输出端且用于输出脉宽调制驱动信号；以及
第一发光电路，其包括在所述直流电源和地之间串联的第一开关管和第一发光装置，所述第一开关管的控制端被配置为连接至所述级联非门电路的输出端以控制所述第一发光装置的发光状态。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，
所述第一非门电路包括第一三极管、连接在所述第一三极管的集电极和直流电源之间的第一分压电阻、连接在所述第一非门电路的输入端和所述第一三极管的基极之间的第一限流电阻，所述第一三极管的发射极接地，且第一三极管的集电极作为所述第一非门电路的输出端；
所述第二非门电路包括第二三极管、连接在其供电端子和所述第二三极管的集电极之间的第二分压电阻、连接在所述第二非门电路的输入端和所述第二三极管的基极之间的第二限流电阻，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极作为所述第二非门电路的输出端且连接至所述第一非门电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第一非门电路还包括连接在所述第一三极管的基极和发射极之间的第一下拉电阻，所述第二非门电路还包括连接在所述第二三极管的基极和发射极之间的第二下拉电阻。
4.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述第一发光电路还包括连接在所述第一开关管的控制端和所述级联非门电路的输出端之间的开关管限流电阻、连接在所述直流电源和所述第一开关管的控制端之间的电容、以及与所述第一发光装置串联的二极管限流电阻。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述第一开关管为P型金氧半场效应晶体管，所述第一发光装置包括第一发光二极管或并联的第一发光二极管和第一电阻，其中所述第一发光二极管发射第一波长的光线。
6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述P型金氧半场效应晶体管的源极连接至所述直流电源。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动电路，其特征在于，
所述驱动电路还包括第二发光电路，所述第二发光电路包括在所述直流电源和地之间串联的第二开关管和第二发光装置，所述第二开关管的控制端被配置为连接至所述级联非门电路的输出端以控制所述第二发光装置的发光状态；
所述级联非门电路还包括第三非门电路，所述第三非门电路的输出端连接至所述第二非门电路的输入端。
8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述第三非门电路包括第三三极管、连接在所述第三非门电路的供电端子和所述第三三极管的集电极之间的第三分压电阻、连接在其输入端和所述第三三极管的基极之间的第三限流电阻，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极作为所述第三非门电路的输出端。
9.根据权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，所述第三非门电路还包括连接在所述第三三极管的基极和发射极之间的第三下拉电阻。
10.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述第二开关管为N型金氧半场效应晶体管，所述第二发光装置包括串联连接的第二发光二极管和第二电阻，其中所述第二发光二极管发射第二波长的光线。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111833574A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-27 | 广东格美淇电器有限公司 | 一种电压感应式报警装置及其报警方法 |
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2019
- 2019-05-29 CN CN201920798694.6U patent/CN210518926U/zh active Active
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| CN111833574A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-27 | 广东格美淇电器有限公司 | 一种电压感应式报警装置及其报警方法 |
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Assignee: Shanghai Guangshi fusion Intelligent Technology Co.,Ltd. Assignor: BEIJING WHYHOW INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2022110000047 Denomination of utility model: Driver circuit for optical communication Granted publication date: 20200512 License type: Common License Record date: 20221012 |