CN212163790U - 补光灯驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种补光灯驱动电路包括：基频信号发生模块、光敏传感模块、脉冲信号发生模块和恒流驱动模块；所述基频信号发生模块与所述脉冲信号发生模块连接，用于生成基频信号，并将所述基频信号发送至所述脉冲信号发生模块；所述光敏传感模块与所述脉冲信号发生模块连接，用于检测光强信号，并将所述光强信号发送至所述脉冲信号发生模块；所述脉冲信号发生模块与所述恒流驱动模块连接，用于接收所述基频信号和所述光强信号，根据所述光强信号和所述基频信号得到脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号发送至所述恒流驱动模块；所述恒流驱动模块，用于接收所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号控制输出至补光灯的电流大小。

Description

补光灯驱动电路

技术领域

本实用新型涉及安防监控技术领域，特别是涉及一种补光灯驱动电路。

背景技术

当前摄像机使用范围广泛，室内外各种监控场景均有覆盖，在照度不足的环境中，夜视功能不可或缺，LED补光技术是实现摄像机夜视功能的一种常见的有效手段。

现有摄像机通过LED补光灯驱动模块与光敏传感模块、控制器模块的多环节配合实现补光夜视功能。光敏器件感应环境照度变化，反馈至控制器模块；控制器根据设定的阈值，输出调光信号，提供给LED补光驱动模块，控制补光灯的开启和关闭，可实时调节补光灯亮度。

但是，现有的补光方式在高压输入低压输出条件下，容易导致的补光灯产生频闪。

实用新型内容

基于此，有必要针对高压输入低压输出条件补光灯产生频闪问题，提供一种补光灯驱动电路。

一种补光灯驱动电路，所述的补光灯驱动电路包括：基频信号发生模块、光敏传感模块、脉冲信号发生模块和恒流驱动模块；

所述基频信号发生模块与所述脉冲信号发生模块连接，用于生成基频信号，并将所述基频信号发送至所述脉冲信号发生模块；

所述光敏传感模块与所述脉冲信号发生模块连接，用于检测光强信号，并将所述光强信号发送至所述脉冲信号发生模块；

所述脉冲信号发生模块与所述恒流驱动模块连接，用于接收所述基频信号和所述光强信号，根据所述光强信号和所述基频信号得到脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号发送至所述恒流驱动模块；

所述恒流驱动模块，用于接收所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号控制输出至补光灯的电流大小。

在其中一个实施例中，所述基频信号发生模块包括滞回比较器电路和RC充放电电路；

所述滞回比较器电路与所述RC充放电电路连接，用于产生固定频率的方波信号，并将所述方波信号传输至所述RC充放电电路；

所述RC充放电电路与所述脉冲信号发生模块连接，用于根据所述方波信号生成基频信号。

在其中一个实施例中，所述滞回比较器电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一比较器；

所述第三电阻一端接地，另一端通过所述第二电阻连接至所述第一比较器的输出端；所述第一电阻一端接入外部电压，另一端与所述第二电阻和第三电阻的连接点连接；所述第四电阻一端与所述第一比较器的输出端连接，另一端与所述第一电阻连接；所述第一比较器的第一输入端与所述RC充放电电路连接；所述第一比较器的第二输入端与所述第二电阻和所述第三电阻的连接点连接。

在其中一个实施例中，所述RC充放电电路包括：第五电阻和第一电容；

所述第五电阻一端与所述第一比较器的输出端连接，另一端通过第一电容接地；所述第一比较器的第一输入端与第五电阻和第一电容的连接点连接；所述脉冲信号发生模块与第五电阻和第一电容的连接点连接。

在其中一个实施例中，所述光敏传感模块包括感光单元和第七电阻；

所述感光单元一端接入外部电压，另一端与所述脉冲信号发生模块连接；所述第七电阻一端接地，另一端与所述感光单元与所述脉冲信号发生模块的连接点连接。

在其中一个实施例中，所述感光单元包括光敏管或者光敏电阻。

在其中一个实施例中，所述脉冲信号发生模块包括稳压隔离电路、第二比较器和滤波电路；

所述稳压隔离电路一端与所述基频信号发生模块连接，另一端与所述第二比较器的第二输入端连接；所述第二比较器的第一输入端与所述光敏传感模块连接；所述第二比较器的输出端通过所述滤波电路连接至所述恒流驱动模块。

在其中一个实施例中，所述稳压隔离电路包括：第一稳压二极管和第六电阻；

所述第六电阻一端与所述基频信号发生模块连接，另一端与所述第二比较器的第二输入端连接；所述第一稳压二极管一端接地，另一端与所述第六电阻和所述第二比较器第二输入端的连接点连接。

在其中一个实施例中，所述滤波电路包括：第十一电阻和第六电容；

所述第十一电阻一端与所述第二比较器的输出端连接，另一端通过所述第六电容接地，所述恒流驱动模块与所述第十一电阻与所述第六电容的连接点连接。

在其中一个实施例中，所述恒流驱动模块包括：驱动芯片、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电感、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容以及采样电阻；

所述驱动芯片的电源输入引脚接入外部电压，接地引脚接地；所述第二电容一端与所述驱动芯片的电源输入引脚连接，另一端与所述驱动芯片的接地引脚连接；所述第九电阻一端与所述脉冲信号发生模块连接，另一端与所述驱动芯片的使能引脚连接；所述第五电容一端接地，另一端与所述使能引脚连接；所述第十电阻一端接地，另一端与所述使能引脚连接；所述驱动芯片的电感引脚通过所述第一电感连接至所述补光灯的正极；所述驱动芯片的反馈引脚通过所述第八电阻连接至所述补光灯的负极；所述驱动芯片的升压引脚通过第三电容与电感引脚和所述第一电感的连接点连接；所述第四电容一端接地，另一端与所述第一电感和所述补光灯正极的连接点连接；所述采样电阻一端接地，另一端与所述第八电阻和所述补光灯负极的连接点连接。

上述补光灯驱动电路通过基频信号发生模块自激振荡产生设定频率的基频信号，再利用脉冲信号发生模块将模拟光强信号与基频信号比较，得到同频率的脉冲信号输入至恒流驱动模块，控制补光灯的亮度，使补光灯稳定的发光，避免了在高压输入低压输出条件下导致的补光灯频闪问题。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中补光灯驱动电路的模块示意图；

图2为图1中基频信号发生模块的电路示意图；

图3为图1中脉冲信号发生模块以及光敏传感模块的电路示意图；

图4为图1中恒流驱动模块的电路示意图；

图5为本实用新型一实施例中补光灯驱动电路的应用环境图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，该补光灯驱动电路与补光灯50连接，通过基频信号发生模块10生成基频信号，利用脉冲信号发生模块30将基频信号转换成脉冲信号输入至恒流驱动模块40，控制补光灯50的亮度，使补光灯50稳定的发光，避免了在高压输入低压输出条件下导致的补光灯50频闪问题。

补光灯驱动电路包括：基频信号发生模块10、光敏传感模块20、脉冲信号发生模块30和恒流驱动模块40。具体地，基频信号发生模块10与脉冲信号发生模块30连接，用于生成基频信号，并将基频信号发送至脉冲信号发生模块30。光敏传感模块20与脉冲信号发生模块30连接，用于检测光强信号，并将光强信号发送至脉冲信号发生模块30。脉冲信号发生模块30与恒流驱动模块40连接，用于接收基频信号和光强信号，根据光强信号和基频信号得到脉冲宽度调制信号，并将脉冲宽度调制信号发送至恒流驱动模块40。恒流驱动模块40，用于接收脉冲宽度调制信号，根据脉冲宽度调制信号控制输出至补光灯的电流大小。

如图2所示，基频信号发生模块10包括滞回比较器电路110和RC充放电电路120。滞回比较器电路110与RC充放电电路120连接，用于产生固定频率的方波信号，并将所述方波信号传输至所述RC充放电电路120。RC充放电电路120与脉冲信号发生模块30连接，用于根据所述方波信号生成基频信号。具体地，滞回比较器电路110包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一比较器U1。第三电阻R3一端接地，另一端通过第二电阻R2连接至第一比较器U1的输出端；第一电阻R1一端接入外部电压VCC，另一端与第二电阻R2和第三电阻R3的连接点连接；第四电阻R4一端与第一比较器U1的输出端连接，另一端与第一电阻R1连接；第一比较器U1的第一输入端与RC充放电电路120连接；第一比较器U1的第二输入端与第二电阻R2和第三电阻R3的连接点连接。RC充放电电路120包括：第五电阻R5和第一电容C1。第五电阻R5一端与第一比较器U1的输出端连接，另一端通过第一电容C1接地；第一比较器U1的第一输入端与第五电阻R5和第一电容C1的连接点连接；脉冲信号发生模块30与第五电阻R5和第一电容C1的连接点连接。在本实施例中，基频信号发生模块10的工作过程为：上电初始状态，外部电压VCC被第一电阻R1和第三电阻R3分压，第一比较器U1的第二输入端得到初始值V3＞0，此时，第一比较器U1的第一输入端电压可视为V2＝0，则第一比较器U1的输出端输出高电平V1_H，而第二输入端电压V3转换为高电平V3_H，该值为第一比较器U1的输出端V1_H、外部电压VCC、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3共同作用的结果。其中，所述第一比较器U1的第一输入端为反向输入端，所述第一比较器U1的第二输入端为同向输入端。

基频信号发生模块10在两种状态中进行转换：

第一状态，第一比较器U1的V1、V3保持高电平，RC充放电电路120处于充电状态，V2电压缓慢上升，当V2电压高于V3_H时，V1转换为低电平输出V1_L，而V3因为分压电路，也跟着转换为低电平V3_L，电路切换到第二状态。

第二状态，第一比较器U1的V1、V3保持低电平，RC充放电电路120于放电状态，V2电压缓慢下降，当V2电压低于V3_L时，V1转换为低电平输出V1_H，而V3因为分压电路，也跟着转换为低电平V3_H，电路切换回状态1。

以上为基频信号发生模块10的工作过程，第一电容C1的充放电电压V2即为所需基频信号，该基频信号的频率可通过RC充放电电路120的调节，外部电压VCC可通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3调节。

如图3所示，光敏传感模块20包括感光单元210和第七电阻R7。感光单元210一端接入外部电压VCC，另一端与脉冲信号发生模块30连接；第七电阻R7一端接地，另一端与感光单元210与脉冲信号发生模块30的连接点连接。在本实施例中，感光单元210可以为光敏管或者光敏电阻。光敏传感模块20通过感光单元210感应环境照度，转换为模拟电压信号，传输至脉冲信号发生模块30。

可选地，脉冲信号发生模块30包括稳压隔离电路310、第二比较器U2和滤波电路320。稳压隔离电路310一端与基频信号发生模块10连接，另一端与第二比较器U2的第二输入端连接；第二比较器U2的第一输入端与所述光敏传感模块连接；第二比较器U2的输出端通过滤波电路320连接至恒流驱动模块40。具体地，稳压隔离电路310包括：第一稳压二极管Z1和第六电阻R6，第六电阻R6一端与基频信号发生模块10连接，另一端与第二比较器U2的第二输入端连接；第一稳压二极管Z1一端接地，另一端与第六电阻R6和第二比较器U2第二输入端的连接点连接。滤波电路320包括：第十一电阻R11和第六电容C6，第十一电阻R11一端与第二比较器U2的输出端连接，另一端通过第六电容C6接地，恒流驱动模块40与第十一电阻R11与第六电容C6的连接点连接。

基频信号发生模块10生成的基频信号与光敏传感模块20监测的光强信号通过脉冲信号发生模块30第二比较器U2进行幅值对比，得到脉冲信号，将基频信号和光强信号转换成一定频率的PWM脉冲信号，不仅增强了信号强度，使之具备更高的抗干扰能力，而且直接用于恒流驱动模块40驱动，中间环节少，延时小。其中，基频信号经过第六电阻R6，并被第一稳压二极管Z1限幅后，传输至第二比较器U2的第二输入端；光强信号为第七电阻R7上的电压，随感光单元210接收的光照强度变化而改变，实时反应环境光照强度信息；脉冲信号频率取决于基频信号，基频信号的限幅值可通过调节基频信号的频率、外部电压VCC和第一稳压二极管Z1的稳压值来设定；滤波电路320滤除上电过程中状态未稳时第二比较器U2的瞬间高电平输出，防止补光灯50在上电时产生的异常闪烁。其中，所述第二比较器U2的第一输入端为反向输入端，所述第二比较器U2的第二输入端为同向输入端。

如图4所示，恒流驱动模块40包括：驱动芯片U3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5以及采样电阻RS1。具体地，驱动芯片U3的电源输入引脚IN接入外部电压Vin，接地引脚GND接地；第二电容C2一端与驱动芯片U3的电源输入引脚IN连接，另一端与驱动芯片U3的接地引脚GND连接；第九电阻R9一端与脉冲信号发生模块30连接，另一端与驱动芯片U3的使能引脚DIM/EN连接；第五电容C5一端接地，另一端与使能引脚DIM/EN连接；第十电阻R10一端接地，另一端与使能引脚DIM/EN连接；驱动芯片U3的电感引脚LX通过第一电感L1连接至补光灯50的正极；驱动芯片U3的反馈引脚FB通过第八电阻R8连接至补光灯50的负极；驱动芯片U3的升压引脚BS通过第三电容C3与电感引脚LX和第一电感L1的连接点连接；第四电容C4一端接地，另一端与第一电感L1和补光灯50正极的连接点连接；采样电阻RS1一端接地，另一端与第八电阻R8和补光灯50负极的连接点连接。

在本实施例中，补光灯50为LED补光灯，所述补光灯50的数量为4个。可以理解，所述补光灯50的数量还可以为1、2、3、5、6、7、8或其他数值，只需补光灯驱动电路能够驱动所述补光灯50发光且不发生频闪即可。

恒流驱动模块40调整采样电阻RS1设置输出电流，通过外围管脚控制实现模拟调光或脉冲宽度调制调光。驱动芯片U3的供电输入为外部电压Vin，即摄像机的电源电压。驱动芯片U3输出电流经第一电感L1和第四电容C4后，恒定电流流入补光灯50的正极，从补光灯50的负极流出，再通过采样电阻RS1回流到地。采样电阻RS1决定恒流驱动模块40的最大输出电流，其上电压传输至驱动芯片U3的反馈引脚FB，调整驱动芯片U3的输出电流以达到设定值。脉冲信号通过滤波电路320后连至驱动芯片U3的使能引脚DIM/EN，可通过调整占空比使驱动芯片U3开启或关断，并控制输出电流在设定的最大电流范围内线性调节。其中，脉冲信号频率取决于基频信号，占空比需配合光强信号幅值共同决定。占空比是指在一个脉冲循环内，高电平时间相对于总时间所占的比例。

如图5所示，在一个实施例中，补光灯驱动电路应用于摄像机中，摄像机包括灯板和摄像机主板。灯板上设置有光敏传感模块20、基频信号发生模块10、脉冲信号发生模块30以及补光灯50，摄像机主板设置有恒流驱动模块40。光敏传感模块20和基频信号发生模块10分别与脉冲信号发生模块30连接，基频信号发生模块10用于生成基频信号，并将基频信号发送至脉冲信号发生模块30；光敏传感模块20用于检测光强信号，并将光强信号发送至脉冲信号发生模块30。脉冲信号发生模块30与恒流驱动模块40连接，用于接收基频信号和光强信号，根据光强信号和基频信号得到脉冲宽度调制信号，并将脉冲宽度调制信号发送至恒流驱动模块40；恒流驱动模块40与补光灯50连接，用于接收脉冲宽度调制信号，根据脉冲宽度调制信号控制输出至补光灯的电流大小。

现有的补光灯驱动电路在高压输入低压输出时，即外部电压Vin与补光灯50正负两端电压的比值高到一定值时，电流断续输出，导致补光灯50闪烁，进而影响到摄像机采集的图像质量。而本申请通过基频信号发生模块10、脉冲信号发生模块30，将光强信号从模拟信号直接转换成数字的脉冲信号，频率一定，占空比可调，提供给恒流驱动模块40，自适应环境光照强度变化，自动控制补光灯开启和关闭，调节补光灯的亮度。利用脉冲信号发生模块30，将基频信号限幅，通过脉冲发生模块，设定脉冲信号的最小占空比，避免恒流驱动模块40工作在高压输入低压输出的工况下，提高补光灯50正负两端电压，在供电输入范围内可避免补光灯50产生闪烁。

上述补光灯驱动电路通过基频信号发生模块10自激振荡产生设定频率的基频信号，再利用脉冲信号发生模块30将模拟光强信号与基频信号比较，得到同频率的脉冲信号输入至恒流驱动模块40，控制补光灯50的亮度，使补光灯50稳定的发光，避免了在高压输入低压输出条件下导致的补光灯频闪问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种补光灯驱动电路，其特征在于，所述的补光灯驱动电路包括：基频信号发生模块、光敏传感模块、脉冲信号发生模块和恒流驱动模块；

所述基频信号发生模块与所述脉冲信号发生模块连接，用于生成基频信号，并将所述基频信号发送至所述脉冲信号发生模块；

所述光敏传感模块与所述脉冲信号发生模块连接，用于检测光强信号，并将所述光强信号发送至所述脉冲信号发生模块；

所述脉冲信号发生模块与所述恒流驱动模块连接，用于接收所述基频信号和所述光强信号，根据所述光强信号和所述基频信号得到脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号发送至所述恒流驱动模块；

所述恒流驱动模块，用于接收所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号控制输出至补光灯的电流大小。

2.根据权利要求1所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述基频信号发生模块包括滞回比较器电路和RC充放电电路；

所述滞回比较器电路与所述RC充放电电路连接，用于产生固定频率的方波信号，并将所述方波信号传输至所述RC充放电电路；

所述RC充放电电路与所述脉冲信号发生模块连接，用于根据所述方波信号生成基频信号。

3.根据权利要求2所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述滞回比较器电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一比较器；

所述第三电阻一端接地，另一端通过所述第二电阻连接至所述第一比较器的输出端；所述第一电阻一端接入外部电压，另一端与所述第二电阻和第三电阻的连接点连接；所述第四电阻一端与所述第一比较器的输出端连接，另一端与所述第一电阻连接；所述第一比较器的第一输入端与所述RC充放电电路连接；所述第一比较器的第二输入端与所述第二电阻和所述第三电阻的连接点连接。

4.根据权利要求3所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述RC充放电电路包括：第五电阻和第一电容；

所述第五电阻一端与所述第一比较器的输出端连接，另一端通过第一电容接地；所述第一比较器的第一输入端与第五电阻和第一电容的连接点连接；所述脉冲信号发生模块与第五电阻和第一电容的连接点连接。

5.根据权利要求1所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述光敏传感模块包括感光单元和第七电阻；

所述感光单元一端接入外部电压，另一端与所述脉冲信号发生模块连接；所述第七电阻一端接地，另一端与所述感光单元与所述脉冲信号发生模块的连接点连接。

6.根据权利要求5所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述感光单元包括光敏管或者光敏电阻。

7.根据权利要求1所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述脉冲信号发生模块包括稳压隔离电路、第二比较器和滤波电路；

所述稳压隔离电路一端与所述基频信号发生模块连接，另一端与所述第二比较器的第二输入端连接；所述第二比较器的第一输入端与所述光敏传感模块连接；所述第二比较器的输出端通过所述滤波电路连接至所述恒流驱动模块。

8.根据权利要求7所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述稳压隔离电路包括：第一稳压二极管和第六电阻；

所述第六电阻一端与所述基频信号发生模块连接，另一端与所述第二比较器的第二输入端连接；所述第一稳压二极管一端接地，另一端与所述第六电阻和所述第二比较器第二输入端的连接点连接。

9.根据权利要求7所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第十一电阻和第六电容；

所述第十一电阻一端与所述第二比较器的输出端连接，另一端通过所述第六电容接地，所述恒流驱动模块与所述第十一电阻与所述第六电容的连接点连接。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的补光灯驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括：驱动芯片、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电感、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容以及采样电阻；

所述驱动芯片的电源输入引脚接入外部电压，接地引脚接地；所述第二电容一端与所述驱动芯片的电源输入引脚连接，另一端与所述驱动芯片的接地引脚连接；所述第九电阻一端与所述脉冲信号发生模块连接，另一端与所述驱动芯片的使能引脚连接；所述第五电容一端接地，另一端与所述使能引脚连接；所述第十电阻一端接地，另一端与所述使能引脚连接；所述驱动芯片的电感引脚通过所述第一电感连接至所述补光灯的正极；所述驱动芯片的反馈引脚通过所述第八电阻连接至所述补光灯的负极；所述驱动芯片的升压引脚通过第三电容与电感引脚和所述第一电感的连接点连接；所述第四电容一端接地，另一端与所述第一电感和所述补光灯正极的连接点连接；所述采样电阻一端接地，另一端与所述第八电阻和所述补光灯负极的连接点连接。

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