CN212435989U - 恒流源驱动电路及管道机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒流源驱动电路及管道机器人，涉及LED驱动技术领域，该电路包括：PWM信号源和电流控制电路；所述PWM信号源用于输出不同占空比的脉冲信号至所述电流控制电路；所述电流控制电路用于将第一外部电压转换为电流输出至所述LED负载，并根据所述脉冲信号的占空比调节输出至所述LED负载的电流大小。本实用新型实施例中恒流源驱动电路，采用电流控制电路驱动LED负载，并通过脉冲信号的占空比调节LED负载的电流大小，进而调节LED的亮度，满足大功率的高亮LED驱动需求。此外，恒流源驱动电路的转化效率高，发热小不容易损害电路，电路稳定可靠。

Description

恒流源驱动电路及管道机器人

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，特别涉及一种恒流源驱动电路及管道机器人。

背景技术

近年来，伴随着我国城市化进程的加快，市政管道建设得到了前所未有的重视和发展，城市管道也得到了很大改善。许多城市管道存在管道老化，堵塞，破损，渗漏等问题，由于维护管理力度不够，没有采取必要的检测手段，管道问题得不到及时修复，带病运行，会导致管道系统功能的丧失。甚至会产生部分管道系统的瘫痪，直接危机到城市公共服务的质量和城市安全。

管道检测机器人因其特殊的工作环境，灯源在实际检测中起着至关重要的作用。现有的机器人灯源驱动电路大多采用恒压源驱动电路，电路系统不稳定，且无法满足大功率的高亮LED驱动。并且恒压源驱动电路转化效率低，若不做好散热处理电路容易烧坏。

发明内容

本实用新型实施例提供一种恒流源驱动电路及管道机器人，以解决相关技术中驱动电路无法满足大功率的高亮LED驱动的技术问题。

第一方面，提供了一种恒流源驱动电路，用于LED负载供电，其包括：PWM信号源和电流控制电路；

所述PWM信号源用于输出不同占空比的脉冲信号至所述电流控制电路；

所述电流控制电路用于将第一外部电压转换为电流输出至所述LED负载，并根据所述脉冲信号的占空比调节输出至所述LED负载的电流大小。

一些实施例中，所述PWM信号源和电流控制电路之间还设有隔离电路，所述隔离电路用于将所述PWM信号源与电流控制电路隔离。

一些实施例中，所述隔离电路包括数字隔离芯片U1，所述数字隔离芯片U1的数字电压管脚和隔离电压管脚分别连接第二外部电压和第三外部电压，所述数字隔离芯片U1的数字地管脚和隔离地管脚分别接地，所述数字隔离芯片U1的信号输入管脚与所述PWM信号源连接，所述数字隔离芯片U1的信号输出管脚与所述电流控制电路连接。

一些实施例中，所述隔离电路还包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2的负极接地，所述电容C1的正极与所述数字电压管脚连接，所述电容C2的正极与所述隔离电压管脚连接。

一些实施例中，所述数字隔离芯片U1为多通道隔离芯片。

一些实施例中，所述电流控制电路包括电流驱动芯片U2、电阻R1和电感L1以及MOS管Q1；

所述电阻R1一端连接第一外部电压，另一端连接所述电流驱动芯片U2的电流检测管脚；

所述电感L1一端连接所述MOS管Q1的漏级，另一端串联所述LED负载再连接所述电流检测管脚；

所述MOS管Q1的栅极连接所述电流驱动芯片U2的驱动管脚，所述MOS管Q1的源级接地；

所述电流驱动芯片U2的辉度控制管脚连接所述信号输出管脚，所述电流驱动芯片U2的电压管脚连接第一外部电压，所述电流驱动芯片U2的稳压管脚和接地管脚均接地。

一些实施例中，所述电流控制电路还包括二极管D1和二极管D2；所述二极管D1的阳极连接第一外部电压，所述二极管D1的阴极连接所述电阻R1；所述二极管D2的阳极连接于所述电感L1与所述MOS管Q1的漏级之间，所述二极管D2的阴极连接于所述二极管D1与所述电阻R1之间。

一些实施例中，所述电流控制电路还包括电容C3和电容C4；所述电容C3的正极连接所述二极管D1的阴极，负极接地；所述电容C4的正极连接所述电流驱动芯片U2的稳压管脚，负极接地。

第二方面，提供了一种管道机器人，包括多组LED负载以及为每组所述LED负载供电的上述的恒流源驱动电路。

一些实施例中，所述管道机器人包括至少3组LED负载。

本实用新型实施例提供了一种恒流源驱动电路及管道机器人，采用电流控制电路驱动LED负载，并通过脉冲信号的占空比调节LED负载的电流大小，进而调节LED的亮度，满足大功率的高亮LED驱动需求。此外，恒流源驱动电路的转化效率高，发热小不容易损害电路，电路稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的恒流源驱动电路的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的恒流源驱动电路的另一个示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。

本实用新型实施例提供了一种恒流源驱动电路，其能解决现有驱动电路无法满足大功率的高亮LED驱动的技术问题。

参见图1所示，一种恒流源驱动电路，用于LED负载供电，其包括：PWM信号源和电流控制电路；

PWM信号源用于输出不同占空比的脉冲信号至电流控制电路。电流控制电路用于将第一外部电压转换为电流输出至LED负载，并根据脉冲信号的占空比调节输出至LED负载的电流大小。

与现有技术相比，本实用新型实施例中的恒流源驱动电路，采用电流控制电路驱动LED负载，并通过脉冲信号的占空比调节LED负载的电流大小，进而调节LED的亮度，满足大功率的高亮LED驱动需求。此外，恒流源驱动电路的转化效率高，发热小不容易损害电路，电路稳定可靠。

作为可选的实施方式，PWM信号源和电流控制电路之间还设有隔离电路，隔离电路用于将PWM信号源输出的脉冲信号隔离输出至电流控制电路，隔离电路将PWM信号源和电流控制电路隔离，若电流控制电路出现故障时，保护PWM信号源以免烧坏。

具体地，隔离电路包括数字隔离芯片U1，优选地，数字隔离芯片U1为多通道隔离芯片，可以同时满足多个电流控制电路的需求，节约成本和电路板空间。数字隔离芯片U1的数字电压管脚VDD1和隔离电压管脚VDD2分别连接第二外部电压VDD_SIO和第三外部电压VDD_BUS，数字隔离芯片U1的数字地管脚GND1和隔离地管脚GND2分别接地，数字隔离芯片U1的信号输入管脚VIA1与PWM信号源连接，接收脉冲信号PWM_SIOLED。数字隔离芯片U1的信号输出管脚VOA1与电流控制电路连接，输出脉冲信号PWM_LED至电流控制电路。

进一步地，隔离电路还包括电容C1和电容C2，电容C1和电容C2的负极接地，电容C1的正极与数字电压管脚VDD1连接，电容C2的正极与隔离电压管脚VDD2连接。电容C1和电容C2可以分别对第二外部电压VDD_SIO和第三外部电压VDD_BUS进行滤波，保证输入数字隔离芯片U1的数字电压管脚VDD1和隔离电压管脚VDD2的电压稳定。

作为可选的实施方式，电流控制电路包括电流驱动芯片U2、电阻R1和电感L1以及MOS管Q1。电阻R1一端连接第一外部电压VDD_LED，另一端连接电流驱动芯片U2的电流检测管脚CSN。电感L1一端连接MOS管Q1的漏级，另一端串联LED负载再连接电流检测管脚CSN。MOS管Q1的栅极连接电流驱动芯片U2的驱动管脚DRV，MOS管Q1的源级接地。电流驱动芯片U2的辉度控制管脚DIM连接信号输出管脚VOA1，电流驱动芯片U2的电压管脚VIN连接第一外部电压VDD_LED，电流驱动芯片U2的稳压管脚VCC和接地管脚VSS均接地。具体地，电流控制电路将第一外部电压VDD_LED转化为电流I，辉度控制管脚DIM连接信号输出管脚VOA1，根据脉冲信号PWM_LED的占空比，调节MOS管Q1开启与关闭，进而调节流过LED负载的电流，流过LED负载的电流为占空比与电流I的乘积。本实用新型实施例中的电流控制电路，外围器件少，电路稳定，降低硬件成本，缩小电路板的尺寸。

进一步地，电流控制电路还包括二极管D1和二极管D2。二极管D1的阳极连接第一外部电压VDD_LED，二极管D1的阴极连接电阻R1；二极管D2的阳极连接于电感L1与MOS管Q1的漏级之间，二极管D2的阴极连接于二极管D1与电阻R1之间。电流控制电路还包括电容C3和电容C4；电容C3的正极连接二极管D1的阴极，负极接地；电容C4的正极连接电流驱动芯片U2的稳压管脚VCC，负极接地。二极管D1和二极管D2，电容C3和电容C4，均有利于电压电流稳定。

本实用新型实施例还提供了一种管道机器人，包括多组LED负载以及为每组LED负载供电的上述实施例中的恒流源驱动电路，该管道机器人采用电流控制电路驱动LED负载，并通过脉冲信号的占空比调节LED负载的电流大小，进而调节LED的亮度，满足大功率的高亮LED驱动需求。此外，恒流源驱动电路的转化效率高，发热小不容易损害电路，电路稳定可靠。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种恒流源驱动电路，用于为LED负载供电，其特征在于，其包括：PWM信号源和电流控制电路；

所述PWM信号源用于输出不同占空比的脉冲信号至所述电流控制电路；

所述电流控制电路用于将第一外部电压转换为电流输出至所述LED负载，并根据所述脉冲信号的占空比调节输出至所述LED负载的电流大小。

2.如权利要求1所述的恒流源驱动电路，其特征在于：

所述PWM信号源和电流控制电路之间还设有隔离电路，所述隔离电路用于将所述PWM信号源与电流控制电路隔离。

3.如权利要求2所述的恒流源驱动电路，其特征在于：

所述隔离电路包括数字隔离芯片U1，所述数字隔离芯片U1的数字电压管脚和隔离电压管脚分别连接第二外部电压和第三外部电压，所述数字隔离芯片U1的数字地管脚和隔离地管脚分别接地，所述数字隔离芯片U1的信号输入管脚与所述PWM信号源连接，所述数字隔离芯片U1的信号输出管脚与所述电流控制电路连接。

4.如权利要求3所述的恒流源驱动电路，其特征在于：

所述隔离电路还包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2的负极接地，所述电容C1的正极与所述数字电压管脚连接，所述电容C2的正极与所述隔离电压管脚连接。

5.如权利要求3所述的恒流源驱动电路，其特征在于：所述数字隔离芯片U1为多通道隔离芯片。

6.如权利要求3所述的恒流源驱动电路，其特征在于：

所述电流控制电路包括电流驱动芯片U2、电阻R1和电感L1以及MOS管Q1；

所述电阻R1一端连接第一外部电压，另一端连接所述电流驱动芯片U2的电流检测管脚；

所述电感L1一端连接所述MOS管Q1的漏级，另一端串联所述LED负载再连接所述电流检测管脚；

所述MOS管Q1的栅极连接所述电流驱动芯片U2的驱动管脚，所述MOS管Q1的源级接地；

所述电流驱动芯片U2的辉度控制管脚连接所述信号输出管脚，所述电流驱动芯片U2的电压管脚连接第一外部电压，所述电流驱动芯片U2的稳压管脚和接地管脚均接地。

7.如权利要求6所述的恒流源驱动电路，其特征在于：

所述电流控制电路还包括二极管D1和二极管D2；所述二极管D1的阳极连接第一外部电压，所述二极管D1的阴极连接所述电阻R1；所述二极管D2的阳极连接于所述电感L1与所述MOS管Q1的漏级之间，所述二极管D2的阴极连接于所述二极管D1与所述电阻R1之间。

8.如权利要求7所述的恒流源驱动电路，其特征在于：

所述电流控制电路还包括电容C3和电容C4；所述电容C3的正极连接所述二极管D1的阴极，负极接地；所述电容C4的正极连接所述电流驱动芯片U2的稳压管脚，负极接地。

9.一种管道机器人，其特征在于，包括多组LED负载以及为每组所述LED负载供电的如权利要求1所述的恒流源驱动电路。

10.如权利要求9所述的管道机器人，其特征在于：所述管道机器人包括至少3组LED负载。

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