CN214256691U - 光源驱动电路、驱动装置及光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种光源驱动电路，包括主控模块、光源接口、第一参数设置模块、第二参数设置模块以及恒流驱动模块。其中，主控模块分别与第一参数设置模块、第二参数设置模块以及恒流驱动模块电性连接，从而控制相应模块动作；第一参数设置模块输出端连接至第二参数设置模块的基准电压输入段，限制第二参数设置模块输出电压的最大值；恒流驱动模块与光源接口连接，稳定提供电流。本实用新型提供的光源驱动电路，通过调节主控模块发送至第一参数模块的信号，调整第一参数模块输出至第二参数设置模块的基准电压，最终达到调节恒流驱动模块输出的驱动电流大小的技术效果。

Description

光源驱动电路、驱动装置及光源装置

技术领域

本实用新型涉及电光源控制领域，尤其涉及一种光源驱动电路、驱动装置及光源装置。

背景技术

机器视觉系统通过模拟人体光学成像的特点，利用相机和图像处理设备等装置实现各种检测、判断、识别、测量、定位等功能，但由于相机自身的限制，在探测外界时往往需要通过光源装置进行照明，从而获取更好的影像质量，光源装置主要包括光源和用于驱动光源的光源驱动装置。

光源驱动装置虽然能够在出厂时即与光源相匹配，但在需要更换光源时，由于光源的最大额定电流不同，相应对光源驱动装置输出电压大小的需求也不同，因此仍需要对光源驱动装置进行相应调整，才可以适应更换后的光源从而实现调节，否则极易造成无法驱动光源或者为光源提供过大的电压导致光源损坏的后果。

现有技术中往往通过测试光源设备的发光情况，形成反馈信号，并通过生成相应偏置电流的方式对光源设备的通电电流进行调整，从而达到较好的照明效果，此种技术方案虽然理论上能够基本达到根据设备特性，输出合适电流的目的，但是由于属于闭环调节方式，往往存在滞后性，同时输出电流随反馈信号的振荡而处于波动状态，难以维持电流输出稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种光源驱动电路，能够解决光源驱动电流不稳定、响应滞后的技术问题，同时能够防止电流过大或精度较差导致光源调节效率低。

本实用新型的目的之一在于提供一种光源驱动装置。

本实用新型的目的之一在于提供一种具有光源驱动装置的光源装置。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种光源驱动电路，其包括主控模块、光源接口、第一参数设置模块、第二参数设置模块和恒流驱动模块；其中，第一参数设置模块与所述主控模块电性连接，并对所述主控模块反馈的数字信号进行转化输出；第二参数设置模块分别与所述主控模块和所述第一参数设置模块电性连接，所述第二参数设置模块的基准电压输入端连接于所述第一参数设置模块的输出端；恒流驱动模块电性连接于所述第二参数设置模块的输出端与所述光源接口之间。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述光源驱动电路还包括用于检测所述光源接口两端电压和电流数值的参数检测模块；所述参数检测模块的输出端与所述主控模块电性连接。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述参数检测模块包括用于检测通过光源接口电流的检流电阻，所述检流电阻与所述光源接口串接。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述恒流驱动模块包括连接所述检流电阻两端以检测通过所述检流电阻电流的电流检测引脚。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述参数检测模块包括差分放大电路，所述差分放大电路的输入端连接至所述检流电阻的两端，所述差分放大电路的输出端连接至所述主控模块。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述恒流驱动模块包括连接所述检流电阻的降压电路。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述光源接口设置有多个，每个所述光源接口对应设置一组所述第二参数设置模块、所述恒流驱动模块以及所述参数检测模块。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述光源驱动电路还包括用于检测所述光源接口外接情况的连接断开模块，所述连接断开模块分别与所述主控模块电性连接，以将所述光源接口的外接情况反馈给所述主控模块。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种光源驱动装置，所述光源驱动装置包括上述任一种技术方案所提供的光源驱动电路和承载所述光源驱动电路的承载结构。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种光源装置，包括光源和光源驱动装置，所述光源驱动装置如上述技术方案设置，所述光源与所述光源驱动电路的所述光源接口电性连接。

与现有技术相比，本实用新型中光源驱动电路中设置有电性连接关系的主控模块、第一参数设置模块、第二参数设置模块以及恒流驱动模块，通过调节主控模块发送至第一参数模块的信号，调整第一参数模块输出至第二参数设置模块的基准电压，最终达到调节恒流驱动模块输出的驱动电流大小的技术效果，并且本实用新型中光源驱动电路整体实现的控制方式为开环，能够保证输出的驱动电流稳定。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式中光源装置的原理图；

图2是本实用新型一实施方式中光源驱动电路的原理图；

图3是本实用新型一实施方式中恒流驱动模块与参数检测模块的结构及连接原理图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，术语“包括”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型一实施方式中，如图1，提供一种光源装置100，应用于人工智能领域，特别是机器视觉系统中。

机器视觉系统，主要是通过检测和识别外界信息，从而操作机器进行相关动作，具体地，机器视觉系统通过结合图像处理和模式识别等技术，从而实现代替人眼作各种测量和判断的技术效果。设置光源装置100的主要作用即是，在暗光条件下，通过提供适宜光照条件，从而为机器视觉系统或其他领域作业营造适宜条件。

所述光源装置100包括光源1和光源驱动装置2。其中，在实际动作中，光源驱动装置2接入电源后驱动与其相连接的光源1进行发光，从而为工业生产等活动提供适宜的光环境。

具体地，光源驱动装置2接收市电等电能后转换成适宜光源1接受的电能，从而驱动光源1发光。对于光源1，可以为金属卤化灯、高压钠灯或LED灯等任何需要通过光源驱动装置2进行驱动的光源类型。在本实施方式中，光源1为LED灯，在面板上布置有多个，当然在其他实施方式中，光源1也可以为仅具有单个灯珠的发光设备，同样能够组成本实用新型提供的光源装置100；光源驱动装置2与至少一个光源1相连，用以控制光源1，如此可以根据用户的需要，调节光源1的亮、灭以及明暗程度。

所述光源驱动装置2包括光源驱动电路20、用于承载光源驱动电路20的承载结构。对于上述承载结构，本实用新型并未做限制，可以为单面、双面或多层等类型的印刷电路板，也可以为其他可以承载光源驱动电路20的基底结构。同时对于光源驱动装置2的其他元器件设置，本实用新型也并不对其进行限制。

如图1和2，上述光源驱动电路20通常包括主控模块3和光源接口6，其中光源接口6与光源1电性连接，如此可以通过主控模块3控制光源接口6电压电流等模拟信号，从而控制光源1进行相应动作。

在本实用新型中，所述光源驱动电路20还进一步设置有第一参数设置模块51、第二参数设置模块52以及恒流驱动模块4。具体地，第一参数设置模块51与主控模块3电性连接，并对主控模块3反馈的数字信号进行转化输出；第二参数设置模块52分别与主控模块3和第一参数设置模块51电性连接，其中第二参数设置模块52的基准电压输入端连接于第一参数设置模块51的输出端；恒流驱动模块4电性连接于第二参数设置模块52的输出端与光源接口6之间。

如此，通过主控模块3向第一参数设置模块51输出参数，利用第一参数设置模块51转化输出的模拟信号为第二参数设置模块52设置基准电压，进而限定第二参数设置模块52输出模拟信号的大小；进一步地，由于第二参数设置模块52输出的模拟信号传输至恒流驱动模块4，从而控制恒流驱动模块4恒定输出电流给后端的光源接口6，因此用户可以根据需要或者光源接口6所接光源的性质，调整主控模块3向第一参数设置模块51传输的参数，进而限制光源接口6接收电流的阈值。其中，在本实施方式中，上述模拟信号为电压，上述电流的阈值为光源1的最大额定电流。

更具体地，主控模块3通过串行总线分别与第一参数设置模块51和第二参数设置模块52连接，使主控模块3得以稳定传输时间等同步信号或数据至第一参数设置模块51和第二参数设置模块52。

值得注意地，上述模块的设置，仅出于功能区分示意的需要，并不意味着实际电路中上述模块是相互独立的，举例而言，在一种实施方式中，光源接口6与恒流驱动模块4可以为一体设置。而对于模块的具体选型而言，在本实施方式中，主控模块3为嵌入式单片机，而第一参数设置模块51和第二参数设置模块52均为数字模拟转换器，用以将作为嵌入式单片机的主控模块3传输而来的数字信号，转化成模拟信号，最终输出给后端设备。当然，上述第一参数设置模块51和第二参数设置模块52也可以为其他能够进行数模转换和参数设置、并且能够达成与本实用新型中相应功能的参数设置模块。

继续如图2，光源驱动电路20还包括用于检测光源接口6外接情况的连接断开模块8，连接断开模块8分别与主控模块3和光源接口6电性连接，以将光源接口6的外接情况反馈给主控模块3。具体地，当光源通过光源接口6接入电路后，连接断开模块8生成光源接入信号，并将信号发送至主控模块3，主控模块3在获取到光源接入信号后，相应控制恒流驱动模块4进行动作。具体地，连接断开模块8利用低频宽带脉冲技术，始终扫描光源接口6的外接情况，在光源接口6有光源接入时，产生高电平信号作为光源接入信号传输至主控模块3；在无光源接入时，则产生低电平信号。

值得注意地，连接断开模块8的设置也仅作为功能区分而独立于其他模块，在实体硬件安排方面，连接断开模块8在一种实施方式中，可与光源接口6集成，同样能够实现其预期的技术效果。

进一步地，光源驱动电路20还包括用于检测光源接口6两端电压和电流数值的参数检测模块7，参数检测模块7的输出端与主控模块3电性连接，以将获得的信号反馈给主控模块3。

详细地，在本实施方式中，光源驱动电路20提供一种自动检测光源最大额定电流，并根据该最大额定电流相应调整恒流驱动模块4输出驱动电流的技术方案，具体而言：连接断开模块8检测到光源接口6接入光源1后，产生高电平并输出至主控模块3，主控模块3响应此信号，依次通过第一参数设置模块51和第二参数设置模块52，控制恒流驱动模块4逐步提高输出至光源接口6的驱动电流；接着，参数检测模块7检测光源接口6两端的电压，主控模块3判断光源接口6两端的电压及电流变化情况，在驱动电流提高但光源接口6两端的电压并未明显提高时，获取此时的驱动电流值为最大额定电流值。在获取最大额定电流值后，主控模块3将其经过处理后，输出数字信号至第一参数设置模块51，由于在本实施方式中第一参数设置模块51为数字模拟转换器，因此第一参数设置模块51可以根据数字信号转换成模拟信号输出至第二参数设置模块52的基准电压输入端。

当然在其他实施方式中，也可以人工根据光源的型号，通过主控模块3进行最大额定电流值的设置，然后依次通过第一参数设置模块51、第二参数设置模块52、恒流驱动模块4驱动与光源接口6连接的光源。

其次，由于在本实施方式中模拟信号为电压，因此第二参数设置模块52输出电压被限制在第一参数设置模块51输出的电压大小之内，又因为第二参数设置模块52输出端与恒流驱动模块4相连，因此恒流驱动模块4可根据第二参数设置模块52输出的电压大小，恒定输出相应电流，此时形成逻辑闭环，也即恒流驱动模块4输出的电流与第二参数设置模块52的基准电压以及主控模块3输出的数字信号均存在对应关系，如此即可控制恒流驱动模块4得以输出与外界光源1对应的最大额定电流。

值得说明地，最大额定电流的计算过程是根据不同光源的具体性质进行计算的，因此在更换光源的时候，本实施方式中提供的光源驱动电路20的恒流驱动模块4，能够保持始终有能力输出最大额定电流。

此外，同时由于主控模块3与第二参数设置模块52也通过串行总线连接，也即在本实施方式中，在进行光源发光状态调节时，用户可以直接通过调节主控模块3，经由串行总线调节第二参数设置模块52的输出电压，从而调节恒流驱动模块4的输出电流，进而改变光源的发光状态。前述第一参数设置模块51的作用主要是在光源接入时对第二参数设置模块52的输出电压进行限制，进而限定恒流驱动模块4的最大输出电流等于光源的最大额定电流，如此产生的技术效果在于：

1、光源驱动电路20能够适应各种光源，并自动探测其最大额定电流等性质；

2、保证恒流驱动模块4的最大输出电流不小于光源的最大额定电流，防止光源无法达到其最高亮度；

3、保证恒流驱动模块4的最大输出电流不大于光源的最大额定电流，防止调节第二参数设置模块52输出电压过大，使得光源损坏；

4、保证恒流驱动模块4的最大输出电流等于光源的最大额定电流，能够使得光源的调节精度最细致。

此外，在本实施方式中，由于光源为LED灯，其上设置有多个灯珠，因此就光源驱动电路20而言，与灯珠相对应的光源接口6可以设置有多个，而第二参数设置模块52、恒流驱动模块4以及参数检测模块7分别对应每一个光源接口6设置有一组。其中，在光源1均为同一种光源型号设置时，可为同一种光源1配置一个第一参数设置模块51，即同一第一参数设置模块51对应多个上述第二参数设置模块52等，并为其设置同一个最大输出电流阈值，如此可以简化电路整体设置，同时又能提供用户通过多个第二参数设置模块52分别调整一个或一组灯珠发光状态的方案。

当然，在其他实施方式中，当光源1仅为单个或单组设置时，相应的，所述第一参数设置模块51和第二参数设置模块52、恒流驱动模块4和光源接口6相对应地一组进行控制即可。

对于参数检测模块7的具体结构而言，如图3，参数检测模块7包括用于检测通过光源接口6电流的检流电阻71，其中，检流电阻71与光源接口6串接。

如此设置，参数检测模块7可通过检测检流电阻71两端的测试电压，将测试电压输出至主控模块3，主控模块3则结合检流电阻71的阻值，进而计算获得测试电压对应的测试电流，由此获得电源接口的输出电流情况。由于单个电阻性质稳定，因此是良好的用于检测电路电流的电子元器件，当然并不能将其作为限制本实用新型保护范围的技术特征。

进一步地，为减小驱动电流的损失及功耗，本实施方式中，与通用做法一致地，检流电阻71的阻值设置得较小，但是，相应检测得到的电压信号幅值较小，驱动能力较弱；为避免下述问题：一、依照幅值较小的电压信号计算得到的电流数值误差较大，会导致光源驱动电路20整体调节失效；二、参数检测模块7连接主控模块3具有一定距离，较小的驱动力会直接导致信号抗干扰能力弱；本实施方式提供的参数检测模块7还进一步设置有差分放大电路72。差分放大电路72的输入端连接至检流电阻71的两端，差分放大电路72的输出端连接至主控模块3。如此得以获取测试电压，并将测试电压差分放大后，输出至主控模块3。

进一步地，如图3所示，在本实施方式中，所述恒流驱动模块4也设置有连接检流电阻71两端以检测通过检流电阻71电流的电流检测引脚42，如此，恒流驱动模块4能够获得输出驱动电流的反馈信号，从而相应进行自适应调整。可以理解地，电流检测引脚42对通过检流电阻71的电流大小进行检测的原理有多种实施方式，在本实施方式中，电流检测引脚42检测检流电阻71两端电压后进行运算，从而得到检流电阻71上的电流值。

进一步地，恒流驱动模块4还包括连接检流电阻71的降压电路41，设置降压电路41的目的在于，将其作为开关电源，相比于单纯的线性电源而言，能够进一步提高恒流驱动模块4的效率。

综上，本实用新型中光源驱动电路20中设置有电性连接关系的主控模块3、第一参数设置模块51、第二参数设置模块52以及恒流驱动模块4，通过调节主控模块3发送至第一参数模块51的信号，调整第一参数模块51输出至第二参数设置模块52的基准电压，最终达到调节恒流驱动模块4输出的驱动电流大小的技术效果，并且本实用新型中光源驱动电路20整体实现的控制方式为开环，能够保证输出的驱动电流稳定。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源驱动电路，包括主控模块(3)和光源接口(6)，其特征在于，还包括：

第一参数设置模块(51)，与所述主控模块(3)电性连接，并对所述主控模块(3)反馈的数字信号进行转化输出；

第二参数设置模块(52)，分别与所述主控模块(3)和所述第一参数设置模块(51)电性连接，其中所述第二参数设置模块(52)的基准电压输入端连接于所述第一参数设置模块(51)的输出端；

恒流驱动模块(4)，电性连接于所述第二参数设置模块(52)的输出端与所述光源接口(6)之间。

2.根据权利要求1所述的光源驱动电路，其特征在于，所述光源驱动电路(20)还包括用于检测所述光源接口(6)两端电压和电流数值的参数检测模块(7)；所述参数检测模块(7)的输出端与所述主控模块(3)电性连接。

3.根据权利要求2所述的光源驱动电路，其特征在于，所述参数检测模块(7)包括用于检测通过光源接口(6)电流的检流电阻(71)，所述检流电阻(71)与所述光源接口(6)串接。

4.根据权利要求3所述的光源驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动模块(4)包括连接所述检流电阻(71)两端以检测通过所述检流电阻(71)电流的电流检测引脚(42)。

5.根据权利要求3所述的光源驱动电路，其特征在于，所述参数检测模块(7)包括差分放大电路(72)，所述差分放大电路(72)的输入端连接至所述检流电阻(71)的两端，所述差分放大电路(72)的输出端连接至所述主控模块(3)。

6.根据权利要求3所述的光源驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动模块(4)包括连接所述检流电阻(71)的降压电路(41)。

7.根据权利要求2所述的光源驱动电路，其特征在于，所述光源接口(6) 设置有多个，每个所述光源接口(6)对应设置一组所述第二参数设置模块(52)、所述恒流驱动模块(4)以及所述参数检测模块(7)。

8.根据权利要求1所述的光源驱动电路，其特征在于，所述光源驱动电路(20)还包括用于检测所述光源接口(6)外接情况的连接断开模块(8)，所述连接断开模块(8)分别与所述主控模块(3)电性连接，以将所述光源接口(6)的外接情况反馈给所述主控模块(3)。

9.一种光源驱动装置，其特征在于，所述光源驱动装置(2)包括如权利要求1-8中任一项所述的光源驱动电路(20)和承载所述光源驱动电路(20)的承载结构。

10.一种光源装置，包括光源(1)，其特征在于，所述光源装置还包括如权利要求9所述的光源驱动装置(2)，所述光源(1)与所述光源驱动电路(20)的所述光源接口(6)电性连接。

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