CN216795328U - 一种发光二极管控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发光二极管控制电路，包括：发光二极管和控制模块；其中，控制模块的第一接口与发光二极管的阳极连接，用于对发光二极管进行供电，控制发光二极管发光；控制模块的第二接口与发光二极管的阳极连接，用于采集发光二极管的电压信号，以利用电压信号检测发光二极管采集的光照强度；本实用新型通过控制模块的第二接口与发光二极管的阳极的连接，采集发光二极管检测的光照强度对应的电压信号，利用发光二极管的光敏特性，使发光二极管既能作为发光器件，也能作为感光器件，实现了发光二极管的一管两用，从而能够在保证设备的发光和外界光信号采集功能的情况下，减少外围器件，降低设备成本，减少占用控制电路硬件资源。

Description

一种发光二极管控制电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种发光二极管控制电路。

背景技术

目前，为了实现采集外界光信号及指示灯、照明、红外发射或紫外灯等两种及以上功能，现有技术中都是如图1所示，分别使用光信号采集电路和发光二极管驱动电路两部分进行控制。图1中，VD1可以是光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻、光电倍增管或其他光信号采集器件及其信号放大电路；R1可以是电阻或其他LED(发光二极管)驱动电路；LED可以是指示灯、照明发光二极管、数码管、红外发射管或紫外发光二极管等发光二极管及衍生产品。

然而，图1所示的电路中外围器件较多，占用较多控制电路硬件资源，设备需预留更多的光通道(如出光及光信号接收)；因此，如何能够在保证设备的发光和外界光信号采集功能的情况下，减少外围器件，降低设备成本，减少占用控制电路硬件资源，是现今急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种发光二极管控制电路，以在保证设备的发光和外界光信号采集功能的情况下，减少外围器件，降低设备成本，减少占用控制电路硬件资源。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种发光二极管控制电路，包括：发光二极管和控制模块；

其中，所述控制模块的第一接口与所述发光二极管的阳极连接，用于对所述发光二极管进行供电，控制所述发光二极管发光；所述控制模块的第二接口与所述发光二极管的阳极连接，用于采集所述发光二极管的电压信号，以利用所述电压信号检测所述发光二极管采集的光照强度。

可选的，所述第一接口和所述第二接口为同一接口，所述发光二极管的阴极接地。

可选的，该发光二极管控制电路还包括：第一电阻器；其中，所述控制模块的第一接口通过所述第一电阻器与所述发光二极管的阳极连接。

可选的，该发光二极管控制电路还包括：

第一信号放大器，用于对所述发光二极管的电压信号进行放大，使所述控制模块的第二接口采集得到放大后的电压信号；其中，所述第一电阻器的第一端和所述发光二极管的阳极相连的公共端与所述第一信号放大器的信号输入端连接，所述第一电阻器的第二端和所述控制模块的第一接口相连的公共端与所述第一信号放大器的信号输出端连接。

可选的，该发光二极管控制电路还包括：二极管；其中，所述控制模块的第一接口和所述第一信号放大器的信号输出端相连的公共端通过所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述所述第一电阻器的第二端连接。

可选的，所述第一接口和所述第二接口为不同接口时，该发光二极管控制电路还包括：第二电阻；其中，所述控制模块的第一接口通过所述第二电阻器与所述发光二极管的阳极连接。

可选的，该发光二极管控制电路还包括：

第二信号放大器，用于对所述发光二极管的电压信号进行放大，使所述控制模块的第二接口采集得到放大后的电压信号；其中，所述第二信号放大器的信号输入端与所述发光二极管的阳极连接，所述第二信号放大器的信号输出端与所述控制模块的第二接口连接。

可选的，所述控制模块的第三接口与所述发光二极管的阴极连接，用于在所述控制模块的第一接口输出高电平信号，控制所述发光二极管发光时，输出低电平信号；在所述控制模块的第一接口输出低电平信号，控制所述发光二极管采集的光照强度时，输出高电平信号，使所述控制模块的第二接口采集所述发光二极管的反向漏电流对应的电压信号。

可选的，所述第二接口具体为具备模数转换器功能的接口，用于对采集的电压信号进行模数转换。

可选的，所述控制模块具体为微控制单元。

本实用新型所提供的一种发光二极管控制电路，包括：发光二极管和控制模块；其中，控制模块的第一接口与发光二极管的阳极连接，用于对发光二极管进行供电，控制发光二极管发光；控制模块的第二接口与发光二极管的阳极连接，用于采集发光二极管的电压信号，以利用电压信号检测发光二极管采集的光照强度；

可见，本实用新型通过控制模块的第一接口与发光二极管的阳极的连接，控制发光二极管发光；通过控制模块的第二接口与发光二极管的阳极的连接，采集发光二极管检测的光照强度对应的电压信号，利用发光二极管的光敏特性，使发光二极管既能作为发光器件，也能作为感光器件，实现了发光二极管的一管两用，从而能够在保证设备的发光和外界光信号采集功能的情况下，减少外围器件，降低设备成本，减少占用控制电路硬件资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的光信号采集和LED驱动电路的电路示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种发光二极管控制电路的电路示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的另一种发光二极管控制电路的电路示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的另一种发光二极管控制电路的电路示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的另一种发光二极管控制电路的电路示意图；

图6为本实用新型实施例所提供的另一种发光二极管控制电路的电路示意图。

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。

请参考图2，图2为本实用新型实施例所提供的一种发光二极管控制电路的电路示意图。该发光二极管控制电路可以包括：发光二极管10和控制模块20；

其中，控制模块20的第一接口与发光二极管10的阳极连接，用于对发光二极管10进行供电，控制发光二极管10发光；控制模块20的第二接口与发光二极管10的阳极连接，用于采集发光二极管10的电压信号，以利用电压信号检测发光二极管10采集的光照强度。

可以理解的是，发光二极管10的主体由一个PN结构成，故其与一般的半导体一样具有光敏特性，具体为：在光照下，发光二极管10的两端会产生电压，其电压大小主要与光照强度及光信号波长相关；并且若发光二极管10的两端施加反向电压，则当光照射在发光二极管10的PN结时，发光二极管10会产生与光照强度相关的漏电流。因此，本实施例可以利用发光二极管10的光敏特性，实现发光二极管10的一管双用。

具体的，本实施例中控制模块20的第一接口可以与发光二极管10的阳极连接，对发光二极管10进行供电，控制发光二极管10发光，实现发光二极管10的发光功能；本实施例中控制模块20的第二接口可以与发光二极管10的阳极连接，采集发光二极管10的电压信号，以利用电压信号检测发光二极管10采集的光照强度，即在发光二极管10未发光时，利用发光二极管10的光敏特性，实现发光二极管10的外界光信号采集功能。

对应的，本实施例中发光二极管10的阴极可以接地或与控制模块20的第三接口连接。如利用发光二极管10在光照下两端会产生电压的特性时，发光二极管10的阴极可以直接接地；利用发光二极管10的两端施加反向电压时，发光二极管10当光照下会产生与光照强度相关的漏电流的特性时，发光二极管10的阴极可以与控制模块20的第三接口连接，以利用控制模块20的第三接口和第一接口对发光二极管10的两端施加反向电压。

需要说明的是，本实施例中控制模块20的第一接口和第二接口可以为同一接口，即该接口既可以对发光二极管10进行供电，控制发光二极管10发光状态；也可以采集发光二极管10的电压信号，以检测发光二极管10采集的光照强度。如控制模块20的第一接口和第二接口可以为同一I/O口(即输入输出接口)，即I/O口的输入功能可以实现对光信号对应的电压信号的采集；控制模块20的第一接口和第二接口也可以为具备模数转换器(ADC)功能的接口，以对采集的电压信号进行模数转换；例如由于大部分带ADC功能的MCU(微控制单元)的ADC管脚均为多功能脚，可做普通的I/O口使用，因此，本实施例中控制模块20的第一接口和第二接口可以为MCU的同一可做I/O口的ADC管脚。

对应的，控制模块20的第一接口和第二接口为同一接口时，发光二极管10的阴极可以接地。进一步的，如图3所示，本实施例所提供的发光二极管控制电路还可以包括：第一电阻器(R1)；其中，控制模块20(MCU/控制电路)的第一接口(I/O ADC，或称第二接口)可以通过第一电阻器与发光二极管10(LED)的阳极连接；也就是说，控制模块20的第一接口和第二接口对应的同一接口作I/O时，可以控制LED的发光状态，该接口作ADC时，可采集LED两端电压信号，从而得到光信号；图3所示的发光二极管控制电路可以适用于对成本和空间要求较高，对光信号采集灵敏度和精度要求较低的设备。控制模块

进一步的，控制模块20的第一接口和第二接口为同一接口时，如图4所示，本实施例所提供的发光二极管控制电路还可以包括：第一信号放大器(M1)，用于对发光二极管10(LED)的电压信号进行放大，使控制模块20(MCU/控制电路)的第二接口采集得到放大后的电压信号；其中，第一电阻器(R1)的第一端和发光二极管10的阳极相连的公共端与第一信号放大器的信号输入端连接，第一电阻器的第二端和控制模块20的第一接口(I/O ADC，或称第二接口)相连的公共端与第一信号放大器的信号输出端连接；也就是说，利用增加的第一信号放大器，对LED两端信号放大，增强信号强度，便于控制模块20的信号处理，提高光信号采集灵敏度和精度要求。

对应的，如图4所示，本实施例所提供的发光二极管控制电路还可以包括：二极管(D1)；其中，控制模块20的第一接口和第一信号放大器的信号输出端相连的公共端通过二极管的阳极连接，二极管的阴极与第一电阻器的第二端连接；以利用增加的二极管，减少对控制模块20的硬件资源的占用。

其中，本实施例中控制模块20的第一接口和第二接口也可以为不同接口，也就是说，控制模块20的第一接口和第二接口可以为分别与发光二极管10的阳极连接。如图5和图6所示，控制模块20的第一接口和第二接口为不同接口时，本实施例所提供的发光二极管控制电路还包括：第二电阻(R1)；其中，控制模块20的第一接口(I/O)通过第二电阻器与发光二极管10(LED)的阳极连接。

相应的，如图5和图6所示，控制模块20的第一接口和第二接口为不同接口时，本实施例所提供的发光二极管控制电路还包括：第二信号放大器(M1)，用于对发光二极管10(LED)的电压信号进行放大，使控制模块20的第二接口(ADC)采集得到放大后的电压信号；其中，控制模块20的第二接口通过第二信号放大器与发光二极管10的阳极连接，即第二信号放大器的信号输入端与发光二极管10的阳极连接，第二信号放大器的信号输出端与控制模块20的第二接口连接。也就是说，通过增加的第二信号放大器对LED两端信号进行放大，增强信号强度，便于控制模块20的信号处理，提高光信号采集灵敏度和精度要求。

具体的，本实施例中控制模块20的第一接口和第二接口为不同接口时，发光二极管10的阴极可以直接接地，如图5所示，控制模块20的第二接口(ADC)可以采集在光照下发光二极管10两端产生的电压信号，从而利用电压信号检测发光二极管10采集的光照强度。控制模块20的第一接口和第二接口为不同接口时，发光二极管10的阴极可以与控制模块20的第三接口连接，如图6所示，控制模块20的第三接口(P3)可以在控制模块20的第一接口(P1)输出高电平信号，控制发光二极管10发光时，输出低电平信号；在控制模块20的第一接口输出低电平信号，控制发光二极管10采集的光照强度时，输出高电平信号，使控制模块20的第二接口(P2)采集发光二极管10的反向漏电流对应的电压信号，即图6中控制模块20的第三接口(P3)为低电平时，其电路原理与图5相同；当控制模块20的第一接口(P1)为低电平时，控制模块20的第三接口可以为高电平，使控制模块20的第二接口(P2)可以采集发光二极管10的反向漏电流对应的电压信号，从而利用该电压信号检测发光二极管10采集的光照强度。

具体的，对于本实施例中控制模块20的具体电路结构和器件类型，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如控制模块20可以采用MCU(微控制单元)或控制电路，如控制模块20可以包括分立器件电路、集成电路、复合电路和一体化控制设备中的任意一项或多项。对应的，对于控制模块20利用第二接口采集的电压信号检测发光二极管10采集的光照强度的具体方式，可以采用与现有技术中光照强度检测方法相同或相似的方式实现，本实施例对此不做任何限制。

同样的，本实施例并不限定发光二极管控制电路中电路元件的具体器件类型，如发光二极管10可以包括指示灯、照明发光二极管10、数码管、红外发射管、紫外发光二极管10或显示器等发光二极管10及其衍生产品；上述第一电阻器和第二电阻可以采用电阻或者其它恒流、限流或驱动等的集成电路或分立器件；上述第一信号放大器和第二信号放大器可以为三极管等分立器件或运放等集成电路。

本实施例中，本实用新型实施例通过控制模块20的第一接口与发光二极管10的阳极的连接，控制发光二极管10发光；通过控制模块20的第二接口与发光二极管10的阳极的连接，采集发光二极管10检测的光照强度对应的电压信号，利用发光二极管10的光敏特性，使发光二极管10既能作为发光器件，也能作为感光器件，实现了发光二极管10的一管两用，从而能够在保证设备的发光和外界光信号采集功能的情况下，减少外围器件，降低设备成本，减少占用控制电路硬件资源。

以上对本实用新型所提供的一种发光二极管控制电路进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发光二极管控制电路，其特征在于，包括：发光二极管和控制模块；

其中，所述控制模块的第一接口与所述发光二极管的阳极连接，用于对所述发光二极管进行供电，控制所述发光二极管发光；所述控制模块的第二接口与所述发光二极管的阳极连接，用于采集所述发光二极管的电压信号，以利用所述电压信号检测所述发光二极管采集的光照强度；所述发光二极管包括具有光敏特性的PN结。

2.根据权利要求1所述的发光二极管控制电路，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口为同一接口，所述发光二极管的阴极接地。

3.根据权利要求2所述的发光二极管控制电路，其特征在于，还包括：第一电阻器；其中，所述控制模块的第一接口通过所述第一电阻器与所述发光二极管的阳极连接。

4.根据权利要求3所述的发光二极管控制电路，其特征在于，还包括：

第一信号放大器，用于对所述发光二极管的电压信号进行放大，使所述控制模块的第二接口采集得到放大后的电压信号；其中，所述第一电阻器的第一端和所述发光二极管的阳极相连的公共端与所述第一信号放大器的信号输入端连接，所述第一电阻器的第二端和所述控制模块的第一接口相连的公共端与所述第一信号放大器的信号输出端连接。

5.根据权利要求4所述的发光二极管控制电路，其特征在于，还包括：二极管；其中，所述控制模块的第一接口和所述第一信号放大器的信号输出端相连的公共端通过所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述第一电阻器的第二端连接。

6.根据权利要求1所述的发光二极管控制电路，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口为不同接口时，还包括：第二电阻；其中，所述控制模块的第一接口通过所述第二电阻与所述发光二极管的阳极连接。

7.根据权利要求6所述的发光二极管控制电路，其特征在于，还包括：

第二信号放大器，用于对所述发光二极管的电压信号进行放大，使所述控制模块的第二接口采集得到放大后的电压信号；其中，所述第二信号放大器的信号输入端与所述发光二极管的阳极连接，所述第二信号放大器的信号输出端与所述控制模块的第二接口连接。

8.根据权利要求7所述的发光二极管控制电路，其特征在于，所述控制模块的第三接口与所述发光二极管的阴极连接，用于在所述控制模块的第一接口输出高电平信号，控制所述发光二极管发光时，输出低电平信号；在所述控制模块的第一接口输出低电平信号，控制所述发光二极管采集的光照强度时，输出高电平信号，使所述控制模块的第二接口采集所述发光二极管的反向漏电流对应的电压信号。

9.根据权利要求1所述的发光二极管控制电路，其特征在于，所述第二接口具体为具备模数转换器功能的接口，用于对采集的电压信号进行模数转换。

10.根据权利要求1所述的发光二极管控制电路，其特征在于，所述控制模块具体为微控制单元。

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