一种带CAN通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的制作方法

一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路
技术领域
1.本实用新型涉及多通道独立线性恒流领域，尤其涉及一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路。


背景技术：

2.目前在传感器校准、光学仪器检测和标定等领域中，大都采用老式光源作为标准光源，光学传感器在校准过程中会选几种光源来辅助完成整个过程，如通过白炽灯、卤素灯、led等作为标准灯，采用交流调压电源调节亮度，外界程控开关过重遮光罩机构空开灯源的亮灭，虽然这些老式光源成本低廉，但是配套复杂，调试复杂，发光稳定性欠佳，使用寿命很短，已经逐步淘汰，另外目前也有极少部分新型光源，但这些新型光源依然存在发光单一，通道数较少，亮度可调范围窄，无其他拓展通信接口的问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路。
4.本实用新型通过以下技术方案实现：
5.本实用新型的有益效果：
6.一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路，包括控制电路，所述控制电路包括主控芯片，所述控制电路分别连接usb通信电路、can总线通信电路和dac转换电路，所述dac转换电路连接pid调节恒流源电路，所述dac转换电路和pid调节恒流源电路构成恒流源支路，所述恒流源支路有9路。
7.进一步的，所述usb通信电路包括usb-b接口j4，所述usb-b接口j4的1引脚连接lr2010b-t50稳压芯片u5的3引脚，所述lr2010b-t50稳压芯片u5的2引脚分别连接jeu05ucr静电保护二极管u6的4引脚、电容c13一端、磁珠电感fb1一端，所述jeu05ucr静电保护二极管u6的2引脚分别连接电阻r9一端、电容c12一端、ft230xs转换芯片u7的9引脚，所述jeu05ucr静电保护二极管u6的3引脚分别连接电阻r8一端、电容c11一端、ft230xs转换芯片u7的8引脚，所述电阻r8另一端连接usb-b接口j4的3引脚，所述电阻r9另一端连接usb-b接口j4的2引脚，所述磁珠电感fb1另一端分别连接电容c14一端、电容c15一端、ft230xs转换芯片u7的12引脚，所述ft230xs转换芯片u7的10引脚、11引脚分别连接电容c16一端、ft230xs转换芯片u7的3引脚、电阻r10一端、电阻r11一端，所述电阻r10另一端连接发光二极管ld2的正极，所述电阻r11另一端连接发光二极管ld3的正极，所述发光二极管ld2的负极连接ft230xs转换芯片u7的14引脚，所述发光二极管ld3的负极连接ft230xs转换芯片u7的7引脚，所述usb-b接口的4引脚、5引脚、lr2010b-t50稳压芯片u5的1引脚、jeu05ucr静电保护二极管u6的1引脚、电容c11另一端、电容c12另一端、电容c13另一端、电容c14另一端、电容c15另一端、电容c16另一端、ft230xs转换芯片u7的5引脚、13引脚均连接接地端电压。
8.进一步的，所述ft230xs转换芯片u7的1引脚连接tlp2362光电耦合器u9的3引脚，
所述tlp2362光电耦合器u9的1引脚连接电阻r13一端，6引脚连接3.3v电压输出端，5引脚分别连接电阻r15一端、swm320vet7芯片的rxd，所述4引脚接地，所述电阻r13另一端连接驱动电压，所述电阻r15另一端电源电路的电压输出端。
9.进一步的，所述ft230xs转换芯片u7的4引脚分别连接tlp2362光电耦合器u8的5引脚、电阻r14一端，所述tlp2362光电耦合器u8的6引脚连接驱动电压，1引脚连接电阻r12一端，3引脚连接swm320vet7芯片的txd，4引脚连接接地端电压，所述电阻r14另一端连接驱动电压，所述电阻r12另一端连接电源电路的电压输出端。
10.进一步的，所述can通信总线电路包括max3051can收发芯片u4，所述max3051can收发芯片u4的1引脚、4引脚、5引脚均连接控制电路，8引脚和2引脚均接地，3引脚连接电源电压的输出端，6引脚连接can低速总线，7引脚连接can高速总线，所述can低速总线和can高速总线之间并联电阻r7。
11.进一步的，所述dac转换电路数量与pid调节恒流源电路的数量匹配，每个dac转换电路均包括二阶rc电路，二阶rc电路一端连接swm320vet7芯片的pwm输出端，另一端连接rs8557运算放大器u10的正相输入端，所述rs8557运算放大器u10的反相输入端和输出端分别连接电阻r17一端、直流信号输出端。
12.进一步的，所述rs8557运算放大器的8引脚连接电源电压的输出端，2引脚接地，所述电阻r17另一端接地。
13.进一步的，所述pid调节恒流源电路有9个，每个pid调节恒流源电路均包括电阻r18，所述电阻r18一端连接直流信号输出端，另一端连接运算放大器u11b的同相输入端，所述运算放大器的反相输入端分别连接电阻r19一端，电容c10一端，所述电容c10另一端分别连接运算放大器u11b的输出端、电阻r29一端、电阻r30一端，所述电阻r29另一端连接npn三极管q1的基极，所述电阻r30另一端连接npn三极管q2的基极，所述npn三极管q1的集电极连接9v电压输出端，npn三极管q1的发射极分别连接npn三极管q2的发射极和负极输出端，所述npn三极管q2的集电极连接9v电压输出端，所述电阻r19另一端分别连接运算放大器u11a的输出端，电阻r20一端，所述电阻r20另一端分别连接运算放大器u11a的反相输入端，电阻r21一端，所述运算放大器u11a的正相输入端分别连接电阻r22一端、电阻r23一端，所述电阻r21另一端分别连接电阻r24一端、nmos管q3的源极，所述电阻r23另一端分别连接电阻r24另一端，电阻r25一端，电阻r25另一端连接正极输出端，所述nmos管q3的漏极连接电阻r26一端，电阻r26另一端接地，所述nmos管q3的栅极连接电阻r27一端，所述电阻r27另一端分别连接电阻r28一端和控制输出端，所述电阻r28另一端接地。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路中包括了9组独立恒流，各恒流部分采用的是线性恒流方式，具备硬件pid调节，可命令调整强度和频率，强度调节范围在0-65535，频率范围0-1khz，解决了通道数少的问题，实现强度频率同时可调，另外加入can总线接口，可以用于控制执行机构或者传感器采样，便于更多控制功能的扩展。
附图说明
16.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
要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的结构框图；
18.图2为本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的can总线通信电路原理图；
19.图3为本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的usb通信电路原理图；
20.图4为本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的pid调节恒流源电路原理图；
21.图5为本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的dac转换电路原理图；
22.图6为本实用新型提出的一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的主控芯片电路图。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
24.实施例1
25.如图1，一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路，包括控制电路，所述控制电路采用swm320vet7单片机作为主控芯片，其特征在于，所述控制电路分别连接usb通信电路、can总线通信电路和dac转换电路，所述dac转换电路分别连接多个pid调节恒流源电路，其中，控制电路、 usb通信电路、can总线通信电路、9个dac转换电路和9个pid调节恒流源电路分别连接电源电路，所述的swm320vet7单片机包括多个不同功能的引脚，用于连接不同功能的电路，其中usb通信电路用于将usb信号转换为ttl串口信号连接至swm320vet7单片机,can总线通信电路用于将差分信号转换为ttl信号传输到swm320vet7单片机，dac转换电路用于将swm320vet7单片机输出的pwm方波信号转换为直流波信号，pid调节恒流源电路用于恒流源动态调整，实现动态平衡，便于动态调整光源，所述的电源电路可提供9v电源电压、5v电源电压、3.3v电源电压和1.8v电源电压。
26.实施例2
27.如图2-6，本实施例在实施例1的基础上，提出一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的具体电路原理。
28.进一步的，所述usb通信电路包括usb-b接口j4，所述usb-b接口j4的1引脚连接lr2010b-t50稳压芯片u5的3引脚，该稳压芯片u5用于输出高精度电压电流，并降低功耗电流，为电流输出提供保护，所述lr2010b-t50稳压芯片u5的2引脚分别连接jeu05ucr静电保护二极管u6的4引脚、电容c13一端、磁珠电感fb1一端，该静电保护二极管u6为esd静电保护二极管，并联于usb通信电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态，不影响线路正常工
作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护电路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作，用于静电保护usb接口，所述jeu05ucr静电保护二极管u6的2引脚分别连接电阻r9一端、电容c12一端、ft230xs转换芯片u7的9引脚，所述jeu05ucr静电保护二极管u6的3引脚分别连接电阻r8一端、电容c11一端、ft230xs转换芯片u7的8引脚，所述电阻r8另一端连接usb-b接口j4的3引脚，所述电阻r9另一端连接usb-b接口j4的2引脚，所述磁珠电感fb1另一端分别连接电容c14一端、电容c15一端、ft230xs转换芯片u7的12引脚，所述ft230xs转换芯片u7的10引脚、11引脚分别连接电容c16一端、ft230xs转换芯片u7的3引脚、电阻r10一端、电阻r11一端，该转换芯片u7具有usb协议，具有usb到异步串行数据传输接口，需要3.3v电压电源，所述电阻r10另一端连接发光二极管ld2的正极，所述电阻r11另一端连接发光二极管ld3的正极，所述发光二极管ld2的负极连接ft230xs转换芯片u7的14引脚，所述发光二极管ld3的负极连接ft230xs转换芯片u7的7引脚，所述usb-b接口的4引脚、5引脚、lr2010b-t50稳压芯片u5的1引脚、jeu05ucr静电保护二极管u6的1引脚、电容c11另一端、电容c12另一端、电容c13另一端、电容c14另一端、电容c15另一端、电容c16另一端、ft230xs转换芯片u7的5引脚、13引脚均连接接地端电压。
29.进一步的，所述ft230xs转换芯片u7的1引脚连接tlp2362光电耦合器u9的3引脚，所述tlp2362光电耦合器u9的1引脚连接电阻r13一端，6引脚连接3.3v电压输出端，5引脚分别连接电阻r15一端、swm320vet7芯片的rxd，所述4引脚接地，所述电阻r13另一端连接驱动电压，所述电阻r15另一端连接3.3v电压输出端。
30.进一步的，所述ft230xs转换芯片u7的4引脚分别连接tlp2362光电耦合器u8的5引脚、电阻r14一端，所述tlp2362光电耦合器u8的6引脚连接驱动电压，1引脚连接电阻r12一端，3引脚连接swm320vet7芯片的txd，4引脚连接接地端电压，所述电阻r14另一端连接驱动电压，所述电阻r12另一端连接3.3v电压输出端,其中光电耦合器u8、u9是集电极开路输出型逆变器逻辑类型的耦合器，适用于绝缘rs-422、rs-485以及其他传输信号，增强了传输ttl串口信号的能力。
31.进一步的，所述can通信总线电路包括max3051can收发芯片u4，所述max3051can收发芯片u4的1引脚、4引脚、5引脚均连接控制电路，8引脚和2引脚均接地，3引脚连接3.3v电压输出端，6引脚连接can低速总线，7引脚连接can高速总线，所述can低速总线和can高速总线之间并联电阻r7，其中收发芯片u4为物理总线提供差分传输能力，为can控制器提供差分接收能力，适用于3.3v电源电压，所述收发芯片u4的txd连接swm320vet7单片机的txd引脚，rxd连接swm320vet7单片机的rxd引脚，shdn连接swm320vet7单片机的shdn引脚。
32.进一步的，所述dac转换电路的数量与pid调节恒流源电路的数量匹配，每个dac转换电路均包括二阶rc电路，二阶rc电路一端连接swm320vet7芯片的pwm输出端，另一端连接rs8557运算放大器u10的正相输入端，所述rs8557运算放大器u10的反相输入端和输出端分别连接电阻r17一端、直流信号输出端，所述的二阶rc电路包括串联的电阻r15和电阻r16、并联于电阻r15和电阻r16之间的电容c17，并联于电阻r16和运算放大器u10之间的电容c18，所述电阻r15另一端连接单片机pwm型号输出引脚，当该转换子电路接收到单片机输出pwm方波波形后，经过二阶rc电路将pwm方波信号整形为直流信号，直流信号再经过运算放大器u10，增强放大后稳定输出。
33.进一步的，采用硬件pid方式闭环控制输出电流，所述pid调节恒流源电路有9个，每个pid调节恒流源电路均包括电阻r18，所述电阻r18一端连接直流信号输出端，另一端连接运算放大器u11b的同相输入端，所述运算放大器的反相输入端分别连接电阻r19一端，电容c10一端，所述电容c10另一端分别连接运算放大器u11b的输出端、电阻r29一端、电阻r30一端，所述电阻r29另一端连接npn三极管q1的基极，所述电阻r30另一端连接npn三极管q2的基极，所述npn三极管q1的集电极连接9v电压输出端，npn三极管q1的发射极分别连接npn三极管q2的发射极和负极输出端，所述npn三极管q2的集电极连接9v电压输出端，所述电阻r19另一端分别连接运算放大器u11a的输出端，电阻r20一端，所述电阻r20另一端分别连接运算放大器u11a的反相输入端，电阻r21一端，所述运算放大器u11a的正相输入端分别连接电阻r22一端、电阻r23一端，所述电阻r22另一端接地，所述电阻r21另一端分别连接电阻r24一端、nmos管q3的源极，所述电阻r23另一端分别连接电阻r24另一端，电阻r25一端，电阻r25另一端连接正极输出端，所述nmos管q3的漏极连接电阻r26一端，电阻r26另一端接地，所述nmos管q3的栅极连接电阻r27一端，所述电阻r27另一端分别连接电阻r28一端和控制输出端，所述电阻r28另一端接地，所述pid调节恒流源电路接收到1个控制信号，例如pid调节恒流源电路接收到由swm320vet7单片机en_ir800_pwm引脚发送的pwm方波信号经过dac转换电路中用于转换en_ir800_pwm方波信号的转换子电路形成ir800_dac直流控制信号后，再经过电阻r24进行采样，不断进行动态调整，直到达到电流设定值，最后通过pid调节恒流源电路提供的电流对光源板进行动态调整光源。
34.实施例3
35.本实施例在实施例1的基础上，提出一种带can通信的多通道宽范围调节线性恒流驱动电路的9个pid调节恒流源电路输出说明。
36.其中，第一pid调节恒流源电路包括接口编号为ir950的正极输出端和ir950负极输出端、ir950dac信号输入端；第二pid调节恒流源电路包括接口编号为ir880的正极输出端和ir880负极输出端、ir880dac信号输入端；第三pid调节恒流源电路包括接口编号为ir850的正极输出端和ir850负极输出端、ir850dac信号输入端；第四pid调节恒流源电路包括接口编号为ir800的正极输出端和ir800负极输出端、ir800dac信号输入端；第五pid调节恒流源电路包括接口编号为ir760的正极输出端和ir760负极输出端、ir760dac信号输入端；第六pid调节恒流源电路包括接口编号为ir720的正极输出端和ir720负极输出端、ir720dac信号输入端；第七pid调节恒流源电路包括接口编号为ir680的正极输出端和ir680负极输出端、ir680dac信号输入端；第八pid调节恒流源电路包括接口编号为whitec的正极输出端和whitec负极输出端、whitec信号输入端；第九pid调节恒流源电路包括接口编号为whitew的正极输出端和whitew负极输出端、whitew信号输入端。相对应的，每一个转换子电路都具有用于接收pwm方波信号的对应输入端，每个对应输入端分别连接swm320vet7单片机对应的引脚。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。
38.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。