一种灯板驱动电路的制作方法

本申请涉及电路技术领域，特别涉及一种灯板驱动电路。

背景技术：

目前，为了使三维扫描仪或者跟踪仪等设备能在夜晚或者光线不足的情况下，可以拍摄到完美，清晰的图像，必须对这些设备安置足够亮度的补光灯。led补光灯是使用led发光二极管对被拍摄物体进行补光，led灯由于寿命长，反映速度快，能耗小，可靠性高等特点，因此可以用于光线不足时，给扫描仪或者跟踪仪等设备进行补光。目前，市面上常用的补光方案有恒流源驱动led的方式；或者led灯接限流电阻直接点亮的方式。

恒流源驱动led的方式，由于其led驱动电路比较单一，且输出大电流的恒流源驱动ic芯片的外围电路比较复杂，难于调试且元器件多，印制电路板(printedcircuitboard，pcb)占用面积较大，成本较高。

led灯接限流电阻直接常亮的方式，虽然成本低，设计简单，但长期使用会导致led发光二极管过热，寿命变短，且亮灭时间不可控，在实际使用中也存在诸多弊端。

技术实现要素：

本申请提供了一种灯板驱动电路，通过脉冲信号控制灯串电路的发光时间，从而解决了灯串电路长期点亮导致发光二极管过热、寿命短的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种灯板驱动电路，包括：引入电路、脉宽控制电路和至少一个灯串电路，每个灯串电路上串联有第一控制开关和至少一个发光二极管；

所述引入电路用于接收输入的第一电压和第一脉冲信号；

所述脉宽控制电路与所述引入电路电连接，用于将所述第一脉冲信号转换成第二脉冲信号，且若所述第一脉冲信号的脉冲宽度小于设定的最大脉冲宽度时，所述第二脉冲信号的脉冲宽度与所述第一脉冲信号的脉冲宽度相同；若所述第一脉冲信号的脉冲宽度大于等于所述设定的最大脉冲宽度时，所述第二脉冲信号的脉冲宽度与所述设定的最大脉冲宽度相同；

每个所述灯串电路与所述引入电路电连接，以接收所述第一电压作为所述灯串电路的驱动电压，所述灯串电路上的所述第一控制开关与所述脉宽控制电路电连接，以接收所述第二脉冲信号作为控制信号。

由上述技术内容，可以看出本申请具有以下有益效果：

通过引入电路输入第一脉冲信号，脉宽控制电路将第一脉冲信号反相，并将反相后的第一脉冲信号的脉冲宽度与设定的最大脉冲宽度进行比较，进而输出再次反相的第二脉冲信号，以控制灯串电路的发光时间，从而避免了灯串电路长期点亮导致的发光二极管过热、寿命短的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例公开的一种灯板驱动电路的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的另一种灯板驱动电路的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的引入电路的电路图；

图4为本申请实施例公开的电源电路的电路图；

图5为本申请实施例公开的脉宽控制电路的电路图；

图6为本申请实施例公开的灯串电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请提供了一种灯板驱动电路，包括：引入电路100、脉宽控制电路200和至少一个灯串电路300，每个灯串电路300上串联有第一控制开关q1和至少一个发光二极管d1。

引入电路100用于接收输入的第一电压u1和第一脉冲信号v1。

脉宽控制电路200与引入电路100电连接，用于将第一脉冲信号v1转换成第二脉冲信号v2，且若第一脉冲信号v1的脉冲宽度小于设定的最大脉冲宽度时，第二脉冲信号v2的脉冲宽度与第一脉冲信号v1的脉冲宽度相同；若第一脉冲信号v1的脉冲宽度大于或等于设定的最大脉冲宽度时，第二脉冲信号v2的脉冲宽度与设定的最大脉冲宽度相同。

每个灯串电路300与引入电路100电连接，以接收第一电压u1作为灯串电路300的驱动电压，灯串电路300上的第一控制开关q1与脉宽控制电路200电连接，以接收第二脉冲信号v2作为控制信号。

本申请实施例中的灯板驱动电路应用到扫描仪或跟踪仪等设备中，当需要补光时，通过脉冲信号控制灯串电路300发光的时间。第一脉冲信号v1先输入到脉宽控制电路200，脉宽控制电路200对第一脉冲信号v1的波形进行调整，使其符合控制要求，转化成第二脉冲信号v2后输入灯串电路300的第一控制开关q1，由于脉冲信号的宽度对应于脉冲持续时间，从而可以控制发光二极管d1的发光时间。在扫描仪或跟踪仪等设备不需要补光时，则不输入脉冲信号，即发光二极管d1不发光。此外，灯串电路的发光二极管d1数量可根据实际需要进行设置，本申请不做限制。

优选地，如图1所示，引入电路100与直流电源电连接，并通过直流电源输入第一电压u1。

引入电路100引入的第一电压u1为直流电源提供，有效抑制了灯板在点亮时，恒流源造成的芯片的开关频率大，输出驱动电流等对电源的影响，也避免了电源上的噪声和纹波，进而保证了电源的稳定性和纯净性，提高了电源的效率，还避免了浪涌电压或者电流引起的电子元器件的烧毁，保证了设备性能的稳定，延长了设备的寿命。

优选地，如图2所示，本申请实施例还包括电源电路400，电源电路400分别与引入电路100和脉宽控制电路200电连接，用于将第一电压u1转换为第二电压u2，将第二电压u2输入到脉宽控制电路200作为电源电压。

如图3所示，本申请实施例中，引入电路100使用接插件与电源电路400、脉宽控制电路200和灯串电路300连接，通过使用一个3×1的单排母座连接器实现。

进一步地，如图4所示，电源电路400包括电源芯片410、第一电容c1和第二电容c2；第一电容c1的第一端，以及电源芯片410的电压输入端vin均连接至第一电压输入端，第一电容c1的第二端，以及电源芯片410的接地端gnd均接地，第二电容c2的第一端与电源芯片410的电压输出端vout连接，第二电容c2的第二端接地。

第一电容c1和第二电容c2用于消除不需要的高频信号的干扰，第一电压u1经电源芯片410后，转换为第二电压u2为脉宽控制电路200供电。此外，本申请实施例采用的电源芯片410的型号为tps709。

进一步地，如图5所示，脉宽控制电路200包括脉冲信号控制电路210、反相芯片220和脉宽调节电路230。下面对脉宽控制电路200中各个部分进行详细介绍：

(1)脉冲信号控制电路210

脉冲信号控制电路210，与引入电路100电连接，用于控制所述第一脉冲信号v1输入到反相芯片220的信号输入端。

进一步地，脉冲信号控制电路210包括第一电阻r1和第二控制开关q2；第二控制开关q2的控制端连接第一脉冲信号输入端，第二控制开关q2的输入端连接第一电阻r1的第一端，第一电阻r2的第二端连接第二电压输入端，第二控制开关q2的输出端接地。

在本申请实施例中，第二控制开关q2采用的是n型mos管。第二控制开关q2的控制端、输入端和输出端分别对应n型mos管的栅极、漏极和源极。当输入的第一脉冲信号v1为高电平时，第二控制开关q2导通，第一脉冲信号v1被提供给反相芯片220；当第一脉冲信号v1为低电平时，第二控制开关不导通。当第二控制开关q2导通时，由于第一电阻r1的存在，从而避免了第一脉冲信号v1接入时的高电平瞬间，第二电压u2与地面之间短路，造成元器件的损坏。

更进一步地，脉冲信号控制电路210还包括第二电阻r2，第二电阻r2并联在第二控制开关q2的控制端和输出端之间。

第二电阻r2维持了脉冲信号控制电路210的一个初始状态，即接入第一电压u1时，第二控制开关q2的控制端为低电平，第二控制开关q2不导通。

(2)反相芯片220

反相芯片220将第一脉冲信号v1反相后通过信号输出端y输入到脉宽调节电路230。

进一步地，反相芯片220的信号输入端a分别连接第一电阻r1的第一端和第二控制开关q2的输入端，反相芯片220的电源供电端vcc连接第二电压输入端，反相芯片220的接地端gnd接地。

由于脉冲信号控制电路210输出的第一脉冲信号v1可能不是标准电平或波形不理想，因此需要用反相芯片220调整第一脉冲信号v1的波形，提高电路的带负载能力，减少延时。此外，本申请实施例中反相芯片220采用的型号为sn74aup1g14。

(3)脉宽调节电路230

脉宽调节电路230将反相后的第一脉冲信号v1再次反相并转换为第二脉冲信号v2，且若反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度小于设定的最大脉冲宽度时，第二脉冲信号v2的脉冲宽度与反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度相同；若反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度大于等于设定的最大脉冲宽度时，第二脉冲信号v2的脉冲宽度与设定的最大脉冲宽度相同。

进一步地，脉宽调节电路230包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第三电容c3和调节芯片231；第三电阻r3的第一端连接调节芯片231的负触发输入端，第三电阻r3的第二端，以及调节芯片231的接地端gnd均接地，第四电阻r4的第一端连接第二电压输入端，第四电阻r4的第二端连接调节芯片231的正触发输入端b，调节芯片231的清除端连接反相芯片220的信号输出端y，第五电阻r5的第一端，以及调节芯片231的电源供电端vcc均连接至第二电压输入端，第五电阻r5的第二端连接第三电容c3的第一端，第三电容c3的第二端，以及调节芯片231的外接电容端cext均接地，调节芯片231的外接电阻/电容端rext/cext分别连接第五电阻r5的第二端和第三电容c3的第一端。

在本申请实施例中，通过第三电阻r3可以将调节芯片231的负触发输入端的电平拉到低电平，通过第四电阻r4可以将调节芯片231的正触发输入端b的电平拉到高电平，通过调节第五电阻r5和第三电容c3的值可以调节第二脉冲信号v2的脉冲的宽度。

通过第五电阻r5和第三电容c3可以设定第二脉冲信号v2输出的脉冲宽度的最大值，为。当输入的反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度小于时，脉宽调节电路231输出的第二脉冲信号v2的脉冲宽度与输入的反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度脉宽保持一致；当输入的反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度大于时，脉宽调节电路231输出的第二脉冲信号v2的脉冲宽度不随输入的反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度增大而增大，而是保持不变，此时的第二脉冲信号v2的脉冲宽度小于反相后的第一脉冲信号v1的脉冲宽度。

通过设定第二脉冲信号v2的脉冲宽度的最大值，可以调节灯串电路300的发光二极管d1的发光时间，从而避免了发光二极管d1发光时间过长，导致发光二极管d1过热，缩短发光二极管d1的寿命。此外，本申请实施例中调节芯片231采用的型号为74hc4538d。

如图6所示，具体的，灯串电路300还包括第六电阻r6和至少一个第四电容c4；第六电阻r6的第一端连接第一电压输入端，至少一个发光二极管d1串联后的正极连接第六电阻r6的第二端，串联后的负极连接第一控制开关q1的输入端，第一控制开关q1的输出端接地，第一控制开关q1的控制端连接第二脉冲信号输入端；至少一个第四电容c4并联后的第一端分别连接第一电压输入端和第六电阻r6的第一端，并联后的第二端接地。

在本申请实施例中，第一控制开关q1采用的是n型mos管，第一控制开关q1的控制端、输入端和输出端分别对应n型mos管的栅极、漏极和源极。第六电阻r6起到限流的作用，防止灯串电路300电流过大烧坏发光二极管d1。发光二极管d1的数量可以根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限制。在采用两个及以上的发光二极管d1时，采用串联的方式，依次将相邻两个发光二极管d1的正极和负极相连。

此外，在采用多组灯串电路300时，多组灯串电路300之间的连接方式为并联。

在灯串电路300接入第二脉冲信号v2时，第一控制开关v2通电的一瞬间，需要较大的电流，若只通过外部电源输入电流，容易存在电流不足的情况，通过并联的第四电容c4可以补充灯串电路300正常工作时需要的电流，并且可以使灯串电路300在取电时，可以就近先从第四电容c4取电，避免了集中从同一个外部电源部位取电，造成的电源发热的情况发生，从而提高了电源的使用寿命，保证了供电的稳定。

需要说明的是，本申请实施例中的第一控制开关和第二控制开关均采用n型mos管，并且第一脉冲信号v1采用高电平控制灯串电路300发光时间，上述方案只是本申请的一个实施例，而不是全部实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。但是本领域技术人员应当理解的是，第一脉冲信号v1还可以采用低电平控制灯串电路300发光时间，并且第一控制开关q1和第二控制开关q2还可以采用p型mos管，本申请不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。