电压电流可调的光源驱动电路的制作方法

1.本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电压电流可调的光源驱动电路。


背景技术：

2.由于视觉系统在工业领域的普遍应用，不同设备及设备的不同位置对于光源有各种不同需求，需要一款能够应用于各种不同条件下的光源驱动器。
3.目前市面上的光源控制器一般采用恒压或者恒流方式,恒压方式成本低，应用于小功率光源，恒流方式的稳定性和光源的匹配性好。两者在不同的工况下选择使用。而并不能在两者之间进行切换。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种电压电流可调的光源驱动电路，通过电压设置及电流设置，完成恒压或者恒流的工作模式的切换，以此配合各种不同的工况需求。
5.通过寄存器配置dac输出的dc/dc电路，实现电压设置功能；通过寄存器配置dac输出的电流控制电路，实现电流设置功能。同时具有adc采样电路，以保护及监控输出电流及电压状态。
6.本发明采取的技术方案是：一种电压电流可调的光源驱动电路，其特征是，包括电路连接的控制器、dac转换器、前端运算放大器和多路复用开关，所述多路复用开关经多路运算放大组成的跟随器电路，分别连接电压调节电路和电流调节电路，所述电压调节电路通过开关稳压器buck电路输出调节电压；所述电流调节电路通过精密运放电路对输出电流进行设定后，再发送至高速运放电路和mos管，通过采样电阻后输出调节电压。
7.进一步，所述控制器通过spi通信协议与dac转换器连接，所述dac转换器与前端运算放大器连接，前端运算放大器的in-端与out端相连实现跟随器功能。
8.进一步，所述电压调节电路的开关稳压器反馈端与输出端之间连接分压电阻。
9.进一步，所述电流调节电路的mos管的源极连接采样电阻，并接地。
10.进一步，所述控制器的型号为10m08sae144cg，dac转换器的型号为ltc2641cms8，前端运算放大器的型号为lmv321aidbvr，多路运算放大器的型号为lmv324aipwr，多路复用开关的型号为adg608bru，开关稳压器的型号为lm2576hvs-adj，精密运算放大器的型号为tl082cdr，高速运算放大器的型号为lt1363cs8，mos管的型号为irfp250npbf。
11.本发明的有益效果是：（1）通过电压设置及电流设置，可以完成恒压或者恒流的工作模式，以此配合各种不同的工况需求；（2）通过对于单通道adc配合多路复用开关的使用，巧妙的将负载端电压与负载电流进行设定；
（3）通过通讯接口与外部软件相结合，从而完成具有恒压或者恒流输出能力的光源驱动电路，能够在各种工况下设定不同的输出模式，减少所需光源驱动种类，大大提高了对于工业应用中负载光源的适配性。
附图说明
12.附图1是本发明的寄存器配置dac的电路图部分；附图2是多路运算放大器电路图部分；附图3是电压调节电路图部分；附图4是电流调节电路图部分。
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明电压电流可调的光源驱动电路的具体实施方式作详细说明。
14.参见附图1、2，电压设置功能通过采用dac转换电路，包括dac转换器u1、前端运算放大器 u2及多路运算放大器u3、多路复用开关u4、开关稳压器u5以及控制器u9完成。
15.所述微控制器u9通过spi通讯与dac转换器u1的管脚、sclk管脚、管脚及din管脚相连。dac转换器u1的输出管脚与前端运算放大器u2的in+管脚相连，前端运算放大器u2的in-管脚与其out前端管脚相连构成跟随器。前端运算放大器u2的out管脚与多路复用开关u4的d管脚相连。多路复用开关u4的s1与多路运算放大器u3的in+管脚相连，多路运算放大器u3的in-管脚分别连接到其对应通道的out管脚，实现跟随器功能。
16.参见附图3,多路运算放大器u3的out管脚信号vset通过指定电阻连接至开关稳压器u5的fb管脚，完成输出电压v
bus
的设定功能。
17.电压控制过程如下：fpga收到电压设定指令
→
d/a转换
→
调节buck ic的fb管脚，从而调节buck电路的输出电压，以达到设定值。
18.设buck电路输出电压为v
bus
；开关稳压器u5的fb端电压为v
fb
；dac输出电压为v
set
；由基尔霍夫定律知：v
fb
/r8= (vo-v
fb
)/r7+（v
set-v
fb
）/r5∵已知v
fb
，r5，r7，r8∴通过调节v
set
进而调节输出电压vo大小参见附图1、2，电流设定电路原理图所示，电压设置功能通过采用dac转换电路，包括dac转换器u1、前端运算放大器 u2及多路运算放大器 u3、多路复用开关u4、开关稳压器u5以及控制器u9完成。
19.所述微控制器u9通过spi通讯与dac转换器u1的管脚、sclk管脚、管脚及din管脚相连；dac转换器u1的输出管脚与前端运算放大器u2的in+管脚相连，前端运算放大器u2的in-管脚与其out管脚相连构成跟随器；前端运算放大器u2的out管脚与多路复用开关u4的d管脚相连；多路复用开关u4的s2与多路运算放大器u3的in+管脚相连，多路运算放大器u3的in-管脚分别连接到其对应通道的out管脚，实现跟随器功能。
20.参见附图4，多路运算放大器u3的out管脚信号i
set
通过指定电阻连接至精密运算
放大器u11的in-管脚,完成输出电流的设定功能；精密运算放大器u11的in+管脚接地，精密运算放大器u11的y管脚连接至高速运算放大器u15的in-管脚，高速运算放大器u15的in+管脚接地，高速运算放大器u15的y管脚通过电阻连接至mos管q1的g极，mos管q1的d极连接负载led的阴极，mos管q1的s极连接采样电阻一端，采样电阻r
shunt
另一端接地，以此完成对电流的控制功能。
21.电流控制过程分析：电流设定是通过采集取样电阻r
shunt
上的电压v2=i
×rshunt
来实现。流过r
shunt
的电流即为流过负载的电流。
22.lt1363两输入端由于虚短虚断，则两端电压相等并为0，且流入电流为0。因此有i2=i3。
23.从而有(v
2-0)/r
2 =(0-v3)/r
3 ，即v2=-v3×
r2/r
3 ，建立起v2与v3之间的函数关系。v3则可通过tl082-b构成的减法器来通过外部输入i
set
设定，从而控制负载电流。
24.i
sw
信号控制负载通路的通断。
25.这里具体的元件选择如下：控制器u9型号为10m08sae144cg，dac数模转换器u1型号为ltc2641cms8，前端运算放大器 u2型号为lmv321aidbvr，多路运算放大器u3型号为lmv324aipwr，多路复用开关u4型号为adg608bru，开关稳压器u5型号为lm2576hvs-adj，精密运算放大器u11型号为tl082cdr，高速运算放大器u15型号为lt1363cs8，mos管q1型号为irfp250npbf。
26.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。