驱动电路的制作方法

文档序号:11687939阅读:395来源:国知局
驱动电路的制造方法与工艺

本实用新型涉及电子电路领域,具体涉及一种驱动电路。



背景技术:

在电气设备运行过程中,为了方便操作员从电气设备之外判断其运行状态,通常采用LED及其闪烁频率来显示电气设备的运行状态。

现有技术的LED驱动电路在给LED提供一定频率的脉冲电压信号时,会消耗较大的电流,这样导致给LED驱动电路提供直流电的电池的寿命较短。

为了使得电池具有较长的寿命,需要一种具有低功耗的LED驱动电路。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述技术问题,本实用新型的实施例提供了一种驱动电路,包括:

电容;

连接在直流输入端和所述电容的正极之间的可控充电装置;

连接在所述电容的正极和地之间的可控放电装置;

与所述电容的正极相连的反馈电路,当所述电容上的电压超过预定的阈值电压时,所述反馈电路输出高电平;以及

定时器,其用于根据所述反馈电路的输出电压给所述可控充电装置和可控放电装置提供驱动电压,当所述驱动电压为低电平时,所述可控充电装置导通、所述可控放电装置断开,当所述驱动电压为高电平时,所述可控充电装置断开、所述可控放电装置导通。

优选的,所述定时器包括与所述反馈电路的输出端连接的完成端和输出驱动电压的驱动端。

优选的,所述可控充电装置包括串联的第一开关管和第一电阻,所述第一开关管的控制端连接至所述定时器的驱动端。

优选的,所述可控放电装置包括串联的第二电阻和第二开关管,所述第二开关管的控制端连接至所述定时器的驱动端。

优选的,所述驱动电路还包括第三电阻,所述定时器的驱动端通过所述第三电阻连接至所述第一开关管和第二开关管的控制端。

优选的,所述第一开关管和第二开关管为金氧半场效应晶体管。

优选的,所述反馈电路包括:在所述驱动电路的输出端和地之间串联的第四电阻和第三开关管,所述第三开关管的控制端连接至所述电容的正极;连接在所述驱动电路的输出端和所述定时器的完成端之间的第四开关管,所述第四开关管的控制端连接至所述第四电阻和第三开关管之间的节点。

优选的,所述反馈电路还包括连接在所述电容的正极和所述第三开关管的控制端之间的第五电阻。

优选的,所述反馈电路还包括连接在所述定时器的完成端和地之间的第六电阻。

优选的,所述第三开关管为金氧半场效应晶体管或三极管,所述第四开关管为金氧半场效应晶体管。

优选的,所述反馈电路还包括:在所述驱动电路的输出端和地之间串联的第八电阻和第九电阻;以及电压比较器,其反相输入端连接至所述第八电阻和第九电阻之间的节点,其同相输入端连接至所述电容的正极,且所述电压比较器的输出端连接至所述定时器的完成端。

优选的,所述完成端接收高电平后将所述驱动电压设置为高电平,所述定时器还包括:延时端;电源接线端;以及连接至所述直流输入端或地的使能端;所述驱动电路还包括:连接在所述电源接线端和直流输入端之间的开关;以及连接在所述延时端和地之间的第七电阻。

本实用新型的驱动电路仅在电容的充电过程和放电过程中消耗电能。因此整个驱动电路的功耗很低,能够延长直流电源的寿命。

通过调节第一电阻的阻值,能够调节输出的电压的脉宽,实现了脉宽可调。

通过调节第七电阻的阻值,能够调节输出电压的频率。

附图说明

以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明,其中:

图1是根据本实用新型的第一个实施例的驱动电路的电路图。

图2是根据本实用新型的第二个实施例的驱动电路的电路图。

图3是根据本实用新型的第三个实施例的驱动电路的电路图。

图4是根据本实用新型的第四个实施例的驱动电路的电路图。

图5是根据本实用新型的第五个实施例的驱动电路的电路图。

图6是根据本实用新型的第六个实施例的驱动电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1是根据本实用新型的第一个实施例的驱动电路的电路图。如图1所示,驱动电路1包括电容C1,连接在直流电源B1的正极(即驱动电路1的直流输入端)和电容C1的正极之间的金氧半场效应晶体管Q11和电阻R13,连接在电容C1两端的电阻R11和金氧半场效应晶体管Q12,以及一端与电容C1的正极相连的反馈电路12。

驱动电路1还包括定时器T1,定时器T1为目前市场上可售的TPL5110定时器,其具有电源接线端VDD、接地端GND、延时端DELAY、使能端EN、驱动端DRV和完成端DONE。其中电源接线端VDD和使能端EN连接至直流电源B1的正极,接地端GND与地相连,延时端DELAY通过电阻R17连接至地,完成端DONE连接至反馈电路12的输出端。定时器T1的工作模式是:当完成端DONE接收高电平(直流电源的电压)时,驱动端DRV将输出高电平;当完成端DONE未接收到高电平时,驱动端DRV交替输出预定延时的低电平和固定脉宽的高电平。

定时器T1的驱动端DRV连接至金氧半场效应晶体管Q11、Q12的栅极,以控制金氧半场效应晶体管Q11、Q12导通或截止。

反馈电路12包括在输出端Vout1和地之间串联的电阻R14和金氧半场效应晶体管Q13,以及连接在输出端Vout1和定时器T1的完成端DONE之间的金氧半场效应晶体管Q14。

下面将进一步结合图1来描述驱动电路1的工作原理。

首先,定时器T1的驱动端DRV输出低电平,使得连接在直流电源B1的正极和输出端Vout1之间的金氧半场效应晶体管Q11导通,且金氧半场效应晶体管Q12截止,因此输出端Vout1输出直流电源的电压(不考虑金氧半场效应晶体管Q11的电压降的情况下)。金氧半场效应晶体管Q11和电阻R13构成可控充电装置,直流电源B1依次通过导通的金氧半场效应晶体管Q11和电阻R13对电容C1进行充电。

由于电容C1的正极连接至金氧半场效应晶体管Q13的栅极,当电容C1上的电压上升到预定的阈值时,例如超过金氧半场效应晶体管Q13的导通电压阈值时,金氧半场效应晶体管Q13导通,从而使得与其串联的电阻R14的两端产生电压降。由于金氧半场效应晶体管Q14的栅极连接至电阻R14和金氧半场效应晶体管Q13之间的节点N1,因此金氧半场效应晶体管Q14也导通。反馈电路12的输出端(即金氧半场效应晶体管Q14的漏极)输出高电平(即直流电源B1的电压)。

定时器T1的完成端DONE在接收到高电平后,将驱动端DRV设置为高电平。因此,金氧半场效应晶体管Q11截止、金氧半场效应晶体管Q12导通,输出端Vout1的电压降为零。电阻R11和金氧半场效应晶体管Q12构成了可控放电装置,因此电容C1通过电阻R11和导通的金氧半场效应晶体管Q12进行放电。当电容C1上的电压低于金氧半场效应晶体管Q13的导通电压阈值时,金氧半场效应晶体管Q13截止,电阻R14两端没有电压降,因此金氧半场效应晶体管Q14也截止,反馈电路12输出的电压为零。

周期性重复上述过程,使得输出端Vout1交替输出直流电源的电压和零电压,即输出脉冲电压。如果在输出端Vout1连接LED(图1未示出),则LED将以一定频率闪烁。

通过改变电阻R17的阻值,即可改变驱动端DRV输出的低电平的时间,从而改变输出端Vout1输出脉冲电压的周期和LED的闪烁频率。

根据上述工作原理可知,驱动电路1仅在电容C1的充电过程和放电过程中消耗电能。另外由于定时器T1和金氧半场效应晶体管Q11~Q14的功耗非常低,因此整个驱动电路1的功耗很低,能够延长直流电源B1的使用时间。

由于金氧半场效应晶体管Q11导通时,输出端Vout1输出直流电源的电压,金氧半场效应晶体管Q11截止时,输出端Vout1输出零电压。根据驱动电路1的上述工作原理可知,在不考虑金氧半场效应晶体管Q11、Q13和Q14的导通时间情况下,输出端Vout1输出直流电源的电压的脉宽等于直流电源B1对电容C1进行充电的充电时间,即电容C1上的电压上升至金氧半场效应晶体管Q13的导通电压阈值的时间。因此通过调节电阻R13的阻值和/或电容C1的电容值来调节电容C1的充电时间,从而调节输出端Vout1输出的高电平脉宽。

电阻R11的阻值优选远小于电阻R13的阻值,在电容C1通过阻值小的电阻R11进行放电过程中,电容C1上的电量能够快速放电完毕,因此每次对电容C1进行充电的电量相等,使得充电时间保持不变。

图2是根据本实用新型的第二个实施例的驱动电路的电路图。如图2所示,其与图1基本相同,区别在于,驱动电路2还包括电阻R22、R25。其中,定时器T2的驱动端DRV通过电阻R22连接至金氧半场效应晶体管Q21、Q22的栅极,且电容C2的正极通过电阻R25连接至金氧半场效应晶体管Q23的栅极。当驱动端DRV输出高电平时,电阻R22起到限流作用,避免金氧半场效应晶体管Q22导通时其电流过大而损毁。当电容C2上的电压超过预定的阈值时,电阻R25可避免金氧半场效应晶体管Q23导通时其电流过大而损毁。

图3是根据本实用新型的第三个实施例的驱动电路的电路图。如图3所示,其与图2基本相同,区别在于,驱动电路3的定时器T3的完成端DONE还通过具有较大阻值的电阻R36接地,即金氧半场效应晶体管Q34的漏极还通过电阻R36接地。当输出端Vout3输出零电压时,确保定时器T3的完成端DONE接收零电压,避免了外界信号干扰完成端DONE接收的电压;当输出端Vout3输出直流电源的电压时,较大阻值的电阻R36两端无电压降,确保定时器T3的完成端DONE接收高电平。

图4是根据本实用新型的第四个实施例的驱动电路的电路图。如图4所示,其与图3基本相同,区别在于,采用三极管Tr3代替图3中的金氧半场效应晶体管Q33,其中三极管Tr3的基极通过电阻R45连接至电容C4的正极,三极管Tr3的发射极接地,集电极通过电阻R44连接至输出端Vout4。其工作原理与图3相同,在此不再赘述。

图5是根据本实用新型的第五个实施例的驱动电路的电路图。如图5所示,驱动电路5与图3所示的驱动电路3基本相同,区别在于,反馈电路52包括在输出端Vout5和地之间串联的电阻R58和R59,电压比较器521,以及连接在电压比较器521的同相输入端和电容C5的正极之间的电阻R55;电压比较器521的反相输入端连接至电阻R58和R59之间的节点。选择合适阻值的电阻R58、R59,使反相输入端接收预定的阈值电压。当电容C5上的电压大于该预定的阈值电压时,电压比较器521输出高电平至定时器T5的完成端DONE;当电容C5上的电压不大于预定的阈值电压时,电压比较器521输出低电平至完成端DONE。其工作原理与图3相同,在此不再赘述。

图6是根据本实用新型的第六个实施例的驱动电路的电路图。其与图3基本相同,区别在于,驱动电路6中的定时器T6的使能端EN接地,且驱动电路6还包括连接在定时器T6的延时端DELAY和直流电源B6的正极之间的开关S。当开关S断开时,定时器T6工作;当开关S闭合时,定时器T6不工作。因此通过控制开关S的状态,使得操作员能够非常方便地控制该驱动电路6是否工作。使能端EN接地后,定时器T6的驱动端DRV仅输出一定脉宽的低电平,从而使得输出端Vout6输出一定脉宽的高电平脉冲,连接在输出端Vout6的LED(图6未示出)闪烁一次。

在其它的实施例中,还可以选择其它定时器,以交替输出预定延时的低电平和固定脉宽的高电平,且在接收高电平情况下,输出高电平。

本实用新型还可以采用其他的电压驱动型的开关管代替上述实施例中的金氧半场效应晶体管,例如绝缘栅双极型晶体管。

虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述,然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例,在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

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