一种应用于高速通信的大功率LED驱动电路的制作方法

本发明涉及一种驱动电路，具体涉及一种应用于高速通信的大功率led驱动电路。

背景技术：

水下无线通信技术对于人类开发和利用海洋资源十分关键，无论在军事应用还是商业开发，水下无线通信都发挥着越来越重要的作用。传统的水声通信技术在远距离通信应用中获得了广泛的应用，但是也存在诸多问题，如通信速率低、延迟长、多径干扰等，而随着水下近距离通信应用需求的逐步提高，水声通信技术的应用受到了限制，采用可见光通信的方法具有极强的可行性，与水声通信技术相比，水下无线光通信具有传输速率高、带宽高、保密性好等优点。

led光源驱动电路在可见光通信中占据非常重要的位置，多数驱动电路采用mos管驱动，开关速度低，且存在导通电阻，降低电源转换效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于为水下可见光通信提供一种应用于高速通信的大功率led驱动电路解决了现有驱动电路开关速度低，电源转换效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种应用于高速通信的大功率led驱动电路，包括控制器mcu、电压跟随电路、激光二极管驱动芯片以及电源；

控制器mcu输出电流控制信号，连接到激光二极管驱动芯片电流增益端；

控制器mcu输出使能信号通过电压跟随电路连接到激光二极管驱动芯片使能端，激光二极管驱动芯片控制外部led光源的通断；

电源分别与所述包括控制器mcu、电压跟随电路、激光二极管驱动芯片以及外部led光源连接，用于供电。

进一步地，上述激光二极管驱动芯片包括6个使能控制引脚并行以及6个电流增益控制引脚并行的方式。

进一步地，上述控制器mcu为msp430单片机，msp430单片机通过通信编码端输出高速脉冲信号并通过电压跟随芯片发送至激光二极管驱动芯片的6个使能控制引脚，控制外部led光源发光或熄灭；

msp430单片机模拟电压输出端输出模拟电压信号并直接发送至驱动芯片的6个电流增益控制管脚，从而激光二极管驱动芯片输出相应的电流。

进一步地，上述电源与外部led光源之间设置有滤波电路；所述滤波电路由电容c2、c3、l1构成。

进一步地，上述电压跟随电路包括运算放大器ad805；msp430单片机输出的高速脉冲信号从运算放大器ad805的同向输入端输入，运算放大器ad805反向输入端管脚和输出端管脚短接后输出脉冲信号。

进一步地，上述模拟电压信号大小为0～2.5v。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用控制器mcu配合激光二极管驱动芯片，驱动频率最高可达200mhz，满足水下高速可见光通信的需求，芯片单通道输出电流最大可达1.5a，6通道并联使用时输出电流可达9a，可实现大功率led光源的驱动，应用于水下无线光通信光源驱动。

本发明的激光二极管驱动芯片通过使能控制端快速打开或者关闭芯片输出功能，实现无线光高速通信，并具有恒流输出、输出电流大小可调等功能。

本发明的电路可用于驱动led，同时也可用于驱动激光二极管，用途广泛、成本较低、电路简单、使用方便。

附图说明

图1本发明的原理框图；

图2本发明的电路结构图。

附图标记如下：

1-控制器mcu、2-电压跟随电路、3-激光二极管驱动芯片、4-led光源、5-电源。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种应用于高速通信的大功率led驱动电路作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分；再次，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如图1所示，本发明的基本电路结构包括控制器mcu1、电压跟随电路2、激光二极管驱动芯片3以及电源5。电源5分别为控制器mcu1、电压跟随电路2、激光二极管驱动芯片3以及外部led光源4供电；根据输出功率需求，控制器mcu1输出电流控制信号，连接到激光二极管驱动芯片3电流增益端；同时控制器mcu1根据通信编码格式，输出使能信号，使能信号通过电压跟随电路2，连接到激光二极管驱动芯片3使能端，控制led光源4的通断。

控制器mcu1具有两个功能：

第一是通过激光二极管驱动芯片3的使能端，控制芯片是否输出电流，控制器mcu1的控制信号若为高电平，则输出电流，控制信号若为低电平，则不输出电流。

第二是调整激光二极管驱动芯片3输出电流的大小，控制器mcu1的模拟电压输出端输出不同电压值，控制激光二极管驱动芯片3输出不同的电流大小。

电压跟随电路2用于提高控制器mcu输出信号的负载能力，保证控制器mcu与驱动芯片距离较远时的驱动能力，控制器mcu输出的使能控制信号通过电压跟随电路连接到驱动芯片的使能端。

激光二极管驱动芯片2采用ic-hg，该芯片具有输出使能控制、电流增益控制功能，可根据通信需求，改变芯片开关速度，实现高速通信，且能改变驱动电流大小，控制输出功率。激光二极管驱动芯片包含6个并行输出通道，可分别驱动6通道的led光源，6个通道也可以并行连接使用，进一步增大输出电流，提高led光源功率。

本发明的优选实施方式如图2所示，d1为led，结合附图论述如下：

如图2所示，本实施例中驱动芯片的型号为ic-hg，该芯片的6个通道采用并联形式。控制器mcu为msp430单片机，单片机p1.0端口根据通信编码，输出高速脉冲信号，脉冲信号连接到电压跟随芯片ad805的同向输入端管脚3，ad805反向输入端管脚2和输出端管脚短接1后输出脉冲信号。脉冲信号连接到驱动芯片ic-hg的6个使能控制引脚(图2中所示序号14、15、16、17、20、21)，脉冲信号为高电平时，驱动芯片ic-hg输出高电平，使能led发光，脉冲信号为低电平时，驱动芯片ic-hg输出低电平，禁止led发光。

msp430单片机p6.7端为模拟电压输出端，控制输出电流的大小，可输出0～2.5v模拟电压，输出的电压信号连接到驱动芯片ic-hg电流增益控制端(图2中所示序号1、2、3、5、6、7)，驱动芯片ic-hg根据模拟电压信号的大小，输出相应的电流。

图2中vcc为led驱动电源，本实施例中vcc为12v，电容c2、c3、l1构成滤波电路，可根据电源vcc噪声谱范围，计算c2、c3、l1的大小；电容c2、c3、l1构成滤波电路用于降低电源纹波噪声，提高输出电流的稳定性，实现光源的稳定输出。

电阻r1为10k，电容c1、c4为滤波电容，容值100nf，电容c5、c6、l2构成滤波电路，可根据5v电源噪声谱范围，计算c5、c6、l2的大小。

最后所应说明的是，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。