一种电流控制电路和监控设备的制作方法

1.本发明涉及安防监控领域，特别涉及一种电流控制电路和监控设备。


背景技术：

2.在安防监控领域，监控设备，比如摄像机一般需要进行补光，而补光是通过控制led(light emitting diode，发光二极管)的亮度来进行的。在补光的过程中，可以根据不同的模式调节流过led灯的电流，实现led显示不同的亮度。
3.在实际应用中，摄像机会存在不同的补光模式，例如有纯白光模式、纯红外模式和红外白光混合模式。在使用纯白光模式和纯红外模式时，为了达到最佳补光效果，一般都会使led灯在最大电流状态下工作，而在红外白光混合模式下，白光只需要很小的电流就可以正常工作。
4.在现有技术中，目前的led驱动芯片能输出的最小电流与最大电流的比例一般为1％，但为了在纯白光模式下达到最佳效果，一般硬件都会设置比较高的最大输出电流。例如，硬件上设置白光最大电流为400毫安，则白光能达到的最小电流即为4毫安，但是4毫安对于红外白光混合模式而言，白光还是太亮，所以需要更低的电流才能达到更好的红外白光混合的效果。
5.综上所述，现有技术为监控设备中用于进行补光的led提供的电流不能满足实际需求，补光效果差。


技术实现要素：

6.本发明提供一种电流控制电路和监控设备，用以解决现有技术中为进行补光的led提供的电流不能满足实际需求，补光效果差的问题。
7.第一方面，本发明实施例提供一种电流控制电路，应用于监控设备，包括：
8.处理器；
9.采样单元，与所述发光单元的输出端和接地端连接，所述采样单元用于对所述发光单元的输出端进行电压采样；
10.驱动单元，与所述处理器、所述采样单元和发光单元的输入端连接，所述驱动单元用于根据接收到的所述处理器发送的脉冲信号和接收到的第一输入电压，生成驱动所述发光单元发光的驱动电流，以及获取所述发光单元的输出端的采样电压；
11.电流控制单元，与所述处理器和所述发光单元的输出端连接，所述电流控制单元用于根据接收到的所述处理器发送的第一控制信号，减小所述驱动电流。
12.在一种可能的实现方式中，所述驱动单元的第一输入端与第一电压端连接，所述驱动单元的第二输入端与所述处理器的第一输出端连接，所述驱动单元的采样端与所述采样单元的第一端连接，所述驱动单元的输出端与所述发光单元的输入端连接；
13.所述采样单元的第二端接地；
14.所述电流控制单元的第一输入端与第二电压端连接，所述电流控制单元的第二输
入端与所述处理器的第二输出端连接，所述电流控制单元的输出端与所述发光单元的输出端连接；
15.其中，所述第一电压端用于输出所述第一输入电压，所述第二电压端用于输出所述第二输入电压。
16.在一种可能的实现方式中，所述电流控制单元具体用于：
17.根据所述第一控制信号，导通所述电流控制单元的第一输入端与所述电流控制单元的输出端之间的通路；
18.根据所述处理器发送的第二控制信号，断开所述电流控制单元的第一输入端与所述电流控制单元的输出端之间的通路。
19.在一种可能的实现方式中，所述电流控制单元包括晶体管和第一电阻；
20.所述晶体管的第一端作为所述电流控制单元的第一输入端，所述晶体管的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述晶体管的控制端作为所述电流控制单元的第二输入端；
21.所述第一电阻的第二端作为所述电流控制单元的输出端。
22.在一种可能的实现方式中，所述采样单元包括第二电阻；
23.所述第二电阻的第一端与所述发光单元的输出端连接，所述第二电阻的第二端接地。
24.在一种可能的实现方式中，所述电路还包括第三电阻；
25.所述第三电阻连接于所述驱动单元的采样引脚与所述发光单元的输出端之间。
26.在一种可能的实现方式中，所述电路还包括第一滤波单元和第二滤波单元；
27.所述第一滤波单元分别与所述驱动单元的输出端、所述发光单元的输入端和接地端连接，用于对所述驱动单元输出的电压信号进行滤波；
28.所述第二滤波单元与所述驱动单元的第一输入端和接地端连接，用于对所述第一输入电压进行滤波。
29.在一种可能的实现方式中，所述第一滤波单元包括电感和第一电容；
30.所述电感的第一端与所述驱动单元的输出端连接，所述电感的第二端与所述第一电容的第一端和所述发光单元的输入端连接；
31.所述电容的第二端接地。
32.在一种可能的实现方式中，所述第二滤波单元包括第二电容；
33.所述第二电容的第一端与所述驱动单元的第一输入端连接，所述第二电容的第二端接地。
34.第二方面，本发明实施例提供一种监控设备，包括发光单元和如前任一所述的电流控制电路。
35.本发明实施例中，监控设备的电流控制电路，采样单元对发光单元的输出端进行电压采样，驱动单元根据接收到的处理器发送的脉冲信号和接收到的第一输入电压，生成驱动发光单元发光的驱动电流，以及获取发光单元的输出端的采样电压，电流控制单元根据接收到的处理器发送的第一控制信号，减小所述驱动电流。由于电流控制单元可以在第一控制信号的控制下减小驱动电流，因此得到的驱动电流相比现有技术中得到的驱动电流范围更大，从而能够满足监控设备的补光的实际需求，提高补光效果。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
37.图1为本发明实施例提供的一种电流控制电路的结构示意图；
38.图2为本发明实施例提供的另一种电流控制电路的电路示意图；
39.图3为本发明实施例提供的另一种电流控制电路的电路示意图；
40.图4为本发明实施例提供的另一种电流控制电路的电路示意图；
41.图5为本发明实施例提供的另一种电流控制电路的电路示意图；
42.图6为本发明实施例提供的一种监控设备的结构示意图。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的电流控制电路和监控设备的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各图形的形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
44.需要说明的是，本发明中的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
45.半导体照明是近些年逐渐在市场推广的新型照明技术，是一种固体冷光源，具有高效、寿命长、安全环保、体积小、高可靠性、响应速度快等诸多优点。其中led因为具有耗能低、散热小等优点被广泛应用于各种照明设备，在安防监控领域，摄像机采用led进行补光，驱动电路对半导体照明来说至关重要，但目前的led驱动芯片能输出的最大电流与最小电流的比例不足以满足摄像机在混光工作模式下所需要的驱动电流。
46.当前的led驱动芯片不能保证摄像机在混光模式下正常工作，从而使补光效果差，基于上述问题，本发明实施例提供了一种电流控制电路以及相应的监控设备，使监控设备在不同补光模式下均能在正常工作电流下工作，从而能够提高补光效果。
47.如图1所示，为本发明实施例提供的一种电流控制电路，应用于监控设备，包括：
48.处理器10；
49.采样单元40，与发光单元的输出端和接地端连接，采样单元40用于对发光单元的输出端进行电压采样；
50.驱动单元20，与处理器10、采样单元40和发光单元的输入端连接，驱动单元20用于根据接收到的处理器10发送的脉冲信号和接收到的第一输入电压v1，生成驱动发光单元发
光的驱动电流，以及获取发光单元的输出端的采样电压；
51.电流控制单元30，与处理器10和发光单元的输出端连接，电流控制单元30用于根据接收到的处理器10发送的第一控制信号，减小驱动电流。
52.本发明实施例中，采样单元对发光单元的输出端进行采样，驱动单元根据接收到的处理器发送的脉冲信号和接收到的第一输入电压，生成驱动发光单元发光的驱动电流，以及获取发光单元的输出端的采样电压，电流控制单元根据接收到的处理器发送的第一控制信号，减小所述驱动电流。由于电流控制单元可以在第一控制信号的控制下减小驱动电流，因此得到的驱动电流相比现有技术中得到的驱动电流范围更大，从而能够满足监控设备的补光的实际需求，提高补光效果。
53.在具体实施中，驱动单元20的第一输入端与第一电压端v1连接，驱动单元20的第二输入端与处理器10的第一输出端连接，驱动单元20的采样端与采样单元40的第一端连接，驱动单元20的输出端与发光单元的输入端连接；
54.采样单元40的第二端接地；
55.电流控制单元30的第一输入端与第二电压端v2连接，电流控制单元30的第二输入端与处理器10的第二输出端连接，电流控制单元30的输出端与发光单元的输出端连接；
56.其中，第一电压端v1用于输出第一输入电压，第二电压端v2用于输出第二输入电压。
57.本发明实施例中，电流控制单元30接收到处理器10发送的第二控制信号时，断开电流控制单元30的第一输入端与输出端之间的通路，即不向发光单元的输出端提供电流，此时，驱动发光单元的驱动电流即驱动单元20根据脉冲信号和第一输入电压生成的；当电流控制单元30接收到处理器10发送的第一控制信号时，导通电流控制单元30的第一输入端与输出端之间的通路，由于电流控制单元30的第一输入端与第二电压端连接，因此电流控制单元30可以向发光单元的输出端提供电流，根据基尔霍夫定律，可以减小驱动单元20生成的驱动电流，驱动电流可以减小，因此驱动电流的范围变大，从而可以满足监控设备的补光的实际需求，提高补光效果。
58.具体的，电流控制单元30为发光单元的输出端提供电流时，电流控制单元30可以在第一控制信号的控制下，导通电流控制单元30的第一输入端与电流控制单元30的输出端之间的通路，从而可以生成电流，并提供给发光单元的输出端。
59.在实施中，由于驱动电流较大，所以补光效果不好，为了得到更低的电流，向发光单元的输出端提供电流，达到减小驱动电流的目的，从而提高补光效果。
60.本发明实施例提供的电流控制单元可以包括晶体管和第一电阻；
61.晶体管的第一端作为电流控制单元的第一输入端，晶体管的第二端与第一电阻的第一端连接，晶体管的控制端作为电流控制单元的第二输入端；
62.第一电阻的第二端作为电流控制单元的输出端。
63.本发明实施例中，晶体管可以p型晶体管或为n型晶体管，p型晶体管在高电平信号作用下截止，在低电平信号作用下导通。n型晶体管在高电平信号作用下导通，在低电平信号作用下截止。晶体管可以是薄膜晶体管(thin film transistor，tft)，也可以是金属氧化物半导体(metal oxide scmiconductor，mos)场效应管，在此不作限定。本发明实施例提供的驱动单元可以为驱动芯片，比如sy8718h，其中第一电压端和/或第二电压端可以为驱
动芯片上的一个引脚。发光单元可以为至少一个led，发光单元的输入端即led的阳极，发光单元的输出端即led的阴极。
64.下面对本发明实施例提供的具体的电路结构进行详细说明。
65.如图2所示，本发明实施例提供的电流控制电路，电流控制单元30可以包括晶体管q和第一电阻r1；
66.晶体管q的第一端与第二电压端v2连接，晶体管q的第二端与第一电阻r1的第一端连接，晶体管q的控制端与处理器的第二输出端连接；
67.第一电阻r1的第二端与发光单元的输出端连接。
68.其中，第二电压端v2输出的电压可以为12v。
69.晶体管q接收到第一控制信号后，导通晶体管q的第一端和晶体管q的第二端之间的通路，电流控制单元30生成电流，并提供至发光单元的输出端；晶体管q接收到第二控制信号后，断开晶体管q的第一端和晶体管q的第二端之间的通路，电流控制单元30不能生成电流，即无法向发光单元的输出端提供电流。
70.具体的，如图2所示，本发明实施例提供的采样单元40可以为第二电阻r2，第二电阻r2连接于发光单元的输出端与接地端之间，用于对发光单元的输出端进行电压采样。
71.驱动单元20通过采样引脚获取采样电压，驱动单元20的采样引脚即反馈端，可以实现反馈控制，以稳定驱动电流。
72.如图3所示，本发明实施例提供的电流控制电路还可以包括第一滤波单元50和第二滤波单元60；
73.第一滤波单元50与驱动单元20的输出端、发光单元的输入端和接地端连接，用于对驱动单元20输出的电压信号进行滤波；
74.第二滤波单元60与驱动单元20的第一输入端和接地端连接，用于对第一输入电压v1进行滤波。
75.上述实施例中，第一滤波单元50对驱动单元20输出的电压进行滤波，第二滤波单元60对输入到驱动单元20的电压进行滤波，从而使输入到驱动单元的电压和驱动单元输出的电压更稳定，提高电路的稳定性，提高电路性能。
76.如图4所示，为本发明实施例提供的另一种电流控制电路的示意图，从图4中可以看出，第一滤波单元50可以包括电感l和第一电容c1；
77.电感l的第一端与驱动单元20的输出端连接，电感l的第二端与第一电容c1的第一端和发光单元的输入端连接；
78.第一电容c1的第二端接地。
79.第二滤波单元60可以包括第二电容c2；
80.第二电容c2的第一端与驱动单元20的第一输入端连接，第二电容c2的第二端接地。
81.如图4所示，本发明实施例提供的电流控制电路还可以包括第三电阻r3；
82.第三电阻r3的第一端与驱动单元20的采样引脚连接，第三电阻r3的第二端与发光单元的输出端连接。
83.第三电阻r3可以保护驱动单元20的采样引脚fb，在外部突然出现短路时，防止驱动单元20的采样引脚fb受损，从而起到保护作用。
84.在具体实施中，本发明实施例提供的电流控制电路，处理器10可以根据发光单元的发光模式，控制第一电压端v1输出的第一输入电压。
85.这里的发光单元的发光模式，可以为用户触发的，处理器10接收用户触发的控制指令，根据接收到的控制指令控制第一电压端v1输出的第一输入电压v1。
86.需要说明的是，第一电压端v1可以为处理器10的一个输出引脚，如图5所示。
87.为了便于理解，下面以具体实施例对本发明进行说明。
88.以摄像机为例，发光单元以摄像机上的白色led为例进行说明。
89.实施例1：
90.基于图5所示的电路图，用户触发红光白光混合模式，处理器10接收用户触发的红光白光混合模式的控制指令，处理器10根据接收到的控制指令，输出第一输入电压v1，并向驱动单元20输出脉冲信号；驱动单元20根据接收到的第一输入电压v1和脉冲信号，生成驱动电流。
91.如果处理器10向晶体管q输出高电平信号，则晶体管q不导通，第二电压端v2与led的阴极之间的通路断开，此时的驱动电流即驱动单元生成的驱动电流，此时得到的最大驱动电流为iled＝0.1v/r2，其中0.1v为驱动单元输出的电压的电压值，如果r2的阻值为0.5欧姆，则iled为200ma，由于sy8718h支持dim信号最小的占空比为5％，通过dim信号占空比的调整，可以得到驱动电流的范围为10ma～200ma，即驱动电流最小能达到10ma，最大能达到200ma；
92.需要说明的是，上述实施例中的0.1v仅是举例说明，该值为驱动芯片内部的基准电压源确定的，对于不同型号的驱动芯片，该值也不相同，比如，0.05v、0.15v、0.2v等。在选定驱动芯片后，通过选择合适阻值的电阻，设置最大的驱动电流。
93.如果处理器10向晶体管q输出低电平信号，晶体管q导通，即导通第二电压端v2和led阴极之间的通路，电流控制单元30可以向led的阴极注入电流，如果第二输入电压v2＝12v，则电流控制单元30生成的电流i1＝(12v-0.1v)/r1，如果r1的阻值为120欧姆，则i1约等于99ma，根据基尔霍夫定律，此时led灯可以得到的最大驱动电流为iled＝200ma-99ma，即为101ma。通过dim信号占空比的调整，可以得到5ma～101ma，此时可以获得的最小驱动电流为5ma。从而可以使驱动电流范围更宽。
94.当r1选取阻值更小时，所能获得的最小驱动电流将小于5ma，驱动电流的范围可以更宽。
95.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种监控设备，如图6所示，该监控设备可以包括发光单元70和如前所述的任一所述电流控制电路71。该监控设备解决问题的原理与前述电流控制电路相似，因此该监控设备的实施可以参见前述电流控制电路的实施，重复之处在此不再赘述。
96.本发明实施例中的监控设备可以为摄像机，摄像机还包括摄像头，发光单元70可以为布局在摄像头周围的led。
97.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。