一种控制接口配合pwm调节控制输出电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于负载控制技术领域，具体设及一种控制接口配合PWM调节控制负载功 率输出的电路。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的迅速发展，人们对于控制精度的要求越来越高，控制电路随之越 来越复杂。例如，单片机的计数器数量一定，为了同时进行多路计数，需要扩展外围电路，增 加计数器，实现多路计数的目的。
[0003] 参考专利文献CN201639821U公开了一种L抓灯的可调光控制电路，包括连接L抓灯 负载的电源转换电路和PWM控制电路，PWM控制电路参与到LED驱动电源的反馈环路中，利用 P歷占空比的变化，实现对L抓调光的目的。参考专利文献CN200969691Y公开了一种脉宽式 节能L邸调光台灯，将输入电压通过方波振荡器转换成方波脉冲电压，并调节抽头电位器改 变输出方波占空比，再由=极管放大点亮发光二极管Lm)组件，使发光二极管Lm)组件的亮 度由暗至亮变化，达到L邸调光台灯的目的。
[0004] 上述LED亮度控制采用PWM驱动，由于电子控制单元的PWM接口数量有限，有时不能 满足人们的要求。在缺少PWM接口的情况下，硬件电路通常需要进行修改，W满足控制需求。 硬件电路的修改，不仅耗时费力，而且也会增加成本。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的不足之处，本发明提出了一种控制接口配合PWM调节控制输 出电路，使用GPIO接口协同少量PWM接口一起W代替大量使用PWM接口的控制LED亮度。本发 明不仅可W用于控制L邸的亮度，还可用于控制其他类似于L邸的负载如风扇。
[0006] 本发明采用如下技术方案：
[0007] -种控制接口配合PWM调节控制输出电路，它包括控制单元和至少一个基础单元， 基础单元包括第一开关控制单元、第二开关控制单元和至少两个负载，第一、第二开关控制 单元中均分别至少包括一个开关控制电路，控制单元的第一接口接第一开关控制单元内每 个开关控制电路的控制极，控制单元的第一接口经反相器接第二控制单元的每个开关控制 电路的控制极，W及第一开关控制单元的每个开关控制电路的控制极和第二控制单元的每 个开关控制电路的控制极还分别经直流电压消耗元件接高电压输出端，第一开关控制单元 的每个开关控制电路的第一端和第二开关控制单元的每个开关控制电路的第一端均接控 制单元的PWM接口，第一开关控制单元的每个开关控制电路的第二端分别经至少一个负载 接地，第二开关控制单元的每个开关控制电路的第二端分别经至少一个负载接地。
[000引进一步的，控制单元的第二控制接口经直流电压消耗电路或/和单向导通电路分 别接第一开关控制单元的每个开关控制电路的第二端。
[0009]进一步的，控制单元的第二控制接口经直流电压消耗电路或/和单向导通电路分 别接第二开关控制单元的每个开关控制电路的第二端。
[0010] 进一步的，控制单元的第二控制接口经直流电压消耗电路或/和单向导通电路分 别接第一开关控制单元的每个开关控制电路的第二端和第二开关控制单元的每个开关控 制电路的第二端。
[0011] 更进一步的，直流电压消耗电路包括电阻。
[0012] 更进一步的，单向导通电路包括二极管或/和单向可控娃。
[0013] 进一步的，直流电压消耗元件为电阻。
[0014] 进一步的，负载为发光二极管L邸和/或风扇。
[0015] 更进一步的，控制单元为单片机控制电路、PLC控制电路或ARM处理器控制电路。
[0016] 相对于现有使用PWM接口直接控制输出的电路，控制负载数量有限。本发明利用控 制单元上的普通GPIO接口与P丽接口相结合，控制输出。有效地解决了由于P丽接口数量限 制造成的控制负载数量有限的问题，本发明对于同样数量的负载可减少一半数量的PWM接 口。本发明可应用于日常生活中发光二极管LED的亮度调节或风扇的转速调节等负载控制。
【附图说明】
[0017]图1是实施例一的基础单元电路图；
[001引图2是PWM接口直接驱动发光二极管L邸的时序图；
[0019] 图3是发光二极管LEDl占空比为25%的时序图；
[0020] 图4是实施例一发光二极管LEDl的控制时序图；
[0021] 图5是实施例二的基础单元电路图；
[0022] 图6是实施例S的基础单元电路图；
[0023] 图7是实施例四的基础单元电路图；
[0024] 图8是实施例五的基础单元电路图；
[0025] 图9是实施例五发光二极管LEDl占空比为75%的时序图；
[00%]图10是实施例五发光二极管LEDl占空比为100%的控制时序图；
[0027] 图11是实施例五发光二极管LEDl的控制时序图；
[0028] 图12是实施例六的基础单元电路图；
[0029] 图13是实施例屯的基础单元电路图；
[0030] 图14是实施例八的基础单元电路图；
[0031 ]图15是实施例九的基础单元电路图；
[0032] 图16是实施例十的基础单元电路图。
【具体实施方式】
[0033] 为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。运些附图为本发明掲露内容的一部 分，其主要用W说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参 考运些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式W及本发明的优点。图中 的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0034] 现结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0035] 本发明优选一实施例一的一种控制接口配合PWM调节控制输出电路，该电路包括 控制单元、八个=极管开关电路W及八个负载。其中，该实施例一的控制单元包括四个PWM 接口（即FffMl接口、P丽2接口、P丽3接口、P歷4接口）和一个GPIO接口（即Switch接口），该实 施例一的负载为发光二极管，即发光二极管LEDl、发光二极管LEDl S、发光二极管LED2、发光 二极管LED3S、发光二极管LED3、发光二极管LED3S、发光二极管LED4和发光二极管LED4S。
[0036] 再次参阅图1所示，该实施例一的基础单元电路图，实施例一具有四个基础单元， 其中，基础单元包括一个开关电路A和一个开关电路B，开关电路A包括电阻Rl、电阻R2、= 极管Ql和发光二极管LEDi,开关电路B包括电阻R3、电阻R4、=极管Q2、反相器和发光二极管 LEDi S。其中i = 1，2，3，4。开关电路A的=极管Ql的基极接控制单元的Swi tch接口，=极管Ql 的基极经电阻Rl接电源Vcc正极，=极管Ql的集电极经电阻R2接PWMi接口，=极管Ql的发射 极经发光二极管LEDi接地。开关电路B的=极管Q2的基极经反相器接控制单元的Switch接 口，S极管Q2的基极经电阻R4接电源Vcc正极，S极管Q2的集电极经电阻R3接控制单元的 PWMi接口。S极管Q2的发射极经发光二极管LEDis接地。其中，PWMi接口和Switch接口受控 制单元控制。
[0037] 从图中可知，控制单元的普通GPIO接口（即Switch接口）被用做开关。当运个开关 打开时，Swi tch接口输出高电平，=极管Ql的基极为高电平，=极管Ql导通，PWMi接口直接 驱动LEDi,即开关电路A工作;Switch接口输出高电平经反相器输入到=极管Q2的基极为低 电平，=极管Q2截止，开关电路B不工作。当运个开关关闭时，Switch接口输出低电平，=极 管Ql的基极为低电平，=极管Ql截止，即开关电路A不工作；Switch接口输出低电平经反相 器输入到=极管Q2的基极为高电平，=极管Q2导通，PWMi接口直接驱动LEDis,开关电路B工 作。
[003引下表列举了开关的各个状态下PWM接口和发光二极管L邸的关系。
[0040] 参阅图2所示，为PWM接口直接驱动LED的时序图，PWM接口直接驱动LED，P歷的占空 比从0到100 %时，其驱动的LED的占空比可W实现从0 %至Ij 100 %。图2列举了 L抓占空比分 别是25 %，50 %和75 %的波形，其中，To是PWM的周期，fo为其频率。
[0041 ] 实施例一的PWM接口复用，使用一个PWM接口同时控制两个发光二极管LED。参阅图 3所示，为发光二极管LEDl占空比为25%的时序图，WPWMl接口、发光二极管LEDl和发光二 极管LEDlS为例。设PWMl的占空比为50%，开关Switch接口 WPWMl周期的2倍翻转。当开关打 开时，PWMl接口控制发光二极管LEDl，当开关关闭时，PWMl转而控制发光二极管LEDls。所W 发光二极管LEDl在周期To内真实的占空比是50%/2 =化％。
[0042] 参阅图4所示，为实施例一发光二极管LEDl的控制时序图，与图3的控制原理相同。 阶段1:设PWMl的占空比为50%，当开关打开时，PWMl控制发光二极管LEDl;开关关闭时PWMl 转而控制LEDls。所WLEDl在To内真实的占空比是50%/2 =化％。
[0043] 阶段2:设PWMl的占空比为100%，当开关打开时，P歷1控制发光二极管LEDl;开关 关闭时PWMl转而控制LEDls。所WLEDl在To内真实的占空比是100%/2 = 50%。也就说实施 例一的最大可实现占至比是50%。
[0044] 同理，发光二极管LEDls的占空比范围也是从0到50%。使用一个GPIO接口做开关， 可W节省一半数量的PWM接口。但是同时每个负载(发光二极管LED)也只能获得0到50%的 占空比。
[0045] 实施例一的基础单元只能控制两个负载，为了控制更多的负载，本发明还具有W 下结构。
[0046] 参阅图5所示，为实施例二的基础单元电路图。该实施例二的基础单元与实施例一 的基础单元的不同之处在于:实施例一的基础单元是由一个开关电路A和一个开关电路B 组成，实施例二的基础单元是由两个开关电路A和一个开关电路B组成。开关电路A和开关电 路B的控制方式与实施例一的相同。
[0047] 参阅图6所示，为实施例=的基础单元电路图。该实施例=的基础单元与实施例一 的基础单元的不同之处在于:实施例=的基础单元是由一个开关电路A和两个开关电路B组 成。参阅图7所示，为实施例四的基础单元电路图。实施例四的基础单元与实施例一的基础 单元的不同之处在于：实施例四的基础