专利名称：一种智能交通led补光灯供电控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交通摄像补光灯的供电控制系统，尤其涉及一种用于交通摄像的 智能交通LED补光灯供电控制系统。
背景技术：
对于交通摄像补光灯来说触发响应时间是很重要的，LED补光灯必须在摄像机快 门打开的时候开启并达到所需的亮度，否则补光效果就不理想。因为摄像机快门时间很短， 一般不超过2. 5ms，所以补光灯触发响应时间非常重要，特别是在频闪模式下更加重要。通 常给LED供电的电路拓扑主要是buck降压电路，在有触发信号来的时候给MOS管发信号， 通过电感给电容充电，再用电容上获得的电压去驱动LED，这个过程是很慢的，较快的也需 要几百微妙，甚至更长，这对于摄像机所需的2. 5ms快门时间来说是很长的时间了，使得 摄 像机必须提前发触发脉冲，等LED完全亮起来的时候再开启快门，使摄像机控制变的复杂。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足之处，提供一种智能交通LED补光灯供电控制系 统，摄像机可以根据拍摄要求触发系统，系统可以实现与快门信号同步，延时不超过5微 妙，以获得更好的抓拍效果，在不需要抓拍时可以实现低亮度照射或直接关闭系统，以达到 节能目的。本发明是通过以下技术方案达到上述目的一种智能交通LED补光灯供电控制 系统，包括整流器B、反激开关变换电路K、低压直流变换电路DLl、反激开关变换控制电路 DL2、输出电压控制电路DL3、输出滤波储能电容Cl、检流电阻Rl和R2、触发驱动电路DL4、 RS232转换电路DL5、单片机DL6、触发逻辑电路DL7、开关机信号DL8和LED补光灯光源，所 述的整流器B的输入端接交流电源，输出端接反激开关变换电路K的输入端和低压直流变 换电路DLl的输入端；所述的反激开关变换电路K的输出端接输出滤波储能电容Cl、检流 电路Rl的一端和LED补光灯的阳极；所述的低压直流变换电路DLl的输出端接反激开关变 换电路K ；所述的反激开关变换控制电路DL2的输出接反激开关变换电路K ；所述的输出电 压控制电路DL3的输入接输出滤波储能电容Cl的一端、检流电阻Rl的一端以及单片机DL6 的一个引脚，输出接反激开关变换电路K ；所述的检流电阻Rl和R2串联连接；所述的触发 驱动电路DL4接LED补光灯的阴极、检流电阻R2的一端，输出接触发逻辑电路DL7 ；所述的 开关机电路DL8输入接开关机信号，输出接反激开关变换电路KDL2 ；所述的单片机DL6两 个输入分别接检流电阻R2的一端和RS232转换电路DL5的输出，两个输出分别接输出电压 控制电路DL3和触发逻辑电路DL7 ；所述的触发逻辑电路DL7的输入分别接单片机DL6和 触发信号，输出接触发驱动电路DL4。作为优选，所述的整流器B的输入端接交流95V到265V之间的电源。作为优选，所述的触发驱动电路DL4的电阻R40、R41、R43、R47的下端连接到MOS 管Q2的漏极；R40、R41并联，R43、R47并联分别接至LED的阴极；MOS管Q2的源极接至电阻R46和R50，R46和R50并联后一端接地，另一端接单片机AD输入端口 ；电阻R48 —端接地， 另一端接到Q2的栅极；电阻R44接在三极管Q4集电极和Q2栅极之间；Q4的发射极接12V 电源，基极接R39和R42组成的分压电路中间；三极管Q5集电极接电阻R42的一端，发射极 接地，基极接由R45和R49串联组成的分压电路中间；R45的一端接至触发逻辑电路DL7。LED补光灯亮灭由一个MOS管控制，给LED补光灯供电的电压一直维 持在设定的电 流对应的电压值，只要MOS管一打开，LED就能立马达到所需的电流，而外部触发信号可以 直接控制MOS管的开关，这样，影响响应速度的主要就是MOS管的响应速度，只要MOS管的 驱动电路驱动能力足够，就能做到快速的响应。本发明采用交流电源供电，经过整流器B整流后由反激开关变换电路K变换成稳 定的直流电压。反激开关变换控制电路DL2有低压直流变换电路DLl供电，根据输出电压 控制电路DL3和开关机电路DL8的信号来控制反激开关变换电路K工作。输出电压控制电 路DL3根据单片机设定的参考电压调节输出电压，从而控制流过LED的电流。单片机DL6还 检测LED上的电流，以调整输出电压来稳定LED上的电流的稳定。单片机DL6的RS232通 信接口通过RS232转换电路DL5可以接收摄像机的控制命令，完成相应功能，同时还能检测 电路的运行状态，在异常情况下进行保护。触发逻辑电路DL7将单片机和摄像机的触发信 号进行混合后送到触发驱动电路DL4触发LED的亮灭，实现补光灯功能。本发明的有益效果是触发响应速度快，可以实现小于5微妙的响应速度，与传统 补光灯几百微妙的响应速度相比有非常大的提高。可以通过TTL电平控制开关电源软开机 和软关机，在实现节能的同时也延长了系统的寿命。
图1是本发明功能原理框图； 图2是本发明的电路图3是本发明的输出电压控制电路DL3原理图； 图4是本发明的开关机电路原理图； 图5是本发明的RS232电路原理图； 图6是本发明的触发驱动电路DL4原理图； 图7是本发明的触发逻辑电路DL7原理图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
如图1、图2所示，一种智能交通LED补光灯供电控制系统由整流器B、反激开关变换电 路K、低压直流变换电路DL1、反激开关变换控制电路DL2、输出电压控制电路DL3、输出滤波 储能电容Cl、检流电阻Rl和R2、触发驱动电路DL4、RS232转换电路DL5、单片机DL6、触发 逻辑电路DL7、开关机信号DL8和LED光源组成。经过整流器B整流后由反激开关变换电 路K变换成稳定的直流电压。反激开关变换控制电路DL2有低压直流变换电路DLl供电， 根据输出电压控制电路DL3和开关机电路DL8的信号来控制反激开关变换电路K工作。输 出电压控制电路DL3根据单片机设定的参考电压调节输出电压，从而控制流过LED的电流。 单片机DL6还检测LED上的电流，以调整输出电压来稳定LED上的电流的稳定。单片机DL6的RS232通信接口通过RS232转换电路DL5可以接收摄像机的控制命令，完成相应功能，同 时还能检测电路的运行状态，在异常情况下进行保护。触发逻辑电路DL7将单片机和摄像 机的触发信号进行混合后送到触发驱动电路DL4触发LED的亮灭
图3是输出电压控制电路DL3，其中R8 —端接反激开关变换电路K的输出，另一 端接电容C7和稳压管Zl，一起组成线性稳压电路为芯片U4供电。电阻R9和RlO并联接在 Rll —端和U4的4脚实现电流检测。电阻R12和R38串联形成分压电路，在R38的一端形 成较低电压送到U4的1脚，用于检测输出电压。电阻R32和电容C19串联接到U4的1脚 和3脚形成负反馈，电阻R35和电容C22串联接到U4的3脚和5脚，电容C23接在U4的4 脚和5脚之间起积分作用。电阻R29、R31、R33、R34串联，一端接到单片机的一个输出脚， 另一端接到运放U5A的正向输入端，电容C18、C20、C21分别接到R29、R31、R33的一端用于 滤波，R36接到运放U5A的正向端提供放电回路。运放U5A起到电压跟随器的作用，输出端 接的二极管D8起到防止电流倒灌的作用，对维持输出电压稳定有非常重要的作用。二极管 D8的阴极输出电压作为系统输出电压的参考电压，Rxl为分压电阻，其作用也非常重要。电 阻R6、R30、R28和光耦Q3B串接在一起组成反馈电路作用于反激变换控制电路。图4是开关机电路DL8，实现了用TTL电平控制开关电源的软开 机和 软关机。其中 电阻R76 —端接到U8的2脚，另一端接控制信号，起到限流的作用，根据控制信号驱动能力 的不同可以改变其阻值大小以调整输入电流的大小。电阻R77接在U9的2脚和3脚之间， 用于提高抗干扰能力。U9是可以用TTL电平驱动的光耦，起到隔离作用，提高了系统的安全 性。电容C40接在U9的5脚和8脚。电阻RL2接在U9的8脚和6脚之间作为上拉电阻， 电容CL2接在U9的5脚和6脚之间，起滤波作用。电阻R74和而稳压管Z6串接在一起，并 将Z6的阴极接到U9的8脚作为电源。U9的6脚接到三极管QlO的基极，R72接在QlO的 基极和射极之间。三极管QlO的集电极作为开关机信号接在U3的4脚。当接在JPl上的 开关机信号为高电平时，QlO变为低电平，开关电源开机工作；当接在JPl上的开关机信号 为高低平时，QlO变为高电平，开关电源关机，从而实现了软开机和软关机。图5是RS232接收电路。其中电阻R68是限流电阻，接在光耦U7内部二极管的阳 极，另一端接外部RS232通信接口的发送端，U7内部二极管的阴极接外部RS232通信输入 的地。二极管Dll与U7内部二极管反向并联，起到了对U7内部二极管的保护作用。光耦 U7做隔离用，提高了可靠性和安全性。U7的内部三极管发射极接地，电阻R63 —端接5V电 源，另一端接U7内部三极管的集电极，同时接R62的一端，R62和R61串接，其连接处接至 单片机的UART输入接口。此电路在没有用专用RS232芯片条件下实现了 RS232信号电平 的转换和隔离。图6是触发驱动电路DL4。其中电阻R40、R41、R43、R47的下端连接到MOS管Q2 的漏极；R40、R41并联，R43、R47并联分别接至亮串LED的阴极，起到平衡电流的作用，抑制 LED电流过度增长。MOS管Q2起到开关作用，对实现补光灯的触发闪烁起到至关重要的作 用。Q2的源极接至电阻R46和R50，R46和R50并联后一端接地，另一端接单片机AD输入端 口，起到检测电流的作用。电阻R48 —端接地，另一端接到Q2的栅极，用于提供泄放回路， 这个电阻的选择将影响LED触发响应速度，电阻不能太大也不能太小。电阻R44接在三极 管Q4集电极和Q2栅极之间起限流作用，电阻值不能太大。Q4的发射极接12V电源，基极接 R39和R42组成的分压电路中间。三极管Q5集电极接电阻R42的一端，发射极接地，基极接由R45和R49串联组成的分压电路中间。R45的一端接至触发逻辑电路DL7。触发驱动电 路DL4不光实现了将触发信号从5V变到12V的功能，还实现了对触发信号的快速响应。图7是触发逻辑电路DL7。其中，电阻R70接在U8的2脚和外部触发引脚之间，起 到限流的作用。U8的3脚接至外部触发信号的负端。光耦U8是可以用TTL电平触发的高 速光耦，起到隔离作用，提高了系统的可靠性和安全性。电容C35接在U8的8脚和5脚之 间，做滤波用。电阻RLl接在U8的8脚和6脚之间作为上拉电阻。电容CLl接在U8的5 脚和6脚之间用于滤波。U8的6脚将触发信号转换成反向的信号通过电阻R65送至三极管 Q8，通过电阻R66接至单片机的外部中断引脚。电阻R64接在5V电源和三极管Q8的基极 之间。单片机DL6的触发信号通过电阻R56接至三极管Q6的基极，经过三极管Q6的集电 极通过电阻R58将单片机内部触发信号引至三极管Q7的基极。三极管Q7的集电极和三极 管Q8的集电极相连组成线或电路，将内部触发信号和外部触发信号进行混合，这种方式对 提高触发响应速度起到了非常的重要的做用。混合后的触发信号送至触发驱动电路DL4的 电阻R45的一端。在触发驱动电路DL4的电阻R45和R49之间接了三极管Q9的集电极，Q9 通过电阻R67和电阻69从电阻R67的一端提取单片机的开关信号，这 个开关信号用于总使 能或禁止触发开关。电阻R67、R69和三极管Q9对触发超时保护起到了关键作用。以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所 作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的 保护范围。
权利要求
一种智能交通LED补光灯供电控制系统，其特征在于包括整流器B、反激开关变换电路K、低压直流变换电路DL1、反激开关变换控制电路DL2、输出电压控制电路DL3、输出滤波储能电容C1、检流电阻R1和R2、触发驱动电路DL4、RS232转换电路DL5、单片机DL6、触发逻辑电路DL7、开关机信号DL8和LED补光灯光源；所述的整流器B的输入端接交流电源，输出端接反激开关变换电路K的输入端和低压直流变换电路DL1的输入端；所述的反激开关变换电路K的输出端接输出滤波储能电容C1、检流电路R1的一端和LED补光灯的阳极；所述的低压直流变换电路DL1的输出端接反激开关变换电路K；所述的反激开关变换控制电路DL2的输出接反激开关变换电路K；所述的输出电压控制电路DL3的输入接输出滤波储能电容C1的一端、检流电阻R1的一端以及单片机DL6的一个引脚，输出接反激开关变换电路K；所述的检流电阻R1和R2串联连接；所述的触发驱动电路DL4接LED补光灯的阴极、检流电阻R2的一端，输出接触发逻辑电路DL7；所述的开关机电路DL8输入接开关机信号，输出接反激开关变换电路KDL2；所述的单片机DL6两个输入分别接检流电阻R2的一端和RS232转换电路DL5的输出，两个输出分别接输出电压控制电路DL3和触发逻辑电路DL7；所述的触发逻辑电路DL7的输入分别接单片机DL6和触发信号，输出接触发驱动电路DL4。
2.根据权利要求1所述的智能交通LED补光灯供电控制系统，其特征在于，所述的整流 器B的输入端接交流95V到265V之间的电源。
3.根据权利要求1或2所述的智能交通LED补光灯供电控制系统，其特征在于，所述的 触发驱动电路DL4的电阻R40、R41、R43、R47的下端连接到M0S管Q2的漏极；R40、R41并 联，R43、R47并联分别接至LED的阴极；M0S管Q2的源极接至电阻R46和R50，R46和R50 并联后一端接地，另一端接单片机AD输入端口 ；电阻R48 —端接地，另一端接到Q2的栅极； 电阻R44接在三极管Q4集电极和Q2栅极之间；Q4的发射极接12V电源，基极接R39和R42 组成的分压电路中间；三极管Q5集电极接电阻R42的一端，发射极接地，基极接由R45和 R49串联组成的分压电路中间；R45的一端接至触发逻辑电路DL7。
全文摘要
本发明涉及一种交通摄像领域，尤其涉及一种智能交通LED补光灯供电控制系统，包括整流器B、反激开关变换电路K、低压直流变换电路DL1、反激开关变换控制电路DL2、输出电压控制电路DL3、输出滤波储能电容C1、检流电阻R1和R2、触发驱动电路DL4、RS232转换电路DL5、单片机DL6、触发逻辑电路DL7、开关机信号DL8和LED补光灯光源。本发明的有益效果触发响应速度快，可以实现小于5微妙的响应速度，与传统补光灯几百微妙的响应速度相比有非常大的提高，可以通过TTL电平控制开关电源软开机和软关机，在实现节能的同时也延长了系统的寿命。
文档编号H05B37/02GK101835307SQ20101015710
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者吴勇, 曾维建, 朱志海, 罗璐, 金泽勇, 魏俊义, 龚刚祖 申请人:杭州海康蓝博电器有限公司