用于光通信的驱动电路的制作方法

本实用新型涉及电子线路领域，具体涉及一种用于光通信的驱动电路。

背景技术：

led驱动电源电路是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动led发光的电源转换器。目前的led驱动电源电路包括控制芯片和外围电路，但是产生的大驱动电流的上升沿和下降沿变化缓慢，导致led的亮灭切换之间存在较长时间的过渡，从而使得在使用成像设备拍摄led时显示不清晰或出现识别错误。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种用于光通信的驱动电路，所述驱动电路包括：

直流电压变换器，其被构造为根据接收的脉宽调制信号将其输入端的直流电压转换为电压值可调节的直流电压；以及

第一发光电路，其包括在所述直流电压变换器的输出端子和地之间串联的第一发光装置和第一开关管，所述第一开关管的控制端被配置为接收脉宽调制驱动信号以控制所述第一发光装置的发光状态。

优选的，所述第一发光电路还包括开关管限流电阻以及连接在所述第一开关管的控制端和地之间的开关管下拉电阻，其中，所述开关管限流电阻的一端连接至所述第一开关管的控制端，另一端被配置为接收所述脉宽调制驱动信号。

优选的，所述第一发光装置包括串联连接的第一发光二极管和第一电阻，所述第一发光二极管发射第一波长的光线。

优选的，所述第一开关管为n型金氧半场效应晶体管。

优选的，所述驱动电路还包括：级联非门电路，其包括第一非门电路和第二非门电路，所述第一非门电路的供电端子连接至所述直流电压变换器的输出端子，所述第二非门电路的输出端连接至所述第一非门电路的输入端，且所述第一非门电路的输出端作为所述级联非门电路的输出端且用于输出所述脉宽调制驱动信号；在所述直流电压变换器的输出端和地之间串联的第二发光装置和第二开关管，所述第二开关管的控制端连接至所述级联非门电路的输出端。

优选的，所述第二开关管为p型金氧半场效应晶体管，所述驱动电路还包括连接在所述p型金氧半场效应晶体管的栅极和所述级联非门电路的输出端之间的开关管限流电阻。

优选的，所述第二发光装置包括串联连接的第二发光二极管和第二电阻，所述第二发光二极管发射第二波长的光线。

优选的，所述第一非门电路包括第一三极管、连接在所述第一三极管的集电极和所述直流电压变换器的输出端之间的第一分压电阻、连接在所述第一非门电路的输入端和所述第一三极管的基极之间的第一限流电阻，所述第一三极管的发射极接地，且第一三极管的集电极作为所述第一非门电路的输出端；所述第二非门电路包括第二三极管、连接在所述第二非门电路的供电端子和所述第二三极管的集电极之间的第二分压电阻、连接在所述第二非门电路的输入端和所述第二三极管的基极之间的第二限流电阻，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极作为所述第二非门电路的输出端且连接至所述第一非门电路的输入端。

优选的，所述第一非门电路还包括连接在所述第一三极管的基极和发射极之间的第一下拉电阻，所述第二非门电路还包括连接在所述第二三极管的基极和发射极之间的第二下拉电阻。

优选的，所述驱动电路还包括连接在所述第一非门电路的供电端子和所述直流电压变换器的输出端子之间的第三限流电阻。

本实施例的驱动电路的成本低，能够使得发光二极管清晰地发光，进而使得在使用成像设备拍摄光通信装置时可以获得清晰的成像，便于后续的信息识别。

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是图4所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的供电端子接收的脉宽调制信号的时序图。

图6是图4所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的输入端接收的脉宽调制信号的时序图。

图7是图4所示的驱动电路中的级联非门电路输出的脉宽调制驱动信号的时序图。

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包括直流电压变换器14，以及与直流电压变换器14的输出端电连接的发光电路12。

直流电压变换器14包括驱动芯片u7，例如可选vs1085、vs1086或lm3404。驱动芯片u7的使能端子111被配置为通过限流电阻r11接收脉宽调制信号pwm11，且通过分压电阻r12接地。驱动芯片u7的接地端子112接地，供电端子114、115连接至直流电源vcc，且通过滤波电容c1接地。

驱动芯片u7根据脉宽调制信号pwm11将直流电源vcc的直流电压转换为电压值可调节的直流电压。例如根据脉宽调制信号pwm11的占空比控制其输出端子113的输出电压大小。

发光电路12包括在驱动芯片u7的输出端子113和地之间串联的限流电阻r13、发光二极管l12和n型金氧半场效应晶体管t12，以及开关管限流电阻r14和开关管下拉电阻r15，其中限流电阻r14连接至n型金氧半场效应晶体管t12的栅极(即其控制端)，下拉电阻r15连接在n型金氧半场效应晶体管t12的栅极和源极之间。

脉宽调制信号pwm12用于控制n型金氧半场效应晶体管t12的开关状态。当脉宽调制信号pwm12为高电平时，n型金氧半场效应晶体管t12被控制为导通，由此发光二极管l12发出一定亮度和颜色的光线。当脉宽调制信号pwm12为低电平时，n型金氧半场效应晶体管t12被控制为截止，切断了发光二极管l12的导电路径，使得发光二极管l12熄灭。通过调节脉宽调制信号pmw12的频率，从而调节n型金氧半场效应晶体管t12导通和截止的频率，进一步实现了调节发光二极管l12的闪烁频率。

当脉宽调制信号pwm12为高电平时，脉宽调制信号pwm11用于调节驱动芯片u7输出的直流电压大小，当驱动芯片u7输出的直流电压较大时，发光二极管l12发射较亮的光线，当驱动芯片u7输出的直流电压较小时，发光二极管l12发出较暗的光线，因此脉宽调制信号pwm11用于调节发光二极管l12的亮度。

本实施例的驱动电路1的成本低，能够使得发光二极管清晰地发光，进而使得在使用成像设备拍摄光通信装置时可以获得清晰的成像，便于后续的信息识别。

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，驱动电路2包括升压变换电路24(也即boost电路或boost升压电路)，以及与升压变换电路24的输出端子213电连接的发光电路22，发光电路22与图1中的发光电路12相同，在此不再赘述。

boost电路24的输出电压＝输入电压/(1-d)，其中输入电压为直流电源vcc的电压值，d为脉宽调制信号pwm21的占空比。通过调节脉宽调制信号pwm21的占空比d，以控制boost电路24输出的直流电压的大小，进而控制发光二极管l22的亮度。

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，驱动电路3包括降压变换电路34(也即buck电路或buck降压电路)，以及与buck电路的输出端子313电连接的发光电路32，发光电路32与图1中的发光电路12相同，在此不再赘述。

buck电路34的输出电压＝输入电压*d，其中输入电压为直流电源vcc的电压值，d为脉宽调制信号pwm31的占空比。通过调节脉宽调制信号pwm31的占空比d，以控制buck电路34输出的直流电压的大小，进一步控制发光二极管l32的亮度。

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，驱动电路4包括直流电压变换器44、与直流电压变换器44的输出端子电连接的级联非门电路41、以及在直流电压变换器44的输出端子和地之间并联的发光电路42和发光电路43。

级联非门电路41包括第一非门电路和第二非门电路，第二非门电路的输出端连接至第一非门电路的输入端。

第一非门电路包括三极管q41、连接在三极管q41的集电极和直流电压变换器44的输出端子之间的分压电阻r46、以及连接在第一非门电路的输入端413和三极管q41的基极之间的限流电阻r41。其中三极管q41的集电极作为第一非门电路的输出端410，同时也作为级联非门电路41的输出端。

第二非门电路包括三极管q42、连接在三极管q42的集电极和第二非门电路的供电端子411之间的分压电阻r45、以及连接在第二非门电路的输入端412和三极管q42的基极之间的限流电阻r43。其中三极管q42的集电极作为第二非门电路的输出端。

其中，第二非门电路的供电端子411和输入端412作为级联非门电路41的两个输入端子，且分别用于接收脉宽调制信号pwm42和脉宽调制信号pwm43。

发光电路42包括在直流电压变换器44的输出端子和地之间串联的发光二极管l42和n型金氧半场效应晶体管t42，其中级联非门电路41的输出端410连接至n型金氧半场效应晶体管t42的栅极。

发光电路43包括在直流电压变换器44的输出端子和地之间串联的p型金氧半场效应晶体管t43和发光二极管l43、以及开关管限流电阻r47，其连接在级联非门电路41的输出端410和p型金氧半场效应晶体管t43的栅极之间。

图5是图4所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的供电端子接收的脉宽调制信号的时序图，图6是图4所示的驱动电路中的级联非门电路的第二非门电路的输入端接收的脉宽调制信号的时序图。如图5和6所示，脉宽调制信号pwm42具有第一频率，脉宽调制信号pwm43具有第二频率。

下面结合脉宽调制信号pwm42和脉宽调制信号pwm43的波形来说明级联非门电路41的输出端410输出的脉宽调制驱动信号v1的波形。

(1)当脉宽调制信号pwm42为低电平时，三极管q41的发射极反向偏置，三极管q41截止。此时无论脉宽调制信号pwm43是高电平还是低电平，级联非门电路11输出的脉宽调制驱动信号v1都为直流电压变换器44的输出电压vo。

(2)当脉宽调制信号pwm42为高电平，脉宽调制驱动信号v1的波形与脉宽调制信号pwm43的波形相同。具体原理说明如下：

当脉宽调制信号pwm43为低电平时，三极管q42截止，三极管q41的发射极正向偏置，由此三极管q41导通，级联非门电路41输出的脉宽调制驱动信号v1为低电平。

当脉宽调制信号pwm43为高电平时，三极管q42的发射极正向偏置，三极管q42导通。同时三极管q41的发射极反向偏置，其处于截止状态。级联非门电路41输出的脉宽调制驱动信号v1为电压vo。

图7是图4所示的驱动电路中的级联非门电路输出的脉宽调制驱动信号的时序图。结合图4和图7可知，当脉宽调制驱动信号v1的电压值为vo时，n型金氧半场效应晶体管t42导通，发光二极管l42发出相应波长(例如蓝色)和亮度的光线。同时p型金氧半场效应晶体管t43的沟道电阻较大或其处于截止状态，发光二极管l43发出较弱的光线或熄灭。当级联非门电路41输出的脉宽调制驱动信号v1为低电平时，p型金氧半场效应晶体管t43导通，发光二极管l43发出相应波长(例如红色)和亮度的光线。同时n型金氧半场效应晶体管t42截止，发光二极管l42熄灭。

综合上述工作模式可知，当脉宽调制信号pwm42为高电平时，具有第二频率的脉宽调制驱动信号v1控制发光二极管l43和发光二极管l42以第二频率交替闪烁。当脉宽调制信号pwm42为低电平时，脉宽调制驱动信号v1控制发光二极管l42发光、且控制发光二极管l43发出微弱的光线或熄灭。因此，通过调节脉宽调制信号pwm42的第一频率，从而实现调节发光二极管l43熄灭的频率和发光二极管l42发光的频率。通过调节脉宽调制信号pwm43的第二频率，从而实现调节发光二极管l43和发光二极管l42交替闪烁的闪烁频率。

本实施例的驱动电路4的调制方式可靠性高。基于脉宽调制驱动信号v1可以准确地控制发光二极管l42和发光二极管l43的发光状态，使得发光二极管能够清晰地显示。

在本实用新型的其他实施例中，采用boost电路或buck电路等代替上述实施例中的直流电压变换器44。

在本实用新型的其他实施例中，非门电路还包括连接在非门电路中的三极管的基极和发射极之间的下拉电阻，当非门电路的输入端子为高电平时，下拉电阻使得该三极管的发射极正向偏置。

在本实用新型的其他实施例中，驱动电路还包括连接在直流电压变换器44的输出端子和第一非门电路的供电端子之间的限流电阻。

在本实用新型的其他实施例中，采用串联连接的发光二极管与电阻形成的发光装置代替上述实施例中的发光二极管，与发光二极管串联的电阻用于限制发光二极管中的电流过大。

在本实用新型的其他实施例中，金氧半场效应晶体管还可以被替换为绝缘栅双极型晶体管等开关管。

在本实用新型的其他实施例中，采用由互补金属氧化物半导体构成的非门电路代替上述实施例中的由三极管构成的非门电路。

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。