UV点光源控制电路及控制器的制作方法

本实用新型涉及光源控制技术领域，特别涉及一种uv点光源控制电路及控制器。

背景技术：

机器视觉是现代先进制造业中一种不可或缺的重要技术，而光源控制器作为机器视觉应用最关键的部分之一,在很大程度上能够直接影响图像的质量和应用效果。市面上常用的光源控制器有模拟控制器和数字控制器，模拟控制器通过手动调节，数字控制器可以通过电脑或其他设备远程控制。市面上光源控制器有如下缺点：1)控制器的功能单一；2)不同功率光源的控制精度不够；3)市面上大多数光源控制器都是低电压低功率或者高电压大功率，无法满足更多的uv点光源规格需求。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种uv点光源控制电路，能够调节输出功率，满足更多的uv点光源规格需求。

本实用新型还提出一种具有上述uv点光源控制电路的uv点光源控制器。

根据本实用新型的第一方面实施例的uv点光源控制电路，包括微控制器，具有第一输入端、第一输出端和反馈输入端；通讯接口单元，与所述微控制器的第一输入端连接；光源接口，具有正引脚和负引脚，所述光源接口的正引脚连接有供电单元；开关单元，具有控制端、输入端和输出端，所述开关单元的控制端与所述微控制器的第一输出端连接，所述开关单元的输入端与所述光源接口的负引脚连接；取样放大单元，所述取样放大单元的输入端与所述开关单元的输出端连接，所述取样放大单元的输出端与所述微控制器的反馈输入端连接；其中，所述供电单元还用于为所述微控制器、所述通讯接口单元、所述开关单元和所述取样放大单元供电。

根据本实用新型实施例的uv点光源控制电路，至少具有如下有益效果：

微控制器通过通讯接口单元连接外部的上位机，并接收来自上位机的控制信号，微控制器根据控制信号给开关单元发出相应的pwm信号，控制开关单元的通断时间，从而对光源接口的输出功率进行调节，满足更多的uv点光源规格需求，取样放大单元可以对开关单元的输出信号进行采样并反馈给微控制器，实现反馈控制，有利于更加精准地调节输出功率。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关单元包括至少一路信号转换电路和至少一路开关电路，每路所述信号转换电路的输入端分别与所述微控制器的第一输出端连接，每路所述信号转换电路的输出端与至少一路所述开关电路的控制端连接，所述信号转换电路用于将来自所述微控制器的pwm信号进行电压转换，并将转换后的信号发送给相应的所述开关电路，每路所述开关电路的输入端与至少一个所述光源接口连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述信号转换电路包括双电源总线芯片u88，所述双电源总线芯片的输入引脚a1、a2与所述微控制器连接，所述双电源总线芯片的输出引脚b1、b2分别连接有第一分压电路和第二分压电路，并分别通过所述第一分压电路和所述第二分压电路输出转换后的信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关电路包括开关管q23和开关管q31，所述开关管q23的控制端和所述开关管q31的控制端连接后与所述信号转换电路的输出端，所述开关管q23的高压端和所述开关管q31的高压端连接后与所述光源接口连接，所述开关管q23的高压端和所述开关管q31的高压端连接后还连接有二极管d34，并通过所述二极管d34与所述供电单元连接，所述开关管q23的低压端和所述开关管q31的低压端连接后连接有下拉电阻r46，并通过所述下拉电阻r46接地，所述开关管q23的控制端和所述开关管q31的控制端连接后还连接有二极管d48，并通过所述二极管d48与所述下拉电阻r46连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述取样放大单元包括运放u106a，所述运放u106a的同相输入端连接有电阻r241，并通过所述电阻r241连接有第三分压电路，所述第三分压电路的高压端与所述微控制器连接，所述第三分压电路的低压端接地，所述运放u106a的反相输入端连接有电阻r240，并通过所述电阻r240与所述开关单元的输出端连接,所述运放u106a的反相输入端还连接有电容c176，并通过所述电容c176接地，所述运放u106a的输出端连接有电阻r242，并通过所述电阻r242与所述微控制器的反馈输入端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述通讯接口单元采用rs232接口电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述微控制器还具有第二输出端，所述第二输出端连接有显示接口或显示屏。

根据本实用新型的第二方面实施例的uv点光源控制器，包括上述的uv点光源控制电路。

根据本实用新型实施例的uv点光源控制器，至少具有如下有益效果：

微控制器通过通讯接口单元连接外部的上位机，并接收来自上位机的控制信号，微控制器根据控制信号给开关单元发出相应的pwm信号，控制开关单元的通断时间，从而对光源接口的输出功率进行调节，满足更多的uv点光源规格需求，取样放大单元可以对开关单元的输出信号进行采样并反馈给微控制器，实现反馈控制，有利于更加精准地调节输出功率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的uv点光源控制电路的原理框图；

图2为图1示出的uv点光源控制电路的开关单元的原理框图；

图3为图2示出的开关单元的信号转换电路的电路原理图；

图4为图2示出的开关单元的开关电路的电路原理图；

图5为图1示出的uv点光源控制电路的取样放大单元的电路原理图；

图6为图1示出的uv点光源控制电路的通讯接口单元的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型第一方面的实施例公开了一种uv点光源控制电路，包括微控制器100、通讯接口单元200、光源接口300、开关单元400和取样放大单元500，微控制器100具有第一输入端、第一输出端和反馈输入端，光源接口300具有正引脚和负引脚，开关单元400具有控制端、输入端和输出端，微控制器100的第一输入端与通讯接口单元200连接，微控制器100的第一输出端与开关单元400的控制端连接，开关单元400的输入端与光源接口300的负引脚连接，光源接口300的正引脚连接有供电单元600，开关单元400的输出端还与取样放大单元500的输入端连接，取样放大单元500的输出端与微控制器100连接，其中，供电单元600还用于为微控制器100、通讯接口单元200、开关单元400和取样放大单元500供电。

微控制器100通过通讯接口单元200连接外部的上位机，并接收来自上位机的控制信号，微控制器100根据控制信号给开关单元400发出相应的pwm信号，通过控制pwm信号的占空比来控制开关单元400的通断时间，从而对光源接口300的输出功率进行调节，例如，光源接口300正负引脚之间的电压为5v，总功率为25w，调整pwm信号的占空比为50％，则光源接口300的输出功率降为12.5w，有利于满足更多的uv点光源规格需求，取样放大单元500可以对开关单元400的输出信号进行采样并反馈给微控制器100，实现反馈控制，有利于更加精准地调节输出功率。

本实用新型实施例的微控制器100采用型号为stm32f103vc的单片机，该单片机内置有精度为12位的ad转换器，可实现高精度的模数转换，降低信号转换的误差，有利于提高光源功率的控制精度。

请参照图2，在一些实施例中，开关单元400包括至少一路信号转换电路410和至少一路开关电路420，每路信号转换电路410的输入端分别与微控制器100的第一输出端连接，每路信号转换电路410的输出端与至少一路开关电路420的控制端连接，信号转换电路410用于将来自微控制器100的pwm信号进行电压转换，并将转换后的信号发送给相应的开关电路420，每路开关电路420的输入端与至少一个光源接口300连接。本实用新型实施例可设置多路开关电路420和多个光源接口300，可实现多通道输出，实现功能的多样化，每路开关电路420与一个光源接口300连接，可实现每个输出通道独立工作，降低通道间的串扰，单通道的电流最大可达到5.5a，功率最大可达到27.5w。

请参照图2和图3，本实用新型实施例设置有4个光源接口300，实现4通道工作，其中，每路信号转换电路410与两路开关电路420连接，每路开关电路420与一个光源接口300连接。信号转换电路410包括双电源总线芯片u88，双电源总线芯片u88采用型号为sn74lvc2t45的芯片，该芯片可配置电压转换，将来自微控制器100的3.3v的pwm信号转换为5v的pwm信号输出，双电源总线芯片的输入引脚a1、a2与微控制器100连接，具体的，双电源总线芯片的输入引脚a1、a2分别与微控制器100的第23引脚和第24引脚连接，双电源总线芯片的输出引脚b1、b2分别连接有第一分压电路411和第二分压电路，并分别通过第一分压电路411和第二分压电路输出转换后的信号。其中，第一分压电路411包括电阻r423和电阻r61，电阻r423的第一端与双电源总线芯片u88的引脚b1连接，电阻r423的第二端分别连接于电阻r61的第一端和后级的其中一路开关电路420，电阻r61的第二端接地，第二分压电路包括电阻r424和电阻r62，电阻r424的第一端与双电源总线芯片u88的引脚b2连接，电阻r424的第二端分别连接于电阻r62的第一端和后级的另一路开关电路420，电阻r62的第二端接地。

请参照图3和图4，在一些实施例中，每路开关电路420包括开关管q23和开关管q31，开关管q23的控制端和开关管q31的控制端连接后与信号转换电路410的输出端，具体的，开关管q23的控制端和开关管q31的控制端连接后与电阻r423的第二端连接，开关管q23的高压端和开关管q31的高压端连接后与光源接口300连接，开关管q23的高压端和开关管q31的高压端连接后还连接有二极管d34，并通过二极管d34与供电单元600连接，开关管q23的低压端和开关管q31的低压端连接后连接有下拉电阻r46，并通过下拉电阻r46接地，开关管q23的控制端和开关管q31的控制端连接后还连接有二极管d48，并通过二极管d48与下拉电阻r46连接。需要说明的是，本实施例中开关管可以采用mos管或三极管，开关管的控制端对应于mos管的栅极或三极管的基极，开关管的高压端对应于mos管的漏极或三极管的集电极，开关柜的低压端对应于mos管的源极或三极管的发射极。本实施例中，开关管q23和开关管q31均采用mos管，开关管q23和开关管q31接收来自微控制器100的pwm信号，并根据pwm信号调节ugs电压，从而实现电流调节，进而实现光源接口300的输出功率调节，满足不同能量下的uv点光源需求。

请参照图5，在一些实施例中，取样放大单元500包括运放u106a，运放u106a的同相输入端连接有电阻r241，并通过电阻r241连接有第三分压电路510，具体的，运放u106a通过电阻r241与开关管q31的源极连接，第三分压电路510的高压端与微控制器100连接，第三分压电路510的低压端接地，运放u106a的反相输入端连接有电阻r240，并通过电阻r240与开关单元400的输出端连接,运放u106a的反相输入端还连接有电容c176，并通过电容c176接地，运放u106a的输出端连接有电阻r242，并通过电阻r242与微控制器100的反馈输入端连接。具体的，第三分压电路510包括电阻r176和电阻r179，电阻r176的第一端与微控制器100的第21引脚连接，电阻r176的第二端与电阻r179的第一端连接，电阻r179的第二端接地，电阻r176和电阻r179均采用精度为±0.1％的高精度贴片电阻，使加在运放u106a同相输入端的参考电压更加精确，有利于提高运放u106a输出信号的准确度，从而实现精准取样。

请参照图6，在一些实施例中，通讯接口单元200采用rs232接口电路。rs232接口电路包括rs232接口芯片u37，rs232接口芯片u37的第11引脚和第12引脚分别与微控制器100的第68引脚和第69引脚连接，rs232接口芯片u37的第13引脚和第14引脚分别与rs232接口连接。

请参照图1，微控制器100还具有第二输出端，第二输出端连接有显示接口或显示屏。微控制器100可通过显示接口与外部的显示屏连接，也可以将微控制器100和显示屏集成于同一块电路板上，通过显示屏可以观察微控制器100的pwm信号以及取样放大单元500的反馈信号，便于调试和进行维护。

本实用新型第二方面实施例公开了一种uv点光源控制器，包括上述的uv点光源控制电路。

微控制器100通过通讯接口单元200连接外部的上位机，并接收来自上位机的控制信号，微控制器100根据控制信号给开关单元400发出相应的pwm信号，控制开关单元400的通断时间，从而对光源接口300的输出功率进行调节，满足更多的uv点光源规格需求，取样放大单元500可以对开关单元400的输出信号进行采样并反馈给微控制器100，实现反馈控制，有利于更加精准地调节输出功率。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。