一种短波红外结冰探测的驱动电路的制作方法

本发明属于航空电子电路，具体涉及一种短波红外结冰探测的驱动电路。

背景技术：

1、现有的光源驱动电路形式单一，功能匮乏，不能同时按照不同的发光要求持续工作，使用受限，存在诸多问题，一种基于短波红外的结冰传感器中有三组发光二极管发光，需要一个满足发光二极管按照不同要求发光的光源驱动电路，保证结冰传感器持续稳定的工作。

技术实现思路

1、提出一种用于短波红外结冰探测的驱动电路，电路有四种工作状态，满足短波红外光源以不同的工作状态持续工作的要求。

2、技术方案

3、一种短波红外结冰探测的驱动电路，包括4个电路单元模块，分别为单元a模块、单元b模块、单元c模块和单元d模块。其中单元a由光耦、电阻、二极管、单刀单掷模拟开关组成，实现控制光源驱动电路正常工作或停止工作状态；单元b由光耦、电阻、二极管、单刀单掷模拟开关组成，实现控制光源驱动电路驱动光源以光学下限阈值发光；单元c由光耦、电阻、二极管、单刀单掷开关组成，实现控制光源驱动电路驱动光源以光学上限阈值发光；单元c由电阻、运算放大器、npn型三极管、发光二极管组成，实现控制光源发光。

4、进一步的，所述单元a具体为电阻r1的“1”端与单片机的i/o口相连，“2”端与光耦ic1的“1”端相连；光耦ic1的“2”端接地，光耦ic1的“3”端接地，光耦ic1的4端接电阻r2的1端；二极管d1的“1”端与光耦ic1的“2”端相连，二极管d1的“2”端与光耦ic1的“1”端相连；电阻r2的“2”端接四路单刀单掷模拟开关ic4的参考电压vcc端；四路单刀单掷模拟开关ic4的“8”端与光耦ic1的“4”端相连，四路单刀单掷模拟开关ic4“7”端接地，四路单刀单掷模拟开关ic4“6”端与运算放大器ic5的“+”端相连。

5、进一步的，所述单元b具体为电阻r14的“2”端与单片机的i/o口相连，“1”端与光耦ic2的“1”端相连；光耦ic2的“2”端接地，光耦ic2的“3”端接地，光耦ic2的4端接电阻r13的1端；二极管d2的“1”端与光耦ic2的“2”端相连，二极管d2的“2”端与光耦ic2的“1”端相连；电阻r13的“2”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的参考电压vcc端相连；四路单刀单掷模拟开关ic4的“16”端与光耦ic2的“4”端相连，四路单刀单掷模拟开关ic4“15”端接地，四路单刀单掷模拟开关ic4的“14”端与r12的“1”端相连，四路单刀单掷模拟开关ic4的“11”端与电阻r12的“1”端相连，四路单刀单掷模拟开关ic4的“10”端接地，四路单刀单掷模拟开关ic4的“9”端与光耦ic2的“4”端相连；电阻r12的“2”端与运算放大器ic5的“+”端相连；电阻r11的“2”端与运算放大器ic5的“+”端相连，电阻r11的“1”端与电阻r12的“1”端相连。

6、进一步的，所述单元c具体为电阻r10的“2”端与单片机的i/o口相连，“1”端与光耦ic3的“1”端相连；光耦ic3的“2”端接地，光耦ic3的“3”端接地，光耦ic3的4端接电阻r9的1端；二极管d3的“1”端与光耦ic3的“2”端相连，二极管d3的“2”端与光耦ic3的“1”端相连；电阻r9的“2”端接四路单刀单掷模拟开关ic4的参考电压vcc端；四路单刀单掷模拟开关ic4的“1”端与光耦ic3的“4”端相连，四路单刀单掷模拟开关ic4“2”端接地，四路单刀单掷模拟开关ic4“3”端与电阻r8的“2“端相连；电阻r8的“1”端与运算放大器ic5的“+”端相连；电阻r7的“1”端与运算放大器ic5的“+”端相连，电阻r7的“1”端与电阻r8的“1”端相连。

7、进一步的，所述单元d具体为电阻r3的“1”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的参考电压vcc端相连，电阻r3的“2”端与运算放大器ic5的“+”端相连；电阻r5的“1”端接地，电阻r5的“2”端与运算放大器ic5的“+”端相连；电阻r6的“1”端与运算放大器ic5的“﹣”端相连，电阻r6的“2”端接地；三极管q1的集电极与电阻r4的“1”端相连，三极管q1的基极与运算放大器ic5的输出端相连，三极管q1的发射极与发光二极管led的“﹢”端相连；电阻r4的“2”端与电源vdd相连；发光二极管led的“﹣”端与运算放大器ic5的“﹣”端相连。

8、进一步的，当p1.0为低电平时，光耦ic1不导通，四路单刀单掷模拟开关ic4的“8”端为高电平，四路单刀单掷模拟开关ic4的“6”端与“7”端导通，此时运算放大器ic5的“﹢”端接地，运算放大器ic5无输入，发光二极管led不发光。

9、进一步的，p1.0为高电平、p1.1为高电平、p1.2为高电平时，光耦ic1、光耦ic2、光耦ic3均导通，四路单刀单掷模拟开关ic4的“8”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“16”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“9”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“1”端均为低电平，四路单刀单掷模拟开关ic4的“6”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“7”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“14”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“15”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“10”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“11”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“2”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“3”端均断开，此时根据分压计算，得到运算放大器ic5正端输入电压为1.5v，此时发光二极管led正常发光。

10、进一步的，p1.0为高电平、p1.1为高电平、p1.2为低电平时，光耦ic1、光耦ic2均导通，光耦ic3断开，四路单刀单掷模拟开关ic4的“8”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“16”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“9”端均为低电平，四路单刀单掷模拟开关ic4的“1”端为高电平，四路单刀单掷模拟开关ic4的“6”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“7”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“14”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“15”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“10”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“11”端均断开，四路单刀单掷模拟开关ic4的“2”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“3”端导通，此时根据分压计算，得到运算放大器ic5正端输入电压为0.45v，此时发光二极管led以光学下限阈值发光。

11、进一步的，p1.0为高电平、p1.1为低电平、p1.2为高电平时，光耦ic1、光耦ic3均导通，光耦ic2断开，四路单刀单掷模拟开关ic4的“8”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“1”端均为高电平，四路单刀单掷模拟开关ic4的“16”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“9”端均为低电平，四路单刀单掷模拟开关ic4的“6”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“7”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“2”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“3”端均断开，四路单刀单掷模拟开关ic4的“14”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“15”端、四路单刀单掷模拟开关ic4的“10”端与四路单刀单掷模拟开关ic4的“11”端均导通，此时根据分压计算，得到运算放大器ic5正端输入电压为0.8v，此时发光二极管led以光学上限阈值发光。

12、进一步的，电阻r1、电阻r10、电阻r14需要保持电阻阻值一致，以此保证三个电阻在电路中功能完全一致。

13、进一步的，电阻r2、电阻r9、电阻r13需要保持电阻阻值一致，以此保证三个电阻在电路中功能完全一致。

14、进一步的，电阻r7与r8的阻值可改变，但须保证r7与r8的并联电阻阻值在一定范围内使得光学下限阈值选择控制电路正常工作。

15、进一步的，电阻r11与电阻r12的阻值可改变，但须保证r11与r12的并联电阻阻值在一定范围内使得光学上限阈值选择控制电路正常工作。

16、进一步的，光耦可优选择信号处理速度更快的高速ic输出型光耦，提高信号处理响应速度，提高探测器探测精度。

17、根据选择的光源的特性，发明一种满足四种不同工作状态的光源驱动电路。其特征是：电阻(r1)、二极管(d1)、光耦(ic1)、电阻(r2)、四路单刀单掷模拟开关(ic4)中其中1路构成光源开关电路；电阻(r11)、电阻(r12)、电阻(r13)、电阻(r14)、二极管(d2)、光耦(ic2)、四路单刀单掷模拟开关(ic4)中其中两路构成光源下限阈值选择开关电路；电阻(r7)、电阻(r8)、电阻(r9)、电阻(r10)、二极管(d3)、光耦(ic3)、四路单刀单掷模拟开关(ic4)中其中1路构成光源上限阈值选择开关电路；电阻(r3)、电阻(r4)、电阻(r5)、电阻(r6)、npn型三极管(q1)、运算放大器(ic5)、发光二极管(led)构成光源恒流源驱动电路。

18、技术效果

19、该光源驱动电路作为一种新型的光源驱动电路，由于满足短波红外结冰探测器的工作需求，能够有效使短波红外结冰探测器正常工作，保障飞机飞行安全。