一种光电传感器的发射端驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光电传感器驱动电路，旨在解决现有的光电传感器发射端驱动电路不能使LED的驱动电流为恒流，并且不能通过编制的程序进行调节电流大小的缺陷。它包括LED驱动芯片TLC5941和与其信号连接的信号驱动芯片74HCT245；信号驱动芯片74HCT245用于信号的驱动，保证信号的质量；LED驱动芯片TLC5941用来驱动光电传感器的发射端，可以同时驱动16路传感器发射端，并且驱动电流为恒流，通过编制的程序可以配置其内部寄存器，以实现电流的调整，还可以控制电流源的关断。它可在各种光电传感器的发射端驱动电路中使用。
【专利说明】一种光电传感器的发射端驱动电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种驱动电路，特别是一种光电传感器中的驱动电路。
【背景技术】
[0002]光电传感器如图1所不包括发射端和接收端，一般发射端是一个发光LED,发光可以是红外光，也可以其它波长的光，接收端为一个光敏三极管。其工作原理是，流过光敏三极管的电流和接收到的光通量成一定比例关系，当光敏三极管接收到的光通量小时，流经其集电极和发射极之间的电流也小，当光敏三极管接收到的光通量大时，流经其集电极和发射极之间的电流也会变大。光电传感器可用于检测物体的有无状态、通过状态、运行速度等。光电传感器要正常应用，发射端LED需要有驱动电路，以实现电到光的转换，提供光源给接收端，接收端也要有相应的检测电路，把光敏三极管的接收光转化来的电流变化成电压值，以供对检测物体的状态检测和数值读取。
[0003]目前的光电传感器驱动电路设计中，如图2所示光电传感器发射端LED阳极通过电阻连接到电源，LED阴极连接到地，通过选取合适的电阻值，可以保证LED流经电流的大小满足LED正常工作要求，一般在几个毫安到几十毫安之间。此方案缺陷是:
[0004]1、LED电流容易因为电源变化而变化，发光亮度不稳定，影响接受端检测的准确性；
[0005]2、LED电流不能编制的程序进行调整，在长期使用后，因为传感器的污染或者老化，常常需要调节LED发光的电流大小，使其仍能正常工作，但是此方案不能够实现这个功倉泛。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服的上述现有技术的缺陷，而提供一种新的光电传感器发射端驱动电路，该电路可以使LED的驱动电流为恒流，同时该驱动电流还是可以通过编制的程序进行调节。
[0007]为了实现上述的目的，可以采用以下的技术方案:本方案的光电传感器的发射端驱动电路包括:
[0008]一 LED驱动芯片TLC5941 U5和一信号驱动芯片74HCT245 U4 ;其中，
[0009]信号驱动芯片74HCT245 U4的输入引脚B0-B4的信号线中分别接入一匹配电阻R17、R20、R24、R27和R30，在电阻R17和输入引脚BO之间并接一上拉电阻R14和电容C5，电阻R17另一端与5V电源相接；信号驱动芯片74HCT245 U4的输出引脚A0-A4分别与LED驱动芯片TLC5941 U5的输入引脚BLANK、XLAT、GSCLK、SCLK和SIN相接，在各连接信号线中分别串接一匹配电阻R18、R22、R25、R28和R31，在输出引脚AO和电阻R18之间还并接有一上拉电阻R15，上拉电阻R15的另一端与5V电源相接；信号驱动芯片74HCT245 U4的输出引脚A6与LED驱动芯片TLC5941 U5的输入引脚MODE相接；信号驱动芯片74HCT245U4的电源引脚VCC与5V电源相接，在该电源连接线与其接地弓I脚GND之间并接有退藕电容C9和退藕电容C10，该两个退藕电容的另一极接地；
[0010]LED驱动芯片TLC5941 U5的电源引脚VCC与5V电源相接，在该电源连接线与其检测引脚TEST之间并接有退藕电容C7和退藕电容C8，该两个退藕电容的另一极接地；LED驱动芯片TLC5941 U5的IREF引脚与地线之间串联有一电容C6，在该电容C6的两极间并接有一电流限制电阻R16 ;LED驱动芯片TLC5941 U5的输出引脚0UT0-0UT5的输出引线中分别串接一分压电阻R21、R19、R23、R26、R29和R32 ;其输出引脚0UT6-0UT15与5V电源的连接线间分别串接有一分压电阻 R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43 和 R44 ；
[0011]LED驱动芯片TLC5941 U5内部有集成恒流电流源，通过编制的程序配置其内部寄存器，以调节流经发射端中的LED电流的大小；当其输入引脚MODE输入高电平时，它工作在电流调节模式，此时通过SPI接口可以配置电流等级，SPI信号线上的数据首先保存在LED驱动芯片TLC5941 U5内部的移位寄存器中，当输入引脚XLAT由低电平变为高电平时，电流等级数值写入到LED驱动芯片TLC5941 U5内部电流等级寄存器中，LED驱动芯片TLC5941U5输出端电流值随之改变；上述的SPI接口由LED驱动芯片TLC5941 U5的输入引引脚SCLK，输入引引脚SIN，输入引引脚SOUT组成。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]本发明通过采用LED驱动芯片TLC5941来驱动光电传感器的发射端，可以同时驱动16路传感器发射端，并且驱动电流为恒流，通过编制的程序配置其内部寄存器，可以实现电流的调整，还可以控制电流源的关断，因此提高了光电传感器的工作稳定性和可靠性。
[0014]为了使本发明便于理解和更加清晰，下面通过附图和实施例对其作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是光电传感器的工作原理示意图。
[0016]图2是现有技术的光电传感器的发射端驱动电路之示意图。
[0017]图3是本发明的光电传感器的发射端驱动电路之示意图。
【具体实施方式】
[0018]实施例，参看图3。本实施例的光电传感器的发射端驱动电路包括:
[0019]一 LED驱动芯片TLC5941 U5和一信号驱动芯片74HCT245 U4 ;其中，
[0020]信号驱动芯片74HCT245 U4的输入引脚B0-B4的信号线中分别接入一匹配电阻R17、R20、R24、R27和R30，在电阻R17和输入引脚BO之间并接一上拉电阻R14和电容C5，电阻R17另一端与5V电源相接；信号驱动芯片74HCT245 U4的输出引脚A0-A4分别与LED驱动芯片TLC5941 U5的输入引脚BLANK、XLAT、GSCLK、SCLK和SIN相接，在各连接信号线中分别串接一匹配电阻R18、R22、R25、R28和R31，在输出引脚AO和电阻R18之间还并接有一上拉电阻R15，上拉电阻R15的另一端与5V电源相接；信号驱动芯片74HCT245 U4的输出引脚A6与LED驱动芯片TLC5941 U5的输入引脚MODE相接；信号驱动芯片74HCT245 U4的电源引脚VCC与5V电源相接，在该电源连接线与其接地弓I脚GND之间并接有退藕电容C9和退藕电容C10，该两个退藕电容的另一极接地；
[0021]LED驱动芯片TLC5941 U5的电源引脚VCC与5V电源相接，在该电源连接线与其检测引脚TEST之间并接有退藕电容C7和退藕电容C8，该两个退藕电容的另一极接地；LED驱动芯片TLC5941 U5的IREF引脚与地线之间串联有一电容C6，在该电容C6的两极间并接有一电流限制电阻R16 ;LED驱动芯片TLC5941 U5的输出引脚0UT0-0UT5的输出引线中分别串接一分压电阻1?21、1?19、1?23、1?26、1?29和R32 ;其输出引脚0UT6-0UT15与5V电源的连接线间分别串接有一分压电阻 R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43 和 R44 ；
[0022]LED驱动芯片TLC5941 U5内部有集成恒流电流源，通过编制的程序配置其内部寄存器，以调节流经发射端中的LED电流的大小；当其输入引脚MODE输入高电平时，它工作在电流调节模式，此时通过SPI接口可以配置电流等级，SPI信号线上的数据首先保存在LED驱动芯片TLC5941 U5内部的移位寄存器中，当输入引脚XLAT由低电平变为高电平时，电流等级数值写入到LED驱动芯片TLC5941 U5内部电流等级寄存器中，LED驱动芯片TLC5941U5输出端电流值随之改变；上述的SPI接口由LED驱动芯片TLC5941 U5的输入引引脚SCLK，输入引引脚SIN，输入引引脚SOUT组成。
[0023]上述LED驱动芯片TLC5941 U5的驱动方式为恒流源驱动，电流可调，电流输出能够以可调PWM脉宽的方式控制，其输入接口为SPI接口，即同步串行通信接口，通过输入接口，可以配置电流大小，和电流输出的PWM脉宽宽度，通过其BLANK引脚可以启动一次设定脉宽时间的电流输出。
[0024]上述信号驱动芯片74HCT245 U4用于信号的驱动，保证信号的质量。电容C9和ClO为其退耦电容，它用来滤除电源干扰，保证其电源的稳定。上述匹配电阻是用于保证信号完整性。R14，R15是LED驱动芯片TLC5941之BLANK引脚的上拉电阻，用于保证电路在上电和非稳定状态时，BLANK引脚为高电平，关闭恒流源的电流输出，保证恒流输出可靠性；C7，C8为LED驱动芯片TLC5941的退耦电容，用于滤除电源干扰，保证其电源的稳定性；R16为电流限制电阻，用于限 定LED驱动芯片TLC5941的最大输出电流值。LED驱动芯片TLC5941之0UT0-0UT15引脚与连接线间的分压电阻用于保证LED驱动芯片TLC5941的电压不要太高，避免其发热。
[0025]上述的匹配电阻R17、R20、R24、R27和R30，以及匹配电阻R18、R22、R25、R28和R31的阻值为33欧姆；所述的分压电阻1?21、1?19、1?23、1?26、1?29和R32的阻值为100欧姆；分压电阻1?34、1?35、1?37、1?38、1?39、1?40、1?41、1?42、1?43 和 R44 的阻值为 IK 欧姆；所述的上拉电阻R14和R15的阻值为4.7K欧姆；所述的电流限制电阻R16的阻值为620欧姆；所述的退藕电容C8和ClO的容值为0.luf/50v,退藕电容C9的容值为luf/16v，退藕电容C7的容值为 4.7uf/16v。
[0026]以上仅为本发明之较佳实施例，但其并不限制本发明的实施范围，即不偏离本发明的权利要求所作之等同变化与修饰，仍应属于本发明之保护范围。
【权利要求】
1.一种光电传感器的发射端驱动电路，其特征是包括: 一 LED驱动芯片TLC5941 (U5)和一信号驱动芯片74HCT245 (U4);其中， 信号驱动芯片74HCT245(U4)的输入引脚B0-B4的信号线中分别接入一匹配电阻R17、R20、R24、R27和R30，在电阻Rl7和输入引脚BO之间并接一上拉电阻R14和电容C5，电阻R17另一端与5V电源相接；信号驱动芯片74HCT245(U4)的输出引脚A0-A4分别与LED驱动芯片TLC5941(U5)的输入引脚BLANK、XLAT、GSCLK、SCLK和SIN相接，在各连接信号线中分别串接一匹配电阻R18、R22、R25、R28和R31，在输出引脚AO和电阻R18之间还并接有一上拉电阻R15，上拉电阻R15的另一端与5V电源相接；信号驱动芯片74HCT245(U4)的输出引脚A6与LED驱动芯片TLC5941 (U5)的输入引脚MODE相接；信号驱动芯片74HCT245 (U4)的电源引脚VCC与5V电源相接，在该电源连接线与其接地弓I脚GND之间并接有退藕电容C9和退藕电容C10，该两个退藕电容的另一极接地； LED驱动芯片TLC5941 (U5)的电源引脚VCC与5V电源相接，在该电源连接线与其检测引脚TEST之间并接有退藕电容C7和退藕电容C8，该两个退藕电容的另一极接地；LED驱动芯片TLC5941 (U5)的IREF引脚与地线之间串联有一电容C6，在该电容C6的两极间并接有一电流限制电阻R16 ;LED驱动芯片TLC5941(U5)的输出引脚0UT0-0UT5的输出引线中分别串接一分压电阻R21、R19、R23、R26、R29和R32 ;其输出引脚0UT6-0UT15与5V电源的连接线间分别串接有一分压电阻 R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43 和 R44 ； LED驱动芯片TLC5941(U5)内部有集成恒流电流源，通过编制的程序配置其内部寄存器，以调节流经发射端中的LED电流的大小；当其输入引脚MODE输入高电平时，它工作在电流调节模式，此时通过SPI接口可以配置电流等级，SPI信号线上的数据首先保存在LED驱动芯片TLC5941(U5)内部的移位寄存器中，当输入引脚XLAT由低电平变为高电平时，电流等级数值写入到LED驱动芯片TLC5941(U5)内部电流等级寄存器中，LED驱动芯片TLC5941 (U5)输出端电流值随之改变；上述的SPI接口由LED驱动芯片TLC5941 (U5)的输入引引脚SCLK，输入引引脚SIN，输入引引脚SOUT组成。
2.根据权利要求1所述的一种光电传感器的发射端驱动电路，其特征是所述的匹配电阻R17、R20、R24、R27和R30,以及匹配电阻R18、R22、R25、R28和R31的阻值为33欧姆；所述的分压电阻R21、R19、R23、R26、R29和R32的阻值为100欧姆；分压电阻R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43和R44的阻值为IK欧姆；所述的上拉电阻R14和R15的阻值为4.7K欧姆；所述的电流限制电阻R16的阻值为620欧姆；所述的退藕电容CS和ClO的容值为0.luf/50v，退藕电容C9的容值为luf/16v，退藕电容C7的容值为4.7uf/16v。
【文档编号】H05B37/02GK103929848SQ201410097728
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】石鸥, 吴连玉, 王应建 申请人:深圳怡化电脑股份有限公司, 深圳市怡化时代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院