一種光電傳感器的發(fā)射端驅動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光電傳感器驅動電路，旨在解決現有的光電傳感器發(fā)射端驅動電路不能使LED的驅動電流為恒流，并且不能通過編制的程序進行調節(jié)電流大小的缺陷。它包括LED驅動芯片TLC5941和與其信號連接的信號驅動芯片74HCT245；信號驅動芯片74HCT245用于信號的驅動，保證信號的質量；LED驅動芯片TLC5941用來驅動光電傳感器的發(fā)射端，可以同時驅動16路傳感器發(fā)射端，并且驅動電流為恒流，通過編制的程序可以配置其內部寄存器，以實現電流的調整，還可以控制電流源的關斷。它可在各種光電傳感器的發(fā)射端驅動電路中使用。
【專利說明】一種光電傳感器的發(fā)射端驅動電路
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種驅動電路，特別是一種光電傳感器中的驅動電路。
【背景技術】
[0002]光電傳感器如圖1所不包括發(fā)射端和接收端，一般發(fā)射端是一個發(fā)光LED,發(fā)光可以是紅外光，也可以其它波長的光，接收端為一個光敏三極管。其工作原理是，流過光敏三極管的電流和接收到的光通量成一定比例關系，當光敏三極管接收到的光通量小時，流經其集電極和發(fā)射極之間的電流也小，當光敏三極管接收到的光通量大時，流經其集電極和發(fā)射極之間的電流也會變大。光電傳感器可用于檢測物體的有無狀態(tài)、通過狀態(tài)、運行速度等。光電傳感器要正常應用，發(fā)射端LED需要有驅動電路，以實現電到光的轉換，提供光源給接收端，接收端也要有相應的檢測電路，把光敏三極管的接收光轉化來的電流變化成電壓值，以供對檢測物體的狀態(tài)檢測和數值讀取。
[0003]目前的光電傳感器驅動電路設計中，如圖2所示光電傳感器發(fā)射端LED陽極通過電阻連接到電源，LED陰極連接到地，通過選取合適的電阻值，可以保證LED流經電流的大小滿足LED正常工作要求，一般在幾個毫安到幾十毫安之間。此方案缺陷是:
[0004]1、LED電流容易因為電源變化而變化，發(fā)光亮度不穩(wěn)定，影響接受端檢測的準確性；
[0005]2、LED電流不能編制的程序進行調整，在長期使用后，因為傳感器的污染或者老化，常常需要調節(jié)LED發(fā)光的電流大小，使其仍能正常工作，但是此方案不能夠實現這個功倉泛。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服的上述現有技術的缺陷，而提供一種新的光電傳感器發(fā)射端驅動電路，該電路可以使LED的驅動電流為恒流，同時該驅動電流還是可以通過編制的程序進行調節(jié)。
[0007]為了實現上述的目的，可以采用以下的技術方案:本方案的光電傳感器的發(fā)射端驅動電路包括:
[0008]一 LED驅動芯片TLC5941 U5和一信號驅動芯片74HCT245 U4 ;其中，
[0009]信號驅動芯片74HCT245 U4的輸入引腳B0-B4的信號線中分別接入一匹配電阻R17、R20、R24、R27和R30，在電阻R17和輸入引腳BO之間并接一上拉電阻R14和電容C5，電阻R17另一端與5V電源相接；信號驅動芯片74HCT245 U4的輸出引腳A0-A4分別與LED驅動芯片TLC5941 U5的輸入引腳BLANK、XLAT、GSCLK、SCLK和SIN相接，在各連接信號線中分別串接一匹配電阻R18、R22、R25、R28和R31，在輸出引腳AO和電阻R18之間還并接有一上拉電阻R15，上拉電阻R15的另一端與5V電源相接；信號驅動芯片74HCT245 U4的輸出引腳A6與LED驅動芯片TLC5941 U5的輸入引腳MODE相接；信號驅動芯片74HCT245U4的電源引腳VCC與5V電源相接，在該電源連接線與其接地弓I腳GND之間并接有退藕電容C9和退藕電容C10，該兩個退藕電容的另一極接地；
[0010]LED驅動芯片TLC5941 U5的電源引腳VCC與5V電源相接，在該電源連接線與其檢測引腳TEST之間并接有退藕電容C7和退藕電容C8，該兩個退藕電容的另一極接地；LED驅動芯片TLC5941 U5的IREF引腳與地線之間串聯有一電容C6，在該電容C6的兩極間并接有一電流限制電阻R16 ;LED驅動芯片TLC5941 U5的輸出引腳0UT0-0UT5的輸出引線中分別串接一分壓電阻R21、R19、R23、R26、R29和R32 ;其輸出引腳0UT6-0UT15與5V電源的連接線間分別串接有一分壓電阻 R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43 和 R44 ；
[0011]LED驅動芯片TLC5941 U5內部有集成恒流電流源，通過編制的程序配置其內部寄存器，以調節(jié)流經發(fā)射端中的LED電流的大小；當其輸入引腳MODE輸入高電平時，它工作在電流調節(jié)模式，此時通過SPI接口可以配置電流等級，SPI信號線上的數據首先保存在LED驅動芯片TLC5941 U5內部的移位寄存器中，當輸入引腳XLAT由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，電流等級數值寫入到LED驅動芯片TLC5941 U5內部電流等級寄存器中，LED驅動芯片TLC5941U5輸出端電流值隨之改變；上述的SPI接口由LED驅動芯片TLC5941 U5的輸入引引腳SCLK，輸入引引腳SIN，輸入引引腳SOUT組成。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明通過采用LED驅動芯片TLC5941來驅動光電傳感器的發(fā)射端，可以同時驅動16路傳感器發(fā)射端，并且驅動電流為恒流，通過編制的程序配置其內部寄存器，可以實現電流的調整，還可以控制電流源的關斷，因此提高了光電傳感器的工作穩(wěn)定性和可靠性。
[0014]為了使本發(fā)明便于理解和更加清晰，下面通過附圖和實施例對其作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是光電傳感器的工作原理示意圖。
[0016]圖2是現有技術的光電傳感器的發(fā)射端驅動電路之示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的光電傳感器的發(fā)射端驅動電路之示意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例，參看圖3。本實施例的光電傳感器的發(fā)射端驅動電路包括:
[0019]一 LED驅動芯片TLC5941 U5和一信號驅動芯片74HCT245 U4 ;其中，
[0020]信號驅動芯片74HCT245 U4的輸入引腳B0-B4的信號線中分別接入一匹配電阻R17、R20、R24、R27和R30，在電阻R17和輸入引腳BO之間并接一上拉電阻R14和電容C5，電阻R17另一端與5V電源相接；信號驅動芯片74HCT245 U4的輸出引腳A0-A4分別與LED驅動芯片TLC5941 U5的輸入引腳BLANK、XLAT、GSCLK、SCLK和SIN相接，在各連接信號線中分別串接一匹配電阻R18、R22、R25、R28和R31，在輸出引腳AO和電阻R18之間還并接有一上拉電阻R15，上拉電阻R15的另一端與5V電源相接；信號驅動芯片74HCT245 U4的輸出引腳A6與LED驅動芯片TLC5941 U5的輸入引腳MODE相接；信號驅動芯片74HCT245 U4的電源引腳VCC與5V電源相接，在該電源連接線與其接地弓I腳GND之間并接有退藕電容C9和退藕電容C10，該兩個退藕電容的另一極接地；
[0021]LED驅動芯片TLC5941 U5的電源引腳VCC與5V電源相接，在該電源連接線與其檢測引腳TEST之間并接有退藕電容C7和退藕電容C8，該兩個退藕電容的另一極接地；LED驅動芯片TLC5941 U5的IREF引腳與地線之間串聯有一電容C6，在該電容C6的兩極間并接有一電流限制電阻R16 ;LED驅動芯片TLC5941 U5的輸出引腳0UT0-0UT5的輸出引線中分別串接一分壓電阻1?21、1?19、1?23、1?26、1?29和R32 ;其輸出引腳0UT6-0UT15與5V電源的連接線間分別串接有一分壓電阻 R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43 和 R44 ；
[0022]LED驅動芯片TLC5941 U5內部有集成恒流電流源，通過編制的程序配置其內部寄存器，以調節(jié)流經發(fā)射端中的LED電流的大小；當其輸入引腳MODE輸入高電平時，它工作在電流調節(jié)模式，此時通過SPI接口可以配置電流等級，SPI信號線上的數據首先保存在LED驅動芯片TLC5941 U5內部的移位寄存器中，當輸入引腳XLAT由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，電流等級數值寫入到LED驅動芯片TLC5941 U5內部電流等級寄存器中，LED驅動芯片TLC5941U5輸出端電流值隨之改變；上述的SPI接口由LED驅動芯片TLC5941 U5的輸入引引腳SCLK，輸入引引腳SIN，輸入引引腳SOUT組成。
[0023]上述LED驅動芯片TLC5941 U5的驅動方式為恒流源驅動，電流可調，電流輸出能夠以可調PWM脈寬的方式控制，其輸入接口為SPI接口，即同步串行通信接口，通過輸入接口，可以配置電流大小，和電流輸出的PWM脈寬寬度，通過其BLANK引腳可以啟動一次設定脈寬時間的電流輸出。
[0024]上述信號驅動芯片74HCT245 U4用于信號的驅動，保證信號的質量。電容C9和ClO為其退耦電容，它用來濾除電源干擾，保證其電源的穩(wěn)定。上述匹配電阻是用于保證信號完整性。R14，R15是LED驅動芯片TLC5941之BLANK引腳的上拉電阻，用于保證電路在上電和非穩(wěn)定狀態(tài)時，BLANK引腳為高電平，關閉恒流源的電流輸出，保證恒流輸出可靠性；C7，C8為LED驅動芯片TLC5941的退耦電容，用于濾除電源干擾，保證其電源的穩(wěn)定性；R16為電流限制電阻，用于限 定LED驅動芯片TLC5941的最大輸出電流值。LED驅動芯片TLC5941之0UT0-0UT15引腳與連接線間的分壓電阻用于保證LED驅動芯片TLC5941的電壓不要太高，避免其發(fā)熱。
[0025]上述的匹配電阻R17、R20、R24、R27和R30，以及匹配電阻R18、R22、R25、R28和R31的阻值為33歐姆；所述的分壓電阻1?21、1?19、1?23、1?26、1?29和R32的阻值為100歐姆；分壓電阻1?34、1?35、1?37、1?38、1?39、1?40、1?41、1?42、1?43 和 R44 的阻值為 IK 歐姆；所述的上拉電阻R14和R15的阻值為4.7K歐姆；所述的電流限制電阻R16的阻值為620歐姆；所述的退藕電容C8和ClO的容值為0.luf/50v,退藕電容C9的容值為luf/16v，退藕電容C7的容值為 4.7uf/16v。
[0026]以上僅為本發(fā)明之較佳實施例，但其并不限制本發(fā)明的實施范圍，即不偏離本發(fā)明的權利要求所作之等同變化與修飾，仍應屬于本發(fā)明之保護范圍。
【權利要求】
1.一種光電傳感器的發(fā)射端驅動電路，其特征是包括: 一 LED驅動芯片TLC5941 (U5)和一信號驅動芯片74HCT245 (U4);其中， 信號驅動芯片74HCT245(U4)的輸入引腳B0-B4的信號線中分別接入一匹配電阻R17、R20、R24、R27和R30，在電阻Rl7和輸入引腳BO之間并接一上拉電阻R14和電容C5，電阻R17另一端與5V電源相接；信號驅動芯片74HCT245(U4)的輸出引腳A0-A4分別與LED驅動芯片TLC5941(U5)的輸入引腳BLANK、XLAT、GSCLK、SCLK和SIN相接，在各連接信號線中分別串接一匹配電阻R18、R22、R25、R28和R31，在輸出引腳AO和電阻R18之間還并接有一上拉電阻R15，上拉電阻R15的另一端與5V電源相接；信號驅動芯片74HCT245(U4)的輸出引腳A6與LED驅動芯片TLC5941 (U5)的輸入引腳MODE相接；信號驅動芯片74HCT245 (U4)的電源引腳VCC與5V電源相接，在該電源連接線與其接地弓I腳GND之間并接有退藕電容C9和退藕電容C10，該兩個退藕電容的另一極接地； LED驅動芯片TLC5941 (U5)的電源引腳VCC與5V電源相接，在該電源連接線與其檢測引腳TEST之間并接有退藕電容C7和退藕電容C8，該兩個退藕電容的另一極接地；LED驅動芯片TLC5941 (U5)的IREF引腳與地線之間串聯有一電容C6，在該電容C6的兩極間并接有一電流限制電阻R16 ;LED驅動芯片TLC5941(U5)的輸出引腳0UT0-0UT5的輸出引線中分別串接一分壓電阻R21、R19、R23、R26、R29和R32 ;其輸出引腳0UT6-0UT15與5V電源的連接線間分別串接有一分壓電阻 R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43 和 R44 ； LED驅動芯片TLC5941(U5)內部有集成恒流電流源，通過編制的程序配置其內部寄存器，以調節(jié)流經發(fā)射端中的LED電流的大小；當其輸入引腳MODE輸入高電平時，它工作在電流調節(jié)模式，此時通過SPI接口可以配置電流等級，SPI信號線上的數據首先保存在LED驅動芯片TLC5941(U5)內部的移位寄存器中，當輸入引腳XLAT由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，電流等級數值寫入到LED驅動芯片TLC5941(U5)內部電流等級寄存器中，LED驅動芯片TLC5941 (U5)輸出端電流值隨之改變；上述的SPI接口由LED驅動芯片TLC5941 (U5)的輸入引引腳SCLK，輸入引引腳SIN，輸入引引腳SOUT組成。
2.根據權利要求1所述的一種光電傳感器的發(fā)射端驅動電路，其特征是所述的匹配電阻R17、R20、R24、R27和R30,以及匹配電阻R18、R22、R25、R28和R31的阻值為33歐姆；所述的分壓電阻R21、R19、R23、R26、R29和R32的阻值為100歐姆；分壓電阻R34、R35、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43和R44的阻值為IK歐姆；所述的上拉電阻R14和R15的阻值為4.7K歐姆；所述的電流限制電阻R16的阻值為620歐姆；所述的退藕電容CS和ClO的容值為0.luf/50v，退藕電容C9的容值為luf/16v，退藕電容C7的容值為4.7uf/16v。
【文檔編號】H05B37/02GK103929848SQ201410097728
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權日:2014年5月8日
【發(fā)明者】石鷗, 吳連玉, 王應建 申請人:深圳怡化電腦股份有限公司, 深圳市怡化時代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院