一種控制接口配合pwm調(diào)節(jié)控制輸出電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于負載控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種控制接口配合PWM調(diào)節(jié)控制負載功 率輸出的電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對于控制精度的要求越來越高，控制電路隨之越 來越復(fù)雜。例如，單片機的計數(shù)器數(shù)量一定，為了同時進行多路計數(shù)，需要擴展外圍電路，增 加計數(shù)器，實現(xiàn)多路計數(shù)的目的。
[0003] 參考專利文獻CN201639821U公開了一種L抓燈的可調(diào)光控制電路，包括連接L抓燈 負載的電源轉(zhuǎn)換電路和PWM控制電路，PWM控制電路參與到LED驅(qū)動電源的反饋環(huán)路中，利用 P歷占空比的變化，實現(xiàn)對L抓調(diào)光的目的。參考專利文獻CN200969691Y公開了一種脈寬式 節(jié)能L邸調(diào)光臺燈，將輸入電壓通過方波振蕩器轉(zhuǎn)換成方波脈沖電壓，并調(diào)節(jié)抽頭電位器改 變輸出方波占空比，再由=極管放大點亮發(fā)光二極管Lm)組件，使發(fā)光二極管Lm)組件的亮 度由暗至亮變化，達到L邸調(diào)光臺燈的目的。
[0004] 上述LED亮度控制采用PWM驅(qū)動，由于電子控制單元的PWM接口數(shù)量有限，有時不能 滿足人們的要求。在缺少PWM接口的情況下，硬件電路通常需要進行修改，W滿足控制需求。 硬件電路的修改，不僅耗時費力，而且也會增加成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明提出了一種控制接口配合PWM調(diào)節(jié)控制輸 出電路，使用GPIO接口協(xié)同少量PWM接口一起W代替大量使用PWM接口的控制LED亮度。本發(fā) 明不僅可W用于控制L邸的亮度，還可用于控制其他類似于L邸的負載如風(fēng)扇。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種控制接口配合PWM調(diào)節(jié)控制輸出電路，它包括控制單元和至少一個基礎(chǔ)單元， 基礎(chǔ)單元包括第一開關(guān)控制單元、第二開關(guān)控制單元和至少兩個負載，第一、第二開關(guān)控制 單元中均分別至少包括一個開關(guān)控制電路，控制單元的第一接口接第一開關(guān)控制單元內(nèi)每 個開關(guān)控制電路的控制極，控制單元的第一接口經(jīng)反相器接第二控制單元的每個開關(guān)控制 電路的控制極，W及第一開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的控制極和第二控制單元的每 個開關(guān)控制電路的控制極還分別經(jīng)直流電壓消耗元件接高電壓輸出端，第一開關(guān)控制單元 的每個開關(guān)控制電路的第一端和第二開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的第一端均接控 制單元的PWM接口，第一開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的第二端分別經(jīng)至少一個負載 接地，第二開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的第二端分別經(jīng)至少一個負載接地。
[000引進一步的，控制單元的第二控制接口經(jīng)直流電壓消耗電路或/和單向?qū)娐贩?別接第一開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的第二端。
[0009]進一步的，控制單元的第二控制接口經(jīng)直流電壓消耗電路或/和單向?qū)娐贩?別接第二開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的第二端。
[0010] 進一步的，控制單元的第二控制接口經(jīng)直流電壓消耗電路或/和單向?qū)娐贩?別接第一開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控制電路的第二端和第二開關(guān)控制單元的每個開關(guān)控 制電路的第二端。
[0011] 更進一步的，直流電壓消耗電路包括電阻。
[0012] 更進一步的，單向?qū)娐钒ǘO管或/和單向可控娃。
[0013] 進一步的，直流電壓消耗元件為電阻。
[0014] 進一步的，負載為發(fā)光二極管L邸和/或風(fēng)扇。
[0015] 更進一步的，控制單元為單片機控制電路、PLC控制電路或ARM處理器控制電路。
[0016] 相對于現(xiàn)有使用PWM接口直接控制輸出的電路，控制負載數(shù)量有限。本發(fā)明利用控 制單元上的普通GPIO接口與P麗接口相結(jié)合，控制輸出。有效地解決了由于P麗接口數(shù)量限 制造成的控制負載數(shù)量有限的問題，本發(fā)明對于同樣數(shù)量的負載可減少一半數(shù)量的PWM接 口。本發(fā)明可應(yīng)用于日常生活中發(fā)光二極管LED的亮度調(diào)節(jié)或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等負載控制。
【附圖說明】
[0017]圖1是實施例一的基礎(chǔ)單元電路圖；
[001引圖2是PWM接口直接驅(qū)動發(fā)光二極管L邸的時序圖；
[0019] 圖3是發(fā)光二極管LEDl占空比為25%的時序圖；
[0020] 圖4是實施例一發(fā)光二極管LEDl的控制時序圖；
[0021] 圖5是實施例二的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0022] 圖6是實施例S的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0023] 圖7是實施例四的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0024] 圖8是實施例五的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0025] 圖9是實施例五發(fā)光二極管LEDl占空比為75%的時序圖；
[00%]圖10是實施例五發(fā)光二極管LEDl占空比為100%的控制時序圖；
[0027] 圖11是實施例五發(fā)光二極管LEDl的控制時序圖；
[0028] 圖12是實施例六的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0029] 圖13是實施例屯的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0030] 圖14是實施例八的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0031 ]圖15是實施例九的基礎(chǔ)單元電路圖；
[0032] 圖16是實施例十的基礎(chǔ)單元電路圖。
【具體實施方式】
[0033] 為進一步說明各實施例，本發(fā)明提供有附圖。運些附圖為本發(fā)明掲露內(nèi)容的一部 分，其主要用W說明實施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實施例的運作原理。配合參 考運些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實施方式W及本發(fā)明的優(yōu)點。圖中 的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。
[0034] 現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0035] 本發(fā)明優(yōu)選一實施例一的一種控制接口配合PWM調(diào)節(jié)控制輸出電路，該電路包括 控制單元、八個=極管開關(guān)電路W及八個負載。其中，該實施例一的控制單元包括四個PWM 接口（即FffMl接口、P麗2接口、P麗3接口、P歷4接口）和一個GPIO接口（即Switch接口），該實 施例一的負載為發(fā)光二極管，即發(fā)光二極管LEDl、發(fā)光二極管LEDl S、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光 二極管LED3S、發(fā)光二極管LED3、發(fā)光二極管LED3S、發(fā)光二極管LED4和發(fā)光二極管LED4S。
[0036] 再次參閱圖1所示，該實施例一的基礎(chǔ)單元電路圖，實施例一具有四個基礎(chǔ)單元， 其中，基礎(chǔ)單元包括一個開關(guān)電路A和一個開關(guān)電路B，開關(guān)電路A包括電阻Rl、電阻R2、= 極管Ql和發(fā)光二極管LEDi,開關(guān)電路B包括電阻R3、電阻R4、=極管Q2、反相器和發(fā)光二極管 LEDi S。其中i = 1，2，3，4。開關(guān)電路A的=極管Ql的基極接控制單元的Swi tch接口，=極管Ql 的基極經(jīng)電阻Rl接電源Vcc正極，=極管Ql的集電極經(jīng)電阻R2接PWMi接口，=極管Ql的發(fā)射 極經(jīng)發(fā)光二極管LEDi接地。開關(guān)電路B的=極管Q2的基極經(jīng)反相器接控制單元的Switch接 口，S極管Q2的基極經(jīng)電阻R4接電源Vcc正極，S極管Q2的集電極經(jīng)電阻R3接控制單元的 PWMi接口。S極管Q2的發(fā)射極經(jīng)發(fā)光二極管LEDis接地。其中，PWMi接口和Switch接口受控 制單元控制。
[0037] 從圖中可知，控制單元的普通GPIO接口（即Switch接口）被用做開關(guān)。當運個開關(guān) 打開時，Swi tch接口輸出高電平，=極管Ql的基極為高電平，=極管Ql導(dǎo)通，PWMi接口直接 驅(qū)動LEDi,即開關(guān)電路A工作;Switch接口輸出高電平經(jīng)反相器輸入到=極管Q2的基極為低 電平，=極管Q2截止，開關(guān)電路B不工作。當運個開關(guān)關(guān)閉時，Switch接口輸出低電平，=極 管Ql的基極為低電平，=極管Ql截止，即開關(guān)電路A不工作；Switch接口輸出低電平經(jīng)反相 器輸入到=極管Q2的基極為高電平，=極管Q2導(dǎo)通，PWMi接口直接驅(qū)動LEDis,開關(guān)電路B工 作。
[003引下表列舉了開關(guān)的各個狀態(tài)下PWM接口和發(fā)光二極管L邸的關(guān)系。
[0040] 參閱圖2所示，為PWM接口直接驅(qū)動LED的時序圖，PWM接口直接驅(qū)動LED，P歷的占空 比從0到100 %時，其驅(qū)動的LED的占空比可W實現(xiàn)從0 %至Ij 100 %。圖2列舉了 L抓占空比分 別是25 %，50 %和75 %的波形，其中，To是PWM的周期，fo為其頻率。
[0041 ] 實施例一的PWM接口復(fù)用，使用一個PWM接口同時控制兩個發(fā)光二極管LED。參閱圖 3所示，為發(fā)光二極管LEDl占空比為25%的時序圖，WPWMl接口、發(fā)光二極管LEDl和發(fā)光二 極管LEDlS為例。設(shè)PWMl的占空比為50%，開關(guān)Switch接口 WPWMl周期的2倍翻轉(zhuǎn)。當開關(guān)打 開時，PWMl接口控制發(fā)光二極管LEDl，當開關(guān)關(guān)閉時，PWMl轉(zhuǎn)而控制發(fā)光二極管LEDls。所W 發(fā)光二極管LEDl在周期To內(nèi)真實的占空比是50%/2 =化％。
[0042] 參閱圖4所示，為實施例一發(fā)光二極管LEDl的控制時序圖，與圖3的控制原理相同。 階段1:設(shè)PWMl的占空比為50%，當開關(guān)打開時，PWMl控制發(fā)光二極管LEDl;開關(guān)關(guān)閉時PWMl 轉(zhuǎn)而控制LEDls。所WLEDl在To內(nèi)真實的占空比是50%/2 =化％。
[0043] 階段2:設(shè)PWMl的占空比為100%，當開關(guān)打開時，P歷1控制發(fā)光二極管LEDl;開關(guān) 關(guān)閉時PWMl轉(zhuǎn)而控制LEDls。所WLEDl在To內(nèi)真實的占空比是100%/2 = 50%。也就說實施 例一的最大可實現(xiàn)占至比是50%。
[0044] 同理，發(fā)光二極管LEDls的占空比范圍也是從0到50%。使用一個GPIO接口做開關(guān)， 可W節(jié)省一半數(shù)量的PWM接口。但是同時每個負載(發(fā)光二極管LED)也只能獲得0到50%的 占空比。
[0045] 實施例一的基礎(chǔ)單元只能控制兩個負載，為了控制更多的負載，本發(fā)明還具有W 下結(jié)構(gòu)。
[0046] 參閱圖5所示，為實施例二的基礎(chǔ)單元電路圖。該實施例二的基礎(chǔ)單元與實施例一 的基礎(chǔ)單元的不同之處在于:實施例一的基礎(chǔ)單元是由一個開關(guān)電路A和一個開關(guān)電路B 組成，實施例二的基礎(chǔ)單元是由兩個開關(guān)電路A和一個開關(guān)電路B組成。開關(guān)電路A和開關(guān)電 路B的控制方式與實施例一的相同。
[0047] 參閱圖6所示，為實施例=的基礎(chǔ)單元電路圖。該實施例=的基礎(chǔ)單元與實施例一 的基礎(chǔ)單元的不同之處在于:實施例=的基礎(chǔ)單元是由一個開關(guān)電路A和兩個開關(guān)電路B組 成。參閱圖7所示，為實施例四的基礎(chǔ)單元電路圖。實施例四的基礎(chǔ)單元與實施例一的基礎(chǔ) 單元的不同之處在于：實施例四的基礎(chǔ)