LED光源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种LED光源系统，主要包括MCU控制器、与MCU控制器连接的恒流源、LED恒流调光模块、LED光源异常保护电路、LED光源工作状态监测电路；所述LED恒流调光模块包括顺次连接的D/A转换电路、模拟信号处理电路、DC电压电路、LED恒流电路，DC电压电路的输入端连接恒流源、输出端连接LED光源工作状态监测电路，LED恒流电路的输出端连接LED光源及相机频闪模块、输入端连接LED光源异常保护电路。本发明专利技术采用DC电压电路与LED恒流电路组成LED恒流调光电路，具有独立的硬件频闪电路及并行的光源异常保护电路，能够实现光源亮度可调范围宽，并且能够和相机同步实时频闪。

LED light source system

【技术实现步骤摘要】
LED光源系统
本专利技术涉及机械视觉领域，特别是涉及一种LED光源系统。
技术介绍
机器视觉系统的核心是图像采集和处理，所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。而光源则是影响机器视觉系统图像水平的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少30％的应用效果。常用的光源有LED光源、卤素灯(光纤光源)、高频荧光灯等。LED光源以其响应速度快、性能稳定、组合方式灵活、颜色种类多、功耗低、寿命长等优点在机械视觉照明领域应用广泛。机械视觉领域用的LED光源在其性能和稳定性方面提出了更高的要求，这就要求驱动LED光源的控制器有着性能和稳定性方面的要求。目前，在工业检测中，恒流频闪LED光源系统一般采用基于常亮的大功率LED光源来为相机进行给光。实际操作过程中，为了使获得的图像达到较佳的信噪特性，通常需要增加LED光源的给光强度，实现亮度可调。然而，由于相机曝光时间较短，大功率LED光源采用常亮模式将直接造成大量电能的浪费；同时，常亮模式又直接使LED光源长期处于高温发热状态，极易导致LED光源的实际使用寿命急剧下降。在工业检测领域，为实现高效检测，检测物运动到相机检测视场范围内，相机触发光源亮灯，此时相机曝光拍照，所以实时性要求较高。然而，目前的恒流频闪LED光源基本是相机触发信号通过CPU，CPU软件处理后再控制LED恒流调光电路，实现频闪，软件程序运行速度慢，无法实时实现频闪。另外，由于相机的频闪，极易造成LED光源工作状态异常，同样造成LED光源的过热现象。因此亟需提供一种新型的LED光源系统来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种LED光源系统，能够实现光源亮度可调范围宽，并且能够和相机同步实时频闪。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种LED光源系统，主要包括MCU控制器、与MCU控制器连接的恒流源、LED恒流调光模块、LED光源异常保护电路、LED光源工作状态监测电路；所述LED恒流调光模块包括顺次连接的D/A转换电路、模拟信号处理电路、DC电压电路、LED恒流电路，DC电压电路的输入端连接恒流源、输出端连接LED光源工作状态监测电路，LED恒流电路的输出端连接LED光源及相机频闪模块、输入端连接LED光源异常保护电路。在本专利技术一个较佳实施例中，所述DC电压电路包括电阻R11—R14、电容C2—C6、二极管D3—D4、电感L1、调压芯片U1，二极管D3的正极连接电阻R11、负极与电阻R12—R14及调压芯片U1的第4引脚并联，电阻R14的另一端连接电容C2，电阻R11的另一端与模拟信号处理电路连接，电感L1的一端与二极管D4的负极及调压芯片U1的电压输出端口连接、另一端与电容C2、C5、C6及LED恒流调光电路的调光基准反馈口并联，调压芯片U1的电压输入端口与电容C3、C4及+24V恒流源并联。在本专利技术一个较佳实施例中，所述恒流源包括DC/DC转换电路、DC电源输入接口，DC/DC转换电路的输入端连接MCU控制器、输出端连接DC电源输入接口。在本专利技术一个较佳实施例中，所述相机频闪模块包括相机TRIG接口、TRIG转换电路，相机TRIG接口通过TRIG转换电路连接LED恒流电路。在本专利技术一个较佳实施例中，所述TRIG转换电路包括电阻R5—R10、二极管D2、三极管Q2，二极管D2的正极连接电阻R7、负极连接电阻R9，电阻R9的另一端连接三极管Q2的基极，电阻R10并联在三极管Q2的基极与发射极之间，三极管Q2的集电极与电阻R5、R6、R8、LED恒流电路的EN端口并联，电阻R5—R7的另一端与+12VDC电压连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述LED光源异常保护电路包括电阻R1—R4、三极管Q1、TVS瞬态抑制二极管D1、电容C1，电阻R2的一端连接MCU控制器的Con_1引脚、另一端连接三极管Q1的基极，电阻R4并联在三极管Q1的基极与发射极之间，二极管Q1的集电极连接LED恒流电路的EN端口及电阻R1，电阻R1的另一端与电阻R3、电容C1、TVS瞬态抑制二极管D1、MCU控制器的AD2引脚并联，电阻R3与电容C1并联组成RC滤波电路，TVS瞬态抑制二极管D1的另一端连接+3.3V电源。在本专利技术一个较佳实施例中，所述LED恒流电路包括电阻R21、恒流驱动芯片DD311、若干个发光二极管，恒流驱动芯片DD311的第1引脚与电阻R21连接、第2引脚串联若干个发光二极管，电阻R21的另一端连接DC电压电路的电压输出引脚V11。在本专利技术一个较佳实施例中，所述LED光源控制器还包括与MCU控制器连接的通讯模块、按键电路、掉电存储电路、数码管显示模块、工作指示灯。进一步的，所述通讯模块采用MAX232串口通讯电路或RS485串口通讯电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种LED光源系统，主要包括MCU控制器、多路LED光源、与MCU控制器连接的恒流源、多通道并行的LED恒流调光模块、LED光源异常保护电路、LED光源工作状态监测电路；所述LED恒流调光模块包括顺次连接的D/A转换电路、模拟信号处理电路、DC电压电路、LED恒流电路；DC电压电路的输入端连接恒流源、输出端连接LED光源工作状态监测电路；LED恒流电路的输出端连接LED光源及相机频闪模块、输入端连接LED光源异常保护电路；多路LED恒流电路之间并联，多路LED恒流电路与一个LED光源连接。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用DC电压电路与LED恒流电路组成LED恒流调光电路，DC电压电路采用电压线性可调式来调节恒流源基准实现LED电流线性可调，发光亮度一致性更好，同时采用MCU控制器控制D/A输出电压，再通过模拟信号处理电路扩大D/A输出电压范围，从而实现LED光源调光范围更宽，达到工业设备对光源亮度调节需求；(2)本专利技术具有独立的硬件频闪电路，不用MCU控制器控制，响应速度更快，实现ns级延时，这样当被测物料动态经过检测点时，相机来触发信号，LED光源就能实时点亮，相机实时曝光成像，实现高效检测，与相机实时同步性更好；(3)本专利技术具有并行的光源异常保护电路，实现了不影响独立频闪电路工作的情况下，当光源异常时实现保护，从而保证光源可靠的工作。附图说明图1是本专利技术LED光源系统一较佳实施例的结构框图；图2是所述LED光源系统另一较佳实施例的结构框图；图3是所述DC电压电路的电路图；图4是所述LED恒流电路的电路图；图5是所述相机频闪电路的电路图；图6是所述LED光源异常保护电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1，本专利技术实施例包括：一种LED光源系统，以四通道LED光源为例，主要包括MCU控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED光源系统，其特征在于，主要包括MCU控制器、与MCU控制器连接的恒流源、LED恒流调光模块、LED光源异常保护电路、LED光源工作状态监测电路；/n所述LED恒流调光模块包括顺次连接的D/A转换电路、模拟信号处理电路、DC电压电路、LED恒流电路，DC电压电路的输入端连接恒流源、输出端连接LED光源工作状态监测电路，LED恒流电路的输出端连接LED光源及相机频闪模块、输入端连接LED光源异常保护电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED光源系统，其特征在于，主要包括MCU控制器、与MCU控制器连接的恒流源、LED恒流调光模块、LED光源异常保护电路、LED光源工作状态监测电路；
所述LED恒流调光模块包括顺次连接的D/A转换电路、模拟信号处理电路、DC电压电路、LED恒流电路，DC电压电路的输入端连接恒流源、输出端连接LED光源工作状态监测电路，LED恒流电路的输出端连接LED光源及相机频闪模块、输入端连接LED光源异常保护电路。


2.根据权利要求1所述的LED光源系统，其特征在于，所述DC电压电路包括电阻R11—R14、电容C2—C6、二极管D3—D4、电感L1、调压芯片U1，二极管D3的正极连接电阻R11、负极与电阻R12—R14及调压芯片U1的第4引脚并联，电阻R14的另一端连接电容C2，电阻R11的另一端与模拟信号处理电路连接，电感L1的一端与二极管D4的负极及调压芯片U1的电压输出端口连接、另一端与电容C2、C5、C6及LED恒流调光电路的调光基准反馈口并联，调压芯片U1的电压输入端口与电容C3、C4及+24V恒流源并联。


3.根据权利要求1所述的LED光源系统，其特征在于，所述恒流源包括DC/DC转换电路、DC电源输入接口，DC/DC转换电路的输入端连接MCU控制器、输出端连接DC电源输入接口。


4.根据权利要求1所述的LED光源系统，其特征在于，所述相机频闪模块包括相机TRIG接口、TRIG转换电路，相机TRIG接口通过TRIG转换电路连接LED恒流电路。


5.根据权利要求4所述的LED光源系统，其特征在于，所述TRIG转换电路包括电阻R5—R10、二极管D2、三极管Q2，二极管D2的正极连接电阻R7、负极连接电阻R9，电阻R9的另一端连接三极管Q2的基极，电阻R10并联在三极管Q2的基极与发射极之间，三极管Q2的集电极与电阻R5、R6、R8、LED恒流电路的EN端口并联，电阻R5—R7的另一端与+12VDC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永山，韦文波，汪君，
申请(专利权)人：合肥市雅视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34