一種控制接口配合pwm調節控制輸出電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于負載控制技術領域，具體設及一種控制接口配合PWM調節控制負載功 率輸出的電路。
【背景技術】
[0002] 隨著科學技術的迅速發展，人們對于控制精度的要求越來越高，控制電路隨之越 來越復雜。例如，單片機的計數器數量一定，為了同時進行多路計數，需要擴展外圍電路，增 加計數器，實現多路計數的目的。
[0003] 參考專利文獻CN201639821U公開了一種L抓燈的可調光控制電路，包括連接L抓燈 負載的電源轉換電路和PWM控制電路，PWM控制電路參與到LED驅動電源的反饋環路中，利用 P歷占空比的變化，實現對L抓調光的目的。參考專利文獻CN200969691Y公開了一種脈寬式 節能L邸調光臺燈，將輸入電壓通過方波振蕩器轉換成方波脈沖電壓，并調節抽頭電位器改 變輸出方波占空比，再由=極管放大點亮發光二極管Lm)組件，使發光二極管Lm)組件的亮 度由暗至亮變化，達到L邸調光臺燈的目的。
[0004] 上述LED亮度控制采用PWM驅動，由于電子控制單元的PWM接口數量有限，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。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術存在的不足之處，本發明提出了一種控制接口配合PWM調節控制輸 出電路，使用GPIO接口協同少量PWM接口一起W代替大量使用PWM接口的控制LED亮度。本發 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邸的負載如風扇。
[0006] 本發明采用如下技術方案：
[0007] -種控制接口配合PWM調節控制輸出電路，它包括控制單元和至少一個基礎單元， 基礎單元包括第一開關控制單元、第二開關控制單元和至少兩個負載，第一、第二開關控制 單元中均分別至少包括一個開關控制電路，控制單元的第一接口接第一開關控制單元內每 個開關控制電路的控制極，控制單元的第一接口經反相器接第二控制單元的每個開關控制 電路的控制極，W及第一開關控制單元的每個開關控制電路的控制極和第二控制單元的每 個開關控制電路的控制極還分別經直流電壓消耗元件接高電壓輸出端，第一開關控制單元 的每個開關控制電路的第一端和第二開關控制單元的每個開關控制電路的第一端均接控 制單元的PWM接口，第一開關控制單元的每個開關控制電路的第二端分別經至少一個負載 接地，第二開關控制單元的每個開關控制電路的第二端分別經至少一個負載接地。
[000引進一步的，控制單元的第二控制接口經直流電壓消耗電路或/和單向導通電路分 別接第一開關控制單元的每個開關控制電路的第二端。
[0009]進一步的，控制單元的第二控制接口經直流電壓消耗電路或/和單向導通電路分 別接第二開關控制單元的每個開關控制電路的第二端。
[0010] 進一步的，控制單元的第二控制接口經直流電壓消耗電路或/和單向導通電路分 別接第一開關控制單元的每個開關控制電路的第二端和第二開關控制單元的每個開關控 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，單向導通電路包括二極管或/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，負載為發光二極管L邸和/或風扇。
[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] 相對于現有使用PWM接口直接控制輸出的電路，控制負載數量有限。本發明利用控 制單元上的普通GPIO接口與P麗接口相結合，控制輸出。有效地解決了由于P麗接口數量限 制造成的控制負載數量有限的問題，本發明對于同樣數量的負載可減少一半數量的PWM接 口。本發明可應用于日常生活中發光二極管LED的亮度調節或風扇的轉速調節等負載控制。
【附圖說明】
[0017]圖1是實施例一的基礎單元電路圖；
[001引圖2是PWM接口直接驅動發光二極管L邸的時序圖；
[0019] 圖3是發光二極管LEDl占空比為25%的時序圖；
[0020] 圖4是實施例一發光二極管LEDl的控制時序圖；
[0021] 圖5是實施例二的基礎單元電路圖；
[0022] 圖6是實施例S的基礎單元電路圖；
[0023] 圖7是實施例四的基礎單元電路圖；
[0024] 圖8是實施例五的基礎單元電路圖；
[0025] 圖9是實施例五發光二極管LEDl占空比為75%的時序圖；
[00%]圖10是實施例五發光二極管LEDl占空比為100%的控制時序圖；
[0027] 圖11是實施例五發光二極管LEDl的控制時序圖；
[0028] 圖12是實施例六的基礎單元電路圖；
[0029] 圖13是實施例屯的基礎單元電路圖；
[0030] 圖14是實施例八的基礎單元電路圖；
[0031 ]圖15是實施例九的基礎單元電路圖；
[0032] 圖16是實施例十的基礎單元電路圖。
【具體實施方式】
[0033] 為進一步說明各實施例，本發明提供有附圖。運些附圖為本發明掲露內容的一部 分，其主要用W說明實施例，并可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參 考運些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式W及本發明的優點。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] 現結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0035] 本發明優選一實施例一的一種控制接口配合PWM調節控制輸出電路，該電路包括 控制單元、八個=極管開關電路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 施例一的負載為發光二極管，即發光二極管LEDl、發光二極管LEDl S、發光二極管LED2、發光 二極管LED3S、發光二極管LED3、發光二極管LED3S、發光二極管LED4和發光二極管LED4S。
[0036] 再次參閱圖1所示，該實施例一的基礎單元電路圖，實施例一具有四個基礎單元， 其中，基礎單元包括一個開關電路A和一個開關電路B，開關電路A包括電阻Rl、電阻R2、= 極管Ql和發光二極管LEDi,開關電路B包括電阻R3、電阻R4、=極管Q2、反相器和發光二極管 LEDi S。其中i = 1，2，3，4。開關電路A的=極管Ql的基極接控制單元的Swi tch接口，=極管Ql 的基極經電阻Rl接電源Vcc正極，=極管Ql的集電極經電阻R2接PWMi接口，=極管Ql的發射 極經發光二極管LEDi接地。開關電路B的=極管Q2的基極經反相器接控制單元的Switch接 口，S極管Q2的基極經電阻R4接電源Vcc正極，S極管Q2的集電極經電阻R3接控制單元的 PWMi接口。S極管Q2的發射極經發光二極管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。當運個開關 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導通，PWMi接口直接 驅動LEDi,即開關電路A工作;Switch接口輸出高電平經反相器輸入到=極管Q2的基極為低 電平，=極管Q2截止，開關電路B不工作。當運個開關關閉時，Switch接口輸出低電平，=極 管Ql的基極為低電平，=極管Ql截止，即開關電路A不工作；Switch接口輸出低電平經反相 器輸入到=極管Q2的基極為高電平，=極管Q2導通，PWMi接口直接驅動LEDis,開關電路B工 作。
[003引下表列舉了開關的各個狀態下PWM接口和發光二極管L邸的關系。
[0040] 參閱圖2所示，為PWM接口直接驅動LED的時序圖，PWM接口直接驅動LED，P歷的占空 比從0到100 %時，其驅動的LED的占空比可W實現從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接口復用，使用一個PWM接口同時控制兩個發光二極管LED。參閱圖 3所示，為發光二極管LEDl占空比為25%的時序圖，WPWMl接口、發光二極管LEDl和發光二 極管LEDlS為例。設PWMl的占空比為50%，開關Switch接口 WPWMl周期的2倍翻轉。當開關打 開時，PWMl接口控制發光二極管LEDl，當開關關閉時，PWMl轉而控制發光二極管LEDls。所W 發光二極管LEDl在周期To內真實的占空比是50%/2 =化％。
[0042] 參閱圖4所示，為實施例一發光二極管LEDl的控制時序圖，與圖3的控制原理相同。 階段1:設PWMl的占空比為50%，當開關打開時，PWMl控制發光二極管LEDl;開關關閉時PWMl 轉而控制LEDls。所WLEDl在To內真實的占空比是50%/2 =化％。
[0043] 階段2:設PWMl的占空比為100%，當開關打開時，P歷1控制發光二極管LEDl;開關 關閉時PWMl轉而控制LEDls。所WLEDl在To內真實的占空比是100%/2 = 50%。也就說實施 例一的最大可實現占至比是50%。
[0044] 同理，發光二極管LEDls的占空比范圍也是從0到50%。使用一個GPIO接口做開關， 可W節省一半數量的PWM接口。但是同時每個負載(發光二極管LED)也只能獲得0到50%的 占空比。
[0045] 實施例一的基礎單元只能控制兩個負載，為了控制更多的負載，本發明還具有W 下結構。
[0046] 參閱圖5所示，為實施例二的基礎單元電路圖。該實施例二的基礎單元與實施例一 的基礎單元的不同之處在于:實施例一的基礎單元是由一個開關電路A和一個開關電路B 組成，實施例二的基礎單元是由兩個開關電路A和一個開關電路B組成。開關電路A和開關電 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=的基礎單元電路圖。該實施例=的基礎單元與實施例一 的基礎單元的不同之處在于:實施例=的基礎單元是由一個開關電路A和兩個開關電路B組 成。參閱圖7所示，為實施例四的基礎單元電路圖。實施例四的基礎單元與實施例一的基礎 單元的不同之處在于：實施例四的基礎