CN216820171U - 红外气体检测设备恒功率光源控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，包括输出可调式低压差线性稳压器LDO、电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1；电压采样电路并联光源负载D1，包括串联的反馈电阻单元R1、R2，用于采集光源负载D1的电压；电流采样电路串联光源负载D1，用于采集光源负载D1的电流；输出可调式低压差线性稳压器LDO的输出端依次经光源负载D1、电流采样电路接逻辑地，用于为电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1供电；其反馈输入端连接反馈电阻单元R1、R2的公共端，用于接收反馈电阻单元R2到地的电压Vfd，并根据电压Vfd调整输出端的输出电压Vout。通过选择反馈电阻单元R1、R2和外部检流电阻单元R3的阻值设定功率大小，实现光源恒功率控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种恒功率光源控制电路，尤其适用于红外气体检测设备。
背景技术
目前，红外线类气体传感器红外气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置，一般分为分光型和非分光型，其中，分光型包括两个气室，一个用于参考光线，另一个用于测量光线；非分光型仅含有一个气室。它与其它类别气体传感器如电化学式、催化燃烧式、半导体式等相比具有应用广泛、使用寿命长、灵敏度高、稳定性好、适合气体多、性价比高、维护成本低、可在线分析等等一系列优点，广泛应用于石油化工、冶金工业、工矿开采、大气污染检测、农业、医疗卫生等领域。
并且，红外线气体传感器要求光源能稳定发光，即光源功率需要在一段时间内保持恒定。光源属于纯电阻负载，电阻值会随温度的变化和负载材料损耗而不同。常用于驱动光源的电路有三种：1、光源恒压源电路，即电压稳定不变，但是光源温度上升快，阻值变化时受影响较大；2、光源恒流源电路，即电流稳定不变，但是光源温度上升慢，阻值变化时受影响大；3、光源恒功率电路，即保持光源的电功率不变，但是光源温度上升较快，阻值变化时受影响小。而且大部分光源恒功率供电方式都采用MAX4211芯片及外部器件构成电路，该电路成本高、器件多、不利于用在小型传感器和设备上。
因此，亟待研发设计出新型的恒功率光源控制电路。
发明内容
针对上述现存的技术问题，本实用新型提供一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，以达到减少器件，降低了复杂程度和成本，使用方便的目的。
为实现上述目的，本实用新型提供一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，包括输出可调式低压差线性稳压器LDO、电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1；
所述的电压采样电路并联光源负载D1，包括串联的反馈电阻单元R1、R2，用于采集光源负载D1两端的电压；
所述的电流采样电路串联光源负载D1，包括外部检流电阻单元R3，用于采集光源负载D1的电流；
所述的光源负载D1的外壳接逻辑地，用于为红外气体检测设备提供光源；
所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO的输入端连接输入电源VCC；其输出端依次经光源负载D1、电流采样电路接逻辑地，用于为电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1供电；其反馈输入端连接反馈电阻单元R1、R2的公共端，用于接收反馈电阻单元R2到地的电压Vfd，并根据电压Vfd调整输出端的输出电压Vout。
进一步，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO还设有使能控制端，用于传输使能控制信号。
进一步，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO采用的芯片型号是TPS79901DDCR。
进一步，所述的反馈电阻单元R1可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合，还可以是至少一个电阻和电容的并联组合。
更进一步，所述的反馈电阻单元R2可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合。
进一步，所述的外部检流电阻单元R3可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合。
进一步，所述的光源负载D1可以是MEMS光源，也可以是灯珠形式的光源。
更进一步，所述的光源负载D1的外形封装可以是有接地管脚的三个管脚，也可以是没有接地管脚的两个管脚。
综上，本实用新型电路能够通过选择反馈电阻单元R1、R2和外部检流电阻单元R3的阻值设定功率大小，实现了光源恒功率控制。相比现有技术，本实用新型只需要使用简单的硬件电路，不仅器件少，成本低，而且占面积少，调试简单，能够运用在更广泛的场景，包括：分光型红外气体探测器、非分光型红外气体探测器、非分光型红外气体传感器、多参数气体探测器等。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括输出可调式低压差线性稳压器LDO、电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1。
其中，所述的电压采样电路包括串联的反馈电阻单元R1和反馈电阻单元R2。实施时，所述的反馈电阻单元R1可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合，还可以是至少一个电阻和电容的并联组合。所述的反馈电阻单元R2可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合。
所述的电流采样电路包括外部检流电阻单元R3。实施时，所述的外部检流电阻单元R3可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合。
所述的光源负载D1用于为红外气体检测设备提供光源。实施时，所述的光源负载可以是MEMS光源，也可以是灯珠形式的光源。并且，所述的光源负载的外形封装可以是有接地管脚的三个管脚，也可以是没有接地管脚的两个管脚。
所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO的IN脚连接输入电源VCC，其输出电压供给光源负载D1，即OUT脚连接光源负载D1的1脚，光源负载D1的2脚连接外部检流电阻单元R3的1脚，光源负载D1的3脚和外部检流电阻单元R3的2脚分别接逻辑地。同时，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO的输出电压供给电压采样电路，即OUT脚连接反馈电阻单元R1的1脚，反馈电阻单元R1的2脚连接反馈电阻单元R2的1脚，反馈电阻单元R2的2脚连接外部检流电阻单元R3的1脚，外部检流电阻单元R3的2脚接逻辑地。
所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO的反馈输入端接电压反馈，即FB脚连接反馈电阻单元R1的2脚，用于接收反馈电阻单元R2到地的电压Vfd，并根据电压Vfd调整OUT脚的输出电压Vout。
此外，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO的使能端接控制信号，即输出可调式低压差线性稳压器LDO的EN脚接使能控制信号。实施时，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO可以有使能控制管脚，也可以没有使能控制管脚。所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO采用带有反馈FB的LDO均可，如芯片型号TPS79901DDCR。
并且，本实用新型电路的工作原理如下：首先，输出可调式低压差线性稳压器LDO的OUT脚输出的电流分成两路，一路经过光源负载D1流入外部检流电阻单元R3，另一路经过反馈电阻单元R1和反馈电阻单元R2流入外部检流电阻单元R3。其次，反馈电阻单元R2到地的电压Vfd输入到输出可调式低压差线性稳压器LDO的输入反馈端。接着，输出可调式低压差线性稳压器LDO根据输入的电压Vfd调整其OUT脚的输出电压Vout。
当光源负载D1的电阻值增大时，流过光源负载D1的电流减小，从而使得流过外部检流电阻单元R3的电流减小，外部检流电阻单元R3上的电压减小，进而使得反馈电阻单元R2的对地电压Vfd减小。输出可调式低压差线性稳压器LDO通过FB脚接收到电压变小的信号，从而调节输出电压Vout，使输出电压Vout增大。
当光源负载D1的电阻值增大时，输出可调式低压差线性稳压器LDO的输出电压Vout增大，但是通过外部检流电阻单元R3的分压，使得输出电压Vout增大的速度没有光源负载D1电阻增大的速度快，所以流过光源负载D1的电流减小，根据如下功率计算公式：
P＝V×I
可知，在电压增大，同时电流减小的情况下，功率可以保持不变。
如此一来，光源负载D1的功率可以通过选择反馈电阻单元R1、R2和外部检流电阻单元R3的阻值进行设定，以达到恒功率控制的目的。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，包括输出可调式低压差线性稳压器LDO、电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1；
所述的电压采样电路并联光源负载D1，包括串联的反馈电阻单元R1、R2，用于采集光源负载D1两端的电压；
所述的电流采样电路串联光源负载D1，包括外部检流电阻单元R3，用于采集光源负载D1的电流；
所述的光源负载D1的外壳接逻辑地，用于为红外气体检测设备提供光源；
所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO的输入端连接输入电源VCC；其输出端依次经光源负载D1、电流采样电路接逻辑地，用于为电压采样电路、电流采样电路和光源负载D1供电；其反馈输入端连接反馈电阻单元R1、R2的公共端，用于接收反馈电阻单元R2到地的电压Vfd，并根据电压Vfd调整输出端的输出电压Vout。
2.根据权利要求1所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO还设有使能控制端，用于传输使能控制信号。
3.根据权利要求1所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的输出可调式低压差线性稳压器LDO采用的芯片型号是TPS79901DDCR。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的反馈电阻单元R1可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合，还可以是至少一个电阻和电容的并联组合。
5.根据权利要求4所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的反馈电阻单元R2可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的外部检流电阻单元R3可以是一个电阻，也可以是至少两个电阻串联、并联或串并联的组合。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的光源负载D1可以是MEMS光源，也可以是灯珠形式的光源。
8.根据权利要求7所述的一种红外气体检测设备恒功率光源控制电路，其特征在于，所述的光源负载D1的外形封装可以是有接地管脚的三个管脚，也可以是没有接地管脚的两个管脚。
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