一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路

摘要

本发明公开了一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路，包括依次连接在LED的第一输入端的光敏传感器、电压检测开关和恒流源；其中，恒流源用于驱动LED，保证LED在恒定电流下工作，光敏传感器用于感应外界光照强度变化；电压检测开关用于根据光敏传感器探测的外界光照强度来实时调整所述恒流源的输出电流。本发明提供的稳压电路及迟滞电路在保证功能符合要求，电气性能稳定可靠的同时，可以很好的简化现有的红外LED模组方案，减少了器件的数量，减少了PCB的占用面积，优化了LED模组设计方案，提高了产品的生产效率和直通率，降低了成本。

权利要求

1.一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路，其特征在于，所述LED自动补光灯控制电路包括：依次连接在LED的信号输入端的光敏传感器、电压检测开关和恒流源；所述LED的输出端连接至所述光敏传感器的输入端；

所述恒流源用于驱动所述LED并保证所述LED在恒定电流下工作；所述光敏传感器用于感应外界光照强度变化；所述电压检测开关用于根据所述光敏传感器探测的外界光照强度来实时调整所述恒流源的输出电流；

所述电压检测开关包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和电压检测元件Q3；

所述电压检测元件Q3的输入端通过依次串联连接的所述第四电阻R4和所述第二电阻R2连接至电源VCC，所述第四电阻R4与所述第二电阻R2的串联连接端连接在第一开关管的集电极；

所述第六电阻R6、所述第三电阻R3和所述第五电阻R5依次串联连接在所述电源VCC与所述电压检测元件Q3的参考电压输出端；

所述第六电阻R6与所述第三电阻R3的串联连接端连接至第二LED与第三LED的串联连接端；

所述第三电阻R3与所述第五电阻R5的串联连接端连接至第一LED与所述第二LED的串联连接端；

或者，

所述电压检测元件Q3的输入端通过依次串联连接的所述第四电阻R4和所述第二电阻R2连接至所述电源VCC，所述第四电阻R4与所述第二电阻R2的串联连接端连接在所述第一开关管的集电极；

所述第六电阻R6和所述第三电阻R3依次串联连接在所述电源VCC与所述电压检测元件Q3的参考电压输出端；

所述第六电阻R6与所述第三电阻R3的串联连接端连接至所述第二LED与所述第三LED的串联连接端；

所述第五电阻R5的一端连接至所述第一LED与所述第二LED的串联连接端，所述第五电阻R5的另一端连接至所述电压检测元件Q3的参考电压输出端。

2.如权利要求1所述的LED自动补光灯控制电路，其特征在于，所述恒流源为线性恒流源。

3.如权利要求2所述的LED自动补光灯控制电路，其特征在于，所述线性恒流源包括所述第一开关管、第二开关管和第一电阻R1；

所述第一电阻R1的一端与所述第一开关管的发射极连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二开关管的发射极连接，还与所述第一开关管的基极连接；

所述第二开关管的基极与所述第一开关管的集电极连接，所述第二开关管的集电极用于连接所述LED；

所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管。

4.如权利要求1所述的LED自动补光灯控制电路，其特征在于，所述电压检测元件Q3为NPN三极管，或者NMOS管，或者可控精密稳压源TL431，或者复位IC。

5.如权利要求1-4任一项所述的LED自动补光灯控制电路，其特征在于，所述光敏传感器为光敏电阻或光敏二极管。

说明书

一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路

技术领域

[0001] 本发明属于安防监控技术领域，更具体地，涉及一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路。

背景技术

[0002] 安防产业的快速发展，作为夜视摄像机的补光灯红外LED模组也得到了快速发展。

[0003] 图1所示为现在常用的红外LED模组方框示意图，包括稳压电路、光敏传感器、迟滞开关、恒流驱动、LED及PCB等单元组成。其中部分模组未使用稳压电路，但是这样会因为外部电源电压不稳定导致LED启动和关闭点变化。迟滞开关部分一般使用运算放大器LM358做迟滞比较器或者使用NE555做触发器。

[0004] 单颗红外LED的功率较小，模组上需要安装较多数量的红外LED，由于受到结构和外观的限制，电路元器件就只能摆放到模组上红外LED的背面，而且只能放在LED引脚之间，由于电路较为复杂，元器件较多，而且LM358或NE555体积较大，这样导致LED模组在设计过程中元件必须与LED引脚很近等结果，最终导致模组在生产过程中出现连锡、虚焊、少锡、掉件等不良情况，使用自动AI机器插件过程中，经常出现损坏元件的现象，严重影响生产效率。

发明内容

[0005] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路，旨在解决现有技术中模组在生产过程中出现连锡、虚焊、少锡、掉件等不良情况，使用自动AI机器插件过程中，经常出现损坏元件的现象，严重影响生产效率的问题。

[0006] 本发明提供了一种适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路，包括：依次连接在LED的信号输入端的光敏传感器、电压检测开关和恒流源；所述LED的输出端连接至光敏传感器的输入端；所述恒流源用于驱动LED并保证所述LED在恒定电流下工作；所述光敏传感器用于感应外界光照强度变化；所述电压检测开关用于根据所述光敏传感器探测的外界光照强度来实时调整所述恒流源的输出电流。

[0007] 更进一步地，所述恒流源为线性恒流源。所述线性恒流源包括第一开关管、第二开关管和第一电阻R1；所述第一电阻R1的一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二开关管的一端连接，还与所述第一开关管的控制端连接；所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端连接，所述第二开关管的第二端用于连接所述LED。

[0008] 更进一步地，所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管，所述三极管的基极作为所述控制端，所述三极管的发射极作为所述第一端，所述三极管的集电极作为所述第二端。

[0009] 更进一步地，所述电压检测开关包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和电压检测元件Q3；所述电压检测元件Q3的输入端通过依次串联连接的第四电阻R4和第二电阻R2连接至电源VCC，所述第四电阻R4与所述第二电阻R2的串联连接端连接在所述第一开关管的第二端；所述第六电阻R6、所述第三电阻R3和所述第五电阻R5依次串联连接在所述电源VCC与所述电压检测元件Q3的参考电压输出端；所述第六电阻R6与所述第三电阻R3的串联连接端连接至第二LED与第三LED的串联连接端；所述第三电阻R3与所述第五电阻R5的串联连接端连接至第一LED与第二LED的串联连接端。

[0010] 更进一步地，所述电压检测开关包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和电压检测元件Q3；所述电压检测元件Q3的输入端通过依次串联连接的第四电阻R4和第二电阻R2连接至电源VCC，所述第四电阻R4与所述第二电阻R2的串联连接端连接在所述第一开关管的第二端；所述第六电阻R6和所述第三电阻R3依次串联连接在所述电源VCC与所述电压检测元件Q3的参考电压输出端；所述第六电阻R6与所述第三电阻R3的串联连接端连接至第二LED与第三LED的串联连接端；所述第五电阻R5的一端连接至第一LED与第二LED的串联连接端，所述第五电阻R5的另一端连接至所述电压检测元件Q3的参考电压输出端。

[0011] 更进一步地，所述电压检测元件Q3为NPN三极管，或者NMOS管，或者可控精密稳压源TL431，或者复位IC。

[0012] 更进一步地，光敏传感器为光敏电阻或光敏二极管。

[0013] 本发明提供的稳压电路及迟滞电路在保证功能符合要求，电气性能稳定可靠的同时，可以很好的简化现有的红外LED模组方案，减少了器件的数量，减少了PCB的占用面积，优化了LED模组设计方案，提高了产品的生产效率和直通率，降低了成本。

附图说明

[0014] 图1所示为现在常用的红外LED模组方框示意图。

[0015] 图2所示为本发明的红外LED模组方框示意图。

[0016] 图3所示为常用红外LED微安级伏安特性曲线图。

[0017] 图4所示为常用红外LED毫安级伏安特性曲线图。

[0018] 图5所示为根据本发明一个实施例的电路原理图。

[0019] 图6所示为根据本发明另一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

[0020] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0021] 本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的是提供一种更加简洁的红外LED模组驱动电路，如图2所示，并且此结构的电路使得用户可以容易的调节电路参数，用于适应不同的光敏传感器或者满足不同用户的LED启动或关闭点。

[0022] 第一，本发明提供了一种稳压电路，它包括一个电阻R6及LED3-LEDn等。它用于给光敏传感器电路提供稳定的电源，可以有效的防止因外部电源电压变化导致的电路参数发生变化，也可以保护其供电的器件不被外部电源窜入的高电压损坏。

[0023] 第二，本发明还提供了一种简易的迟滞开关电路，它包括电压检测器件Q3、电阻R3、R5及LED的部分，把红外LED工作时的电压信号引入到电压检测器件的控制端，实现反馈，省去了IC，减少了周围的辅助元件，简化了电路。

[0024] 根据第一、二点，本发明还提供了新的稳压方法和新的迟滞电路实现方法。

[0025] 稳压方法：使用LED在一定的电流范围内正向压降比较固定原理，使用多个LED串联，在LED中通过一定范围(200uA-600uA)的电流，多颗LED就可叠加出需要的稳压电源。

[0026] 迟滞实现方法：将传感器与电阻串联分压，使用简单的具有电压检测特性的器件检测分压后的电压，然后使用通过反馈调整分压电阻的阻值，就可实现迟滞。

[0027] 本发明提供的稳压电路及迟滞电路在保证功能符合要求，电气性能稳定可靠的同时，可以很好的简化现有的红外LED模组方案，减少了器件的数量，减少了PCB的占用面积，优化了LED模组设计方案，提高了产品的生产效率和直通率，降低了成本。

[0028] 图2给出了本发明提供的适用于安防摄像机的LED自动补光灯控制电路的原理框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

[0029] LED自动补光灯控制电路包括依次连接在LED的第一输入端的恒流源、电压检测开关和光敏传感器；其中，恒流源用于驱动LED，保证LED在恒定电流下工作，电压检测开关用于检测光敏传感器件正输入端的电压，光敏传感器用于感应外界光照强度变化。

[0030] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0031] 红外LED属于二极管，PN节的电压比较固定，如图3是常用红外LED微安级伏安特性曲线图，当LED通过的电流在200uA-600uA之间时，正向压降基本稳定在1.2V，而且红外LED在此电流下工作时，人员完全看不到红爆现象。如图4是常用红外LED毫安级伏安特性曲线图，当LED通过的电流在45mA-50mA之间时，正向压降基本稳定在1.42V-1.45V。

[0032] 图5及图6是根据本发明的两个实施例的电路原理图。其中CDS为光敏传感器，具体可以采用光敏电阻(特性为：光照越强，阻值越小，光照越弱，阻值越大)或者光敏二极管(特性为：光照越强，电流越大，光照越弱，电流越小)，Q3为电压检测器件，精度要求高的电路可以使用TL431或者复位IC(例如SG809)，精度要求不高的电路可以使用NPN三极管或者N-MOS管即可，Q1、Q2及电阻R1组成的为线性恒流源。

[0033] 图5为例，首先假设CDS为光敏电阻，环境状态为外部光照很强，使得光敏电阻阻值很小，通过电阻R3、电阻R5及光敏电阻CDS进行分压，在电压检测器件输入端形成电压Vref，此时电压Vref的电平低于门限电压，电压检测器件关闭，电阻R4没有电流通过，Q1及Q2不能形成偏置电流，不能导通，恒流源不输出电流。使用不同的电压检测器件，门限电压不同，器件本身决定的，例如：NPN的三极管一般为0.65-0.75，TL431一般为2.5V，N-MOS一般为1.2V左右。

[0034] 电源通过电阻R6及红外LED3-LEDn到负极形成电流回路，通过选择电阻R6的阻值，使电流在400uA左右，这样通过红外LED的正向压降叠加，在B点就形成了稳压电源，电压为Vb。

[0035] 当外部的光照降低时，使得光敏电阻CDS的阻值增大，进一步的电压检测器件输入端的电压就会增大，当电压增大到门限电压时，检测开关打开，进一步的恒流源打开输出，红外LED开启，在A点形成稳压电源，电压为Va，电压Va通过电阻R5传输到电压检测器件的输入极，使得Vref端的电压进一步升高，形成触发，使红外灯完全开启。

[0036] 红外灯打开时，外部的光照升高时，使得光敏电阻CDS的阻值减小，进一步的电压检测器件的输入端的电压Vref减小，当电压Vref减小到门限电压时，检测开关趋于关闭，通过电流减小，恒流源输出电流减小，使得红外LED叠加的电压Va减小，进一步的使得电压检测器件输入端的电压降低，形成触发，使得红外灯完全关闭。

[0037] 下面通过实际的电路参数说明原理：

[0038] 假设电源电压VCC＝12V，电压检测器件选用TL431，开启门限电压为2.5V，光敏电阻选用GL5516，当阻值Rcds大于等于120K时开灯，小于等于40K时关灯。图4中的LEDn为LED6，红外LED开启时，恒流源输出45-50mA。

[0039] 红外LED关闭时：Vb＝1.2×4＝4.8V；R6＝(VCC-4.8)/0.0004＝18KΩ；R3+R5＝(Vb-2.5)/(2.5/Rcds)＝92K；所以电路正常检测时，R3及R5上流过的最大电流为(Vb-2.5)/(R3+R5)＝25uA，远远小于R6输出的电流，所以稳压电源Vb输出电流足够。

[0040] 假设电源电压降低使得红外LED上的电流为200uA时：Vcc＝4.8+0.0002×R6＝8.4V；假设电源电压升高使得红外LED上的电流为600uA时：Vcc＝4.8+0.0006×R6＝15.6V；

[0041] 通过上面的计算可以证明只要电源电压在8.4V-15.6V之间时，稳压电源Vb都可以很稳定，可以满足使用要求。

[0042] 当红外LED开启时：Va＝1.45×5＝7.25V；R5＝(Va-2.5)/(2.5/Rcds)＝76KΩ；这样就可以计算出R3的阻值为：R3＝92-76＝16K；

[0043] 通过以上计算可以证明此电路符合使用要求，功能上可以完全替代现用的方案。

[0044] 在阅读了本说明书的基础上，本领域的技术人员应该理解，图6电路中稳压电路、恒流电路、电压检测部分与图5完全一样，只有光敏传感器的串联分压电阻及LED与电压检测开关输入极连接的反馈电阻的连接方式不同。假设外部的光照很强，电压检测开关关闭，恒流源无输出，电阻R5无电流通过，只有电阻R3和CDS形成串联分压，当外部的光照降低时，使得光敏电阻CDS的阻值增大，进一步的电压检测器件输入端的电压就会增大，当电压增大到门限电压时，检测开关打开，进一步的恒流源打开输出，红外LED开启，在A点形成稳压电源，电压为Va，电压Va通过电阻R5传输到电压检测器件的输入极，使得Vref端的电压进一步升高，形成触发，使红外灯完全开启，此时电阻R3、R5与光敏传感器CDS组成分压电路，当外部的光照升高时，使得光敏电阻CDS的阻值减小，进一步的电压检测器件的输入端的电压Vref减小，当电压Vref减小到门限电压时，检测开关趋于关闭，通过电流减小，恒流源输出电流减小，使得红外LED叠加的电压Va减小，进一步的使得电压检测器件输入端的电压降低，形成触发，使得红外灯完全关闭。

[0045] 将光敏电阻替换为光敏二极管后，原理基本上一样，只是光敏二极管为电流型的器件，使用电流计算电路参数即可。

[0046] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。