一種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路，車用廂燈包括多個燈條，每個燈條對應一個故障檢測電路和恒流控制電路，故障檢測電路和恒流控制電路可以通過輸出電壓的狀態(tài)來判斷LED燈條是否發(fā)生故障。當某燈條內(nèi)一個或幾個LED發(fā)生短路故障時，控制器的輸出電壓會明顯變低；當某燈條內(nèi)多個LED發(fā)生斷路故障時，控制器的輸出電壓會升高。
【專利說明】 —種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及車輛工程領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]目前世界各國對節(jié)能環(huán)保越發(fā)重視。LED光源是一種節(jié)能型綠色光源，以其發(fā)光效率高、成本適中的特點，被廣泛使用；已具有替代傳統(tǒng)光源的趨勢。
[0003]目前，LED型車用廂燈已被廣泛使用?，F(xiàn)應用的LED型廂燈大多數(shù)采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電壓直接控制。這種方式具體為用多個LED及限流電阻串聯(lián)形成一個串，再由多串并聯(lián)組成一個燈條；用車體電源經(jīng)開關(guān)直接點亮燈條。這樣的結(jié)構(gòu)具有先天的缺點，當某串中的一個LED斷路損壞，則該串的其它LED同時無法發(fā)光。因此，若有幾個LED隨機損壞，則這個燈條亮度明顯下降。同時，車體電源的電壓是經(jīng)常波動的，容易導致廂燈的亮度忽明忽暗，同時降低了 LED的壽命。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供一種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提供了一種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路，車用廂燈包括多個燈條，每個燈條對應一個所述故障檢測電路和恒流控制電路，所述故障檢測電路和恒流控制電路包括:第一電容、第一穩(wěn)壓二極管、第一電阻和第四電阻、第二電容、第二穩(wěn)壓二極管、第二電阻、第三電阻、第三電容第五電阻和功率三極管，其中:
[0006]所述第一電容、所述第一穩(wěn)壓二極管和所述第一電阻并聯(lián)在車體電源負極與所述第四電阻的第一端之間，所述第四電阻的第二端與所述功率三極管的集電極相連，所述第四電阻的第一端還與外接處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連；
[0007]所述第二電容、所述第二穩(wěn)壓二極管和所述第二電阻并聯(lián)在車體電源負極與所述第三電阻的第一端之間，所述第三電容連接在所述第三電阻的第二端與所述功率三極管的集電極之間，所述第五電阻連接在車體電源負極與所述第三電阻的第二端之間，所述第三電阻的第一端還與處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述功率三極管的發(fā)射極與車體電源正極相連，所述第三電阻的第二端還與對應燈條的負極端相連，所述功率晶體管的集電極還與對應燈條的正極端相連，所述功率晶體管的基極與處理器單元的PWM信號輸出端相連。
[0008]進一步地，每個所述燈條為由η行m列LED發(fā)光源組成的陣列，其中每一列的LED發(fā)光源串聯(lián)，每一行的LED發(fā)光源并聯(lián)，n、m均為自然數(shù)。
[0009]本發(fā)明可以通過輸出電壓的狀態(tài)來判斷LED燈條是否發(fā)生故障。當某燈條內(nèi)一個或幾個LED發(fā)生短路故障時，控制器的輸出電壓會明顯變低；當某燈條內(nèi)多個LED發(fā)生斷路故障時，控制器的輸出電壓會升高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是本實用新型一個實施例的車用廂燈系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2是本實用新型一個實施例的LED廂燈燈條電路原理圖；
[0013]圖3是本實用新型一個實施例的故障檢測及恒流控制電路原理圖。

【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0015]圖1為本實用新型一個實施例的車用廂燈系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖；如圖所示，該車用廂燈包括廂燈控制器部分①和LED燈條部分②，廂燈控制器完成對燈條的恒流控制、故障檢測、調(diào)節(jié)亮度及與用戶之間進行信息交互。
[0016]1、廂燈控制器部分主要包括:
[0017](I)故障檢測部分
[0018]該部分完成對LED燈條的故障檢測，能夠定位到具體哪一個燈條出現(xiàn)故障。當LED燈條內(nèi)的LED發(fā)光點出現(xiàn)一定數(shù)量的斷路或短路故障時，該部分輸出故障信號?？刂茊卧獧z測到故障信號后，通過通信接口向用戶發(fā)送故障信息。
[0019](2)亮度控制部分
[0020]該部分實現(xiàn)對LED燈條的亮度控制，能夠手動調(diào)節(jié)廂燈燈條的亮度。該部分電路接收處理器單元輸出的PWM信號，將其放大驅(qū)動LED燈條；同時該部分電路對輸出電流進行檢測。處理器單元根據(jù)輸出電流信號來調(diào)節(jié)輸出的PWM信號，形成閉環(huán)，最終實現(xiàn)穩(wěn)定的可調(diào)節(jié)的輸出電流。此外，還可以根據(jù)實際需求情況，擴展連接光線傳感器，實現(xiàn)亮度自動調(diào)節(jié)功能。
[0021](3) CAN通信部分
[0022]該部分以CAN總線的通信方式，與外部進行數(shù)據(jù)交換?？刂葡蛲獍l(fā)送廂燈的工作狀態(tài)信息及接收外部的亮度控制信息。本方案采用的處理器內(nèi)部集成CAN收發(fā)器，因此電路上只需接入CAN接口芯片即可，本實施例中采用的CAN接口芯片型號為TJA1042。
[0023](4)處理器單元
[0024]處理器單元可以選用飛思卡爾汽車級8位單片機，型號為S9S08DZ16。
[0025]2、LED燈條部分。
[0026]燈條采用LED矩陣式的連接方式，矩陣的長寬點數(shù)大小可以根據(jù)實際車型進行靈活設計。
[0027]圖2為本實用新型一個實施例的LED廂燈燈條電路原理圖，圖中端子A為燈條的正極接線端，端子B為燈條的負極接線端。燈條采用LED發(fā)光源以矩陣的方式連接。采用這種連接方式時，當出現(xiàn)幾個LED斷路損壞時基本不會影響整個燈條的亮度；gLED出現(xiàn)短路現(xiàn)象時控制器可以很容易檢測出燈條出現(xiàn)故障。圖2中的m表示LED矩陣的長具有m個發(fā)光點；n表示LED矩陣的寬有η個發(fā)光點。m、η為自然數(shù)，m和η的具體數(shù)值可以根據(jù)實際情況靈活設計。在這里給出一個參考設計，長度m取值為20，寬度η取值為4。該參考設計適合于24V電壓系統(tǒng)的車輛，燈條的大小適中，易于裝配。
[0028]圖3中的①所示的部分為本實用新型的故障檢測電路原理圖；②所示的部分為本實用新型的恒流控制電路原理圖。LED發(fā)光源的故障類型分為斷路故障和短路故障。由于控制器的輸出采用恒流控制，因此可以通過輸出電壓的狀態(tài)來判斷LED燈條是否發(fā)生故障。當某燈條內(nèi)一個或幾個LED發(fā)生短路故障時，控制器的輸出電壓會明顯變低；當某燈條內(nèi)多個LED發(fā)生斷路故障時，控制器的輸出電壓會升高。具體電路如圖3中①部分所示，電路的輸出端E與處理器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連。在電路中，電阻R4和Rl對輸出電壓分壓，使電壓大小適于處理器采集。電容Cl的作用是對分壓后的信號進行濾波，使信號變得平穩(wěn)。穩(wěn)壓二極管Dl的作用是保護處理器不會因過電壓輸入而損壞。圖3中②部分為恒流控制電路，恒流控制的原理是采用電流閉環(huán)控制。具體為處理器會定時采集實際輸出的電流，根據(jù)實際電流值和理想電流值進行運算，來調(diào)節(jié)輸出PWM信號的占空比，進而使輸出電流與理想電流相近。在電路中，端子C和D與車體電源連接，C接正極，D接負極。A端接燈條的正極端；B端接燈條的負極端。F端接處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。G端接處理器的PWM信號輸出端。Ql為功率三極管，對處理器輸出的PWM信號進行放大。C3為濾波電容，對輸出電壓進行濾波，使輸出電壓穩(wěn)定。R5為限流電阻，同時也作為電流采樣電阻。由于R5上的電壓與流過R5的電流成線性關(guān)系，因此對R5上的電壓進行數(shù)據(jù)采集，即可計算出輸出電流值。電阻R3和R2對電阻R5上的電壓進行分壓，使電壓大小適合于處理器采集。電容C2為濾波電容，對R3和R2分壓后的電壓進行濾波，使其更穩(wěn)定。穩(wěn)壓二極管D2其保護作用，能夠防止處理器因輸入電壓過大而損壞。本實施例的故障檢測電路和恒流控制電路具有電路簡潔、成本低、占用空間小、性能穩(wěn)定等特點。
[0029]綜上所述，本實用新型上述實施例具有以下有益效果:
[0030]1、能夠?qū)崟r告知用戶LED廂燈的故障狀態(tài)，且能夠定位到具體哪一個LED廂燈燈條出現(xiàn)故障。避免人工定期檢查廂燈是否故障，節(jié)約了人力工作量；同時能夠及時發(fā)現(xiàn)廂燈故障，避免了廂燈工作時部分LED故障后，繼續(xù)使用導致該廂燈內(nèi)更多LED損壞。
[0031]2、能夠調(diào)節(jié)和設定燈條的亮度。用戶可以根據(jù)自己的實際使用需求方便的調(diào)節(jié)和設定廂燈的亮度。同時，若控制器擴展光線傳感器后，亮度調(diào)節(jié)可設定為自動模式，根據(jù)車內(nèi)的環(huán)境亮度自動調(diào)節(jié)廂燈亮度，省去用戶手動控制操作。
[0032]3、廂燈采用恒流控制，燈條采用LED矩陣式連接。燈條亮度穩(wěn)定無閃爍，不會因外部供電電壓的波動而導致亮度變化；燈條內(nèi)幾個LED發(fā)光點斷路損壞不會明顯影響整體發(fā)光亮度。
[0033]4、成本低，經(jīng)濟性好。控制器內(nèi)部電路設計簡潔，一個廂燈控制器可以控制多路廂燈燈條，單控制器即可滿足豪華大巴內(nèi)所有廂燈燈條的控制。
[0034]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本實用新型所必須的。
[0035]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
[0036]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車用廂燈的故障檢測電路和恒流控制電路，其特征在于，車用廂燈包括多個燈條，每個燈條對應一個所述故障檢測電路和恒流控制電路，所述故障檢測電路和恒流控制電路包括:第一電容、第一穩(wěn)壓二極管、第一電阻和第四電阻、第二電容、第二穩(wěn)壓二極管、第二電阻、第三電阻、第三電容第五電阻和功率三極管，其中: 所述第一電容、所述第一穩(wěn)壓二極管和所述第一電阻并聯(lián)在車體電源負極與所述第四電阻的第一端之間，所述第四電阻的第二端與所述功率三極管的集電極相連，所述第四電阻的第一端還與外接處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連； 所述第二電容、所述第二穩(wěn)壓二極管和所述第二電阻并聯(lián)在車體電源負極與所述第三電阻的第一端之間，所述第三電容連接在所述第三電阻的第二端與所述功率三極管的集電極之間，所述第五電阻連接在車體電源負極與所述第三電阻的第二端之間，所述第三電阻的第一端還與處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述功率三極管的發(fā)射極與車體電源正極相連，所述第三電阻的第二端還與對應燈條的負極端相連，所述功率晶體管的集電極還與對應燈條的正極端相連，所述功率晶體管的基極與處理器單元的PWM信號輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測電路和恒流控制電路，其特征在于，每個所述燈條為由η行m列LED發(fā)光源組成的陣列,其中每一列的LED發(fā)光源串聯(lián),每一行的LED發(fā)光源并聯(lián)，n、m均為自然數(shù)。
【文檔編號】H05B37/02GK204145860SQ201420560719
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】李天生, 宋寶森, 陳振華, 白哲松 申請人:哈爾濱威帝電子股份有限公司