CN105577286B - 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法 - Google Patents

一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105577286B
CN105577286B CN201410527610.7A CN201410527610A CN105577286B CN 105577286 B CN105577286 B CN 105577286B CN 201410527610 A CN201410527610 A CN 201410527610A CN 105577286 B CN105577286 B CN 105577286B
Authority
CN
China
Prior art keywords
car lamp
led car
communication
connect
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410527610.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105577286A (zh
Inventor
何举刚
龙兴明
周霞
徐涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Changan Automobile Co Ltd filed Critical Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority to CN201410527610.7A priority Critical patent/CN105577286B/zh
Priority to PCT/CN2015/089984 priority patent/WO2016054965A1/zh
Priority to RU2017109960A priority patent/RU2675149C2/ru
Publication of CN105577286A publication Critical patent/CN105577286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105577286B publication Critical patent/CN105577286B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C1/00—Amplitude modulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/14—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric lighting circuits
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种驱动LED车灯光通信的发射装置，其包括CPU处理器和电压变换电路，CPU处理器通过接口电路与汽车LIN/CAN总线通信连接，CPU处理器与电压变换电路通信连接，电压变换电路通过高频半导体开关与LED车灯驱动连接，对LED车灯设置有前向电压测试电路，前向电压测试电路的输出端与CPU处理器连接，CPU处理器电平输出端依次连接有D/A转换电路、低通滤波电路和恒流压控电路，恒流压控电路的输出端与电压变换电路的参考电压端连接。本发明还提供了一种驱动LED车灯光通信的方法，其动态调节通信数据电流波形的电平和频率。本发明能够解决现有光通信技术中通信功能影响LED车灯照明光效和节电性的问题。

Description

一种驱动LED车灯光通信的发射装置及方法
技术领域
本发明涉及可见光通信技术，具体是一种驱动LED车灯光通信的发射装置及方法。
背景技术
可见光通信技术是对可见光光源进行调制，通过控制LED发光光强的高速闪烁进行发送信息。在实际运用中，在规定的光照强度下，要求通信调制不能影响正常的照明亮度。
常见的光强度调制方式有斩波调光(TRIAC Dimming)、数字调光(DigitalDimming)、脉宽调制调光(Pulse Width Modulation Dimming)、模拟调光(AnalogDimming)等。其中，脉宽调制调光是以一定频率打开与闭合的开关控制电流脉冲信号的占空比，实现对LED的发光强度调制。LED的发光频率在60Hz以上时，人眼就分辨不出LED的亮暗闪烁，其适用于光通信***。然而，在LED车灯为载体的光通信***中，为保证法规规定的照明亮度，同时具有通信功能，必然会让LED车灯工作在高峰值电流条件下，而实际上，LED效率存在“Droop”效应，即电流密度增加，光效降低。所以，使得通信功能影响LED车灯的照明节电性。
而现有的光通信技术中，如CN 103600687A公开的一种汽车车灯装置及其通过灯光传递信号的方法，该文献中的灯光发送设备由总线数据接收器、发送端微控制器、车灯驱动器和车灯组成，所述车灯驱动器的输出端驱动连接所述尾灯，用于驱动尾灯的亮度，所述尾灯用于产生包含本车运行数据信息的光信号，并发送出去。其未考虑照明电流在加载数据信号后对照明光效的影响，这样不仅浪费不必要的能耗，还会影响电路的结温，加快器件的失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动LED车灯光通信的发射装置及方法，其能够解决现有技术中通信功能影响LED车灯照明光效、节电性和可靠性问题。
本发明的技术方案如下：
一种驱动LED车灯光通信的发射装置，包括CPU处理器和电压变换电路，所述CPU处理器通过接口电路与汽车LIN/CAN总线通信连接，CPU处理器与电压变换电路通信连接，所述电压变换电路通过高频半导体开关与LED车灯驱动连接。对所述LED车灯设置有测量正向压降的前向电压测试电路，所述前向电压测试电路的输出端与CPU处理器连接，CPU处理器电平输出端依次连接有D/A转换电路、低通滤波电路和恒流压控电路，所述恒流压控电路的输出端与电压变换电路的参考电压端连接。
所述CPU处理器为型号是MC9S12XS128的单片机，单片机的管脚50～52通过型号为MC33661的LIN总线驱动器与汽车LIN总线连接，单片机的管脚45为前向电压输入端；
所述电压变换电路包括型号为LM3421的LED驱动控制器，单片机的管脚63通过三极管Q7与LM3421的管脚8连接，LM3421的管脚7为参考电压端，LM3421的管脚12与一NPN型三极管Q4的基极连接，LM3421的管脚9与三极管Q4的发射极电阻连接，三极管Q4的集电极分别与一NPN型三极管Q2和一PNP型三极管Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与基极电阻连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极与一PNP型三极管Q6的基极连接，三极管Q3的集电极还连接供电源电压且通过一二极管与基极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q2的集电极电阻连接，三极管Q6的集电极与LM3421的管脚7连接且通过电阻接地；
所述高频半导体开关包括GaN基的高电子迁移率晶体管Q1，Q1的G极与三极管Q2的发射极连接，Q1的D极与LM3421的管脚1间连接一GaN基的二极管D5，Q1的S极连接有第一电阻，所述第一电阻与Q1的S极连接的一端与LM3421的管脚15电阻连接，第一电阻的另一端与LM3421的管脚16电阻连接且连接供电源电压，二极管D5的负极与Q2的集电极连接，所述LED车灯连接于二极管D5的负极与Q1的D极之间。
本发明还提供一种驱动LED车灯光通信的方法，所述CPU处理器将通信数据发送至电压变换电路进行调制，电压变换电路将通信数据以高低电平的形式调制在LED车灯的照明直流电流波上；所述CPU处理器实时根据LED车灯的结温值，结合汽车LIN/CAN总线的行车参数及通信数据，对电压变换电路提供参考电压，电压变换电路根据参考电压调节通信数据对应电流波形的高、低电平值。
进一步，所述CPU处理器结合汽车LIN/CAN总线的行车参数及通信数据调节通信数据对应电流波形的频率。
进一步，所述通信数据以二进制数据流的形式由N个不同频率的方波信号进行组合编码，每个频率fi大于1kHz且小于电压变换电路电源开关频率的十分之一，方波信号中的任意相对频差值大于1％；其中：N≥3；相对频差的定义为：(fi-fj)/(fi+fj)×100％，fi，fj表示编码电流中的两个不同方波频率。
更进一步，所述通信数据对应电流波形的高、低电平值按模糊分类指数加权调节，具体如下：
当LED车灯的结温值Tjn大于阈值温度Tth时，对当前tk时刻电流波形I(k)的电平值进行指数加权衰减，获得下一时刻电流波形的电平值I(k+1)即，α1∈[1,100]；
当车与车间的通信距离dc2c小于阈值距离下限时，对当前tk时刻电流波形的高、 低电平差值按指数衰减减小，获得下一时刻tk+1电流波形的高低电平值差值ΔI(k+1)即，α2∈[0.1,30]；
当车与车间的通信距离dc2c大于阈值距离上限且在有效通信距离内时，对当前 tk时刻电流波形的高、低电平差值按指数加强增大，获得的下一时刻tk+1电流波形的高低电 平值差值ΔI(k+1)即，α3∈(0.1,300]；
当车与车间的通信距离dc2c在阈值距离上下限内时，当前tk时刻与下一时刻tk+1的高、低电平差值与通信距离呈指数衰减即，α4∈[0,1]。
或者，设驱动LED车灯的电流波形涉及高电平I3、低电平I1和照明电平I2，LED车灯的额定照明电流为Iavg，若LED车灯的结温值Tjn大于阈值温度100℃，则在k时刻的后一时刻，均有Ii(k+1)＝Ii(k)·exp(-13/(Tjn-100))，i＝1,2,3，在该条件下有：
当车与车间的距离大于阈值距离上限30米且小于300米时，无通信数据时LED车灯初始的照明电平I2＝Iavg，在通信数据对应电流波形中初始的高电平I3为2Iavg，初始的低电平I1为0，I2的发生频率为200Hz,I1的发生频率为20kHz，I3的发生频率为21kHz；
当车与车间的距离大于阈值距离下限10米时且小于阈值距离上限30米时，无通信数据时LED车灯初始的照明电平I2＝Iavg，在通信编码驱动电流波形中初始的高电平I3为1.5Iavg，初始的低电平I1为0.5Iavg，I2的发生频率为1000Hz,I1的发生频率为500kHz，I3的发生频率为510kHz；
当车与车间的距离小于阈值距离下限10m时，无通信数据时LED车灯初始的照明电平I2＝Iavg，在通信编码驱动电流波形中初始的高电平I3为1.5Iavg，初始的低电平I1为0.5Iavg，I2的发生频率为0Hz,I1的发生频率为2000kHz，I3的发生频率为210kHz；
当车与车间的通信距离大于有效通信距离300米时，停止通信，LED车灯初始的额定照明电流I2＝Iavg。
本发明一方面通过结温调节保证了LED车灯的使用寿命，并通过调节数据通信中电流波形的高低电平差值，保证不同车距间能够可靠通信；另一方面在规定照度下提高了照明光效，最大程度的避免“droop”效应的发生，保护电路器件；再一方面通过频率调节，提高通信速率，保证通信的及时性。
附图说明
图1为本发明一种驱动LED车灯光通信的发射装置的***结构图；
图2为图1中CPU处理器的管脚结构图；
图3为图1中CPU处理器与汽车LIN总线的一种连接电路；
图4为图1中电压变换电路的一种具体结构图；
图5为图1中前向电压测试电路的一种具体结构图；
图6为图1中恒流压控电路的一种具体结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
一种驱动LED车灯光通信的发射装置，如图1所示，包括起控制作用和进行数据处理、输出的CPU处理器1，以及为LED车灯5提供驱动电流的电压变换电路10。所述CPU处理器1通过接口电路3与汽车LIN/CAN总线2通信连接，以获取光通信的信息内容。所述电压变换电路10对CPU处理器1发送来的通信数据以高、低电平的形式调制到照明电流上，受电压变换电路10驱动的高频半导体开关6为电流波形的调制器件。
对所述LED车灯5设置有测量正向压降的前向电压测试电路4，所述前向电压测试电路4的输出端与CPU处理器1连接，CPU处理器1根据正向压降和温度系数算出LED车灯5的结温值，并结合通信数据从电平输出端输出数字式参考电平。CPU处理器1电平输出端依次连接有D/A转换电路8、低通滤波电路9和恒流压控电路7，对参考电平进行模拟量转换。所述恒流压控电路7的输出端与电压变换电路10的参考电压端连接进行线与，电压变换电路10的输出电流值大小参考电压大小决定，即是通信数据编码的电流波形的高、低电平值由CPU处理器1对结温和通信数据进行模糊分类判决后的参考电压决定。
作为一种具体的实施电路，所述CPU处理器1为飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128，单片机的管脚对应的端子编号如图2所示，单片机的管脚50～52(即是端子LIN-RXD、LIN-TXD、LIN-EN)通过型号为MC33661的LIN总线驱动器与汽车LIN总线连接，如图3所示，单片机的管脚45(即是端子PAD06)为前向电压输入端，其余管脚的设置参见图2。
所述电压变换电路10包括型号为LM3421的LED驱动控制器，LM3421的管脚设置如图4所示，LM3421的管脚8(即是端子nDIM)通过三极管Q7与单片机的管脚63(即是端子PWM7)连接，LM3421的管脚7(即是端子OVP)为参考电压端，LM3421的管脚12(即是端子VCC)与一NPN型三极管Q4的基极连接，LM3421的管脚9(即是端子DDRV)与三极管Q4的发射极电阻连接，三极管Q4的集电极分别与一NPN型三极管Q2和一PNP型三极管Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与基极电阻连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极与一PNP型三极管Q6的基极连接，三极管Q3的集电极还连接供电源电压且通过一二极管与基极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q2的集电极电阻连接，三极管Q6的集电极与LM3421的管脚7(即是端子OVP)连接且通过电阻接地。
为避免电压变换电路10控制过程中出现非收敛性，引起开关电源的非正常工作，导致照明功能失效，所述可变方波调制用的高频半导体开关6采用GaN基的高电子迁移率晶体管Q1，其开关频率小于开关电源工作频率的十分之一，且为避免视觉性能畸变，Q1的工作频率大于200Hz为宜。Q1的G极与Q2的发射极连接，Q1的D极与LM3421的的管脚1(工作电压端)间连接一GaN基的二极管D5，Q1的S极连接有第一电阻RSNS1，所述第一电阻RSNS1与Q1的S极连接的一端与LM3421的管脚15(即是端子HSP)电阻连接，第一电阻RSNS1的另一端与LM3421的管脚16(即是端子HSN)电阻连接且连接供电源电压，二极管D5的负极与Q2的集电极连接，代表LED车灯5的ILED1连接于二极管D5的负极与Q1的D极之间。
所述前向电压测试电路4用于测试LED车灯5的正向压降，CPU处理器1根据正向压降和温度系数计算结温，其电路结构如图5所示。所述恒流压控电路7中，如图6所示，通过运放LM358和场效应管组成，实现对电压变换电路10的参考电压Vref进行线与。其余的D/A转换电路8和低通滤波电路9采用现有模块即可，不再赘述。
本发明的驱动LED车灯光通信的方法：所述CPU处理器1将通信数据以数据帧的格式发送至电压变换电路10进行调制，电压变换电路10将通信数据以高低电平的形式调制在LED车灯5的照明直流电流波上；所述CPU处理器1实时根据LED车灯5的结温值，结合汽车LIN/CAN总线2的行车参数及通信数据，对电压变换电路10提供参考电压，电压变换电路10根据参考电压调节通信数据对应电流波形的高、低电平值。
影响通信效果的因素应考虑两车的间距、环境光照干扰等因素，而LED车灯5的照明光效受结温和驱动电流等因素的影响。在使LED车灯5工作在规定的照明亮度的情况下，通信数据要调制在照明电流上。而通信数据是以高低电平的形式表现，其高电平的引入会降低LED车灯5的光效，因此，在两车处于通信接收效果较好的车况下时，通过减小电流波形高、低电平的差值，使之趋于照明直流电，能够增大光效。
而LED车灯5的结温，直接影响其寿命和可靠性，在保证LED车灯5规定的工作照明亮度条件下，降低通过LED车灯5的平均电流值来降低结温。所述LED车灯5的结温值由正向压降和温度系数计算得到。上述结温值作为实时反馈值，形成参考电平动态调节环路，以实现驱动LED车灯5工作的电流值的可控调节，在有无通信时结温的动态调节，可以保证LED车灯5的寿命。其中LED车灯5的结温值由前面所述的前向电压测试电路4测量计算得到。
除调节电流值，所述CPU处理器1结合汽车LIN/CAN总线2的行车参数及通信数据调节通信数据对应电流波形的频率，以提高通信数据的传输速率，缩短车辆通信的响应时间。除LED车灯5无通信时照明电流的发生频率，所述通信数据以二进制数据流的形式由不少于2个的不同频率的方波信号进行组合编码，为不影响正常的照明功能，每个频率fi大于1kHz且小于电压变换电路10电源开关频率的十分之一，考虑光的复杂传播对接收端频率解调误码率的影响，方波信号中的任意相对频差值大于1％且相邻频率的相对频差不小于5％。其中相对频差的定义为：(fi-fj)/(fi+fj)×100％，fi，fj表示编码电流中的两个不同方波频率。
所述通信数据对应电流波形的高、低电平值按模糊分类指数加权调节，所谓模糊分类指数加权调节具体如下：
当LED车灯5的结温值Tjn大于阈值温度Tth时，对当前tk时刻电流波形I(k)的电平值进行指数加权衰减，获得下一时刻电流波形的电平值I(k+1)即，α1∈[1,100]，在这一首要调节条件下，又有3种车距情况：
(1)当车与车间的通信距离dc2c小于阈值距离下限时，对当前tk时刻电流波形的高、低电平差值按指数衰减减小，获得下一时刻tk+1电流波形的高低电平值差值ΔI(k+1)即，α2∈[0.1,30]。
(2)当车与车间的通信距离dc2c大于阈值距离上限且在有效通信距离内时，对 当前tk时刻电流波形的高、低电平差值按指数加强增大，获得的下一时刻tk+1电流波形的高 低电平值差值ΔI(k+1)即，α3∈(0.1,300]。
(3)当车与车间的通信距离dc2c在阈值距离上下限内时，当前tk时刻与下一时刻tk+1的高、低电平差值与通信距离呈指数衰减即，α4∈[0,1]。
上述α1～α4为系数，其值可根据技术需要选取，影响电流值改变的幅度；而时刻间的间隔长短关系调节的频繁与否。本发明从理论上讲，其电流的电平值可实现连续线性的高、低电平调节，或是较多数值的电平值，但在实际运用中，连续线性的值或是大量的电平值，会导致调制***对微小因素的变化过于敏感，使***长时间处于高频率的运算和调制中，反而消耗器件和能源。
因此，一般选用三个电平和三个频率进行切换式调节，即可显著地提高光效，降低能耗。车与车间的距离安全阈值可按GB7258规范涉及的300米、20米和10米进行设置，对近距离高风险范围增加编码频率。设驱动LED车灯5的电流波形涉及高电平I3、低电平I1和照明电平I2，LED车灯5的额定照明电流为Iavg，若LED车灯5的结温值Tjn大于阈值温度100℃，则在k时刻的后一时刻，均有Ii(k+1)＝Ii(k)·exp(-13/(Tjn-100))，i＝1,2,3，在该条件下有：
(1)当车与车间的距离大于阈值距离上限30米且小于300米时，无通信数据时LED车灯5初始的照明电平I2＝Iavg，在通信数据对应电流波形中初始的高电平I3为2Iavg，初始的低电平I1为0，I2的发生频率为200Hz,I1的发生频率为20kHz，I3的发生频率为21kHz。
(2)当车与车间的距离大于阈值距离下限10米时且小于阈值距离上限30米时，无通信数据时LED车灯5初始的照明电平I2＝Iavg，在通信编码驱动电流波形中初始的高电平I3为1.5Iavg，初始的低电平I1为0.5Iavg，I2的发生频率为1000Hz,I1的发生频率为500kHz，I3的发生频率为510kHz。
(3)当车与车间的距离小于阈值距离下限10m时，无通信数据时LED车灯5初始的照明电平I2＝Iavg，在通信编码驱动电流波形中初始的高电平I3为1.5Iavg，初始的低电平I1为0.5Iavg，I2的发生频率为0Hz,I1的发生频率为2000kHz，I3的发生频率为210kHz。
(4)当车与车间的通信距离大于有效通信距离300米时，停止通信，LED车灯5初始的额定照明电流I2＝Iavg。
除上述三个电平值的情况，可以更细分地设置更多的电平值。在电流波形的高电平的选择时，应保证其小于5倍额定照明电流为Iavg，以免过高的电流损坏LED车灯5。LED车灯5的结温值的调节幅度一般不超过10％为宜，避免调节幅度太大引起驱动LED车灯5的电流减小过多，不符合规定的照明亮度。

Claims (8)

1.一种驱动LED车灯光通信的发射装置，包括CPU处理器和电压变换电路，所述CPU处理器通过接口电路与汽车LIN/CAN总线通信连接，CPU处理器与电压变换电路通信连接，所述电压变换电路通过高频半导体开关与LED车灯驱动连接，其特征在于：对所述LED车灯设置有测量正向压降的前向电压测试电路，所述前向电压测试电路的输出端与CPU处理器连接，CPU处理器电平输出端连接D/A转换电路，D/A转换电路的输出连接低通滤波电路，低通滤波电路的输出连接恒流压控电路，所述恒流压控电路的输出端与电压变换电路的参考电压端连接。
2.根据权利要求1所述的驱动LED车灯光通信的发射装置，其特征在于：所述CPU处理器为型号是MC9S12XS128的单片机，单片机的管脚50～52通过型号为MC33661的LIN总线驱动器与汽车LIN总线连接，单片机的管脚45为前向电压输入端；
所述电压变换电路包括型号为LM3421的LED驱动控制器，单片机的管脚63通过三极管Q7与LM3421的管脚8连接，LM3421的管脚7为参考电压端，LM3421的管脚12与一NPN型三极管Q4的基极连接，LM3421的管脚9与三极管Q4的发射极电阻连接，三极管Q4的集电极分别与一NPN型三极管Q2和一PNP型三极管Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与基极电阻连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极与一PNP型三极管Q6的基极连接，三极管Q3的集电极还连接供电源电压且通过一二极管与基极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q2的集电极电阻连接，三极管Q6的集电极与LM3421的管脚7连接且通过电阻接地；
所述高频半导体开关包括GaN基的高电子迁移率晶体管Q1，Q1的G极与三极管Q2的发射极连接，Q1的D极与LM3421的管脚1间连接一GaN基的二极管D5，Q1的S极连接有第一电阻，所述第一电阻与Q1的S极连接的一端与LM3421的管脚15电阻连接，第一电阻的另一端与LM3421的管脚16电阻连接且连接供电源电压，二极管D5的负极与Q2的集电极连接，所述LED车灯连接于二极管D5的负极与Q1的D极之间。
3.一种采用权利要求1所述的发射装置驱动LED车灯光通信的方法，其特征在于：所述CPU处理器将通信数据发送至电压变换电路进行调制，电压变换电路将通信数据以高低电平的形式调制在LED车灯的照明直流电流波上；所述CPU处理器实时根据LED车灯的结温值，结合汽车LIN/CAN总线的行车参数及通信数据，对电压变换电路提供参考电压，电压变换电路根据参考电压调节通信数据对应电流波形的高、低电平值。
4.根据权利要求3所述的驱动LED车灯光通信的方法，其特征在于：所述CPU处理器结合汽车LIN/CAN总线的行车参数及通信数据调节通信数据对应电流波形的频率。
5.根据权利要求3或4所述的驱动LED车灯光通信的方法，其特征在于：所述LED车灯的结温值由CPU处理器根据电压法测量计算得到。
6.根据权利要求4所述的驱动LED车灯光通信的方法，其特征在于：所述通信数据以二进制数据流的形式由N个不同频率的方波信号进行组合编码，每个频率fi大于1kHz且小于电压变换电路电源开关频率的十分之一，方波信号中的任意相对频差值大于1％；其中：N≥3；相对频差的定义为：(fi-fj)/(fi+fj)×100％，fi，fj表示编码电流中的两个不同方波频率。
7.根据权利要求3或4或6所述的驱动LED车灯光通信的方法，其特征在于：所述通信数据对应电流波形的高、低电平值按模糊分类指数加权调节，具体如下：
当LED车灯的结温值Tjn大于阈值温度Tth时，对当前tk时刻电流波形的电平值I(k)进行指数加权衰减，获得下一时刻电流波形的电平值I(k+1)，即α1∈[1,100]；
当车与车间的通信距离dc2c小于阈值距离下限时，对当前tk时刻电流波形的高、低电平差值按指数衰减减小，获得下一时刻tk+1电流波形的高低电平值差值ΔI(k+1)，即α2∈[0.1,30]；
当车与车间的通信距离dc2c大于阈值距离上限且在有效通信距离内时，对当前tk时刻电流波形的高、低电平差值按指数加强增大，获得的下一时刻tk+1电流波形的高低电平值差值ΔI(k+1)，即α3∈(0.1,300]；
当车与车间的通信距离dc2c在阈值距离上下限内时，当前tk时刻与下一时刻tk+1的高、低电平差值与通信距离呈指数衰减，即α4∈[0,1]。
8.根据权利要求4或6所述的驱动LED车灯光通信的方法，其特征在于：
设驱动LED车灯的电流波形涉及高电平I3、低电平I1和照明电平I2，LED车灯的额定照明电流为Iavg，若LED车灯的结温值Tjn大于阈值温度100℃，则在k时刻的后一时刻，均有Ii(k+1)＝Ii(k)·exp(-13/(Tjn-100))，i＝1,2,3，在该条件下有：
当车与车间的距离大于阈值距离上限30米且小于300米时，无通信数据时LED车灯初始的照明电平I2＝Iavg，在通信数据对应电流波形中初始的高电平I3为2Iavg，初始的低电平I1为0，I2的发生频率为200Hz,I1的发生频率为20kHz，I3的发生频率为21kHz；
当车与车间的距离大于阈值距离下限10米时且小于阈值距离上限30米时，无通信数据时LED车灯初始的照明电平I2＝Iavg，在通信编码驱动电流波形中初始的高电平I3为1.5Iavg，初始的低电平I1为0.5Iavg，I2的发生频率为1000Hz,I1的发生频率为500kHz，I3的发生频率为510kHz；
当车与车间的距离小于阈值距离下限10m时，无通信数据时LED车灯初始的照明电平I2＝Iavg，在通信编码驱动电流波形中初始的高电平I3为1.5Iavg，初始的低电平I1为0.5Iavg，I2的发生频率为0Hz,I1的发生频率为2000kHz，I3的发生频率为210kHz；
当车与车间的通信距离大于有效通信距离300米时，停止通信，LED车灯初始的额定照明电流I2＝Iavg。
CN201410527610.7A 2014-10-09 2014-10-09 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法 Active CN105577286B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410527610.7A CN105577286B (zh) 2014-10-09 2014-10-09 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法
PCT/CN2015/089984 WO2016054965A1 (zh) 2014-10-09 2015-09-18 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法
RU2017109960A RU2675149C2 (ru) 2014-10-09 2015-09-18 Передающее устройство и способ управления оптической связью посредством led-фары транспортного средства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410527610.7A CN105577286B (zh) 2014-10-09 2014-10-09 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105577286A CN105577286A (zh) 2016-05-11
CN105577286B true CN105577286B (zh) 2019-08-02

Family

ID=55652573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410527610.7A Active CN105577286B (zh) 2014-10-09 2014-10-09 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN105577286B (zh)
RU (1) RU2675149C2 (zh)
WO (1) WO2016054965A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107270908A (zh) * 2017-05-24 2017-10-20 大连民族大学 超市导购中可见光定位***及使用该***的导航方法
CN108234022B (zh) * 2018-01-02 2020-03-24 京东方科技集团股份有限公司 光通信控制方法、装置和光通信***
CN108650740A (zh) * 2018-06-12 2018-10-12 常州星宇车灯股份有限公司 一种应用于汽车后组合灯的oled光源驱动电路
CN109586792A (zh) * 2018-12-28 2019-04-05 武汉职业技术学院 一种基于led照明装置的室内导览***
CN110049593A (zh) * 2019-03-18 2019-07-23 马瑞利汽车零部件(芜湖)有限公司 一种汽车迎宾灯***及实现跳跃式闪烁点亮的方法
CN114194123A (zh) * 2021-12-12 2022-03-18 江苏悦达智能农业装备有限公司 一种电动拖拉机用cna控制器
CN114245548A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 复旦大学 基于w2r的氛围灯的控制***及氛围灯

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101815382A (zh) * 2010-04-02 2010-08-25 上海小糸车灯有限公司 一种汽车照明用降压式恒流led驱动电路
CN202818698U (zh) * 2012-08-16 2013-03-20 重庆雷本光电科技有限公司 一种汽车前照灯led光源结温控制装置及管理***
CN103978925A (zh) * 2014-05-15 2014-08-13 柳州天运寰通科技有限公司 一种三基色led汽车灯控制***
CN204156868U (zh) * 2014-10-09 2015-02-11 重庆长安汽车股份有限公司 一种驱动led车灯光通信的发射装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824066B1 (ko) * 2007-04-13 2008-04-22 한국광기술원 차량 간의 통신 장치 및 이를 이용한 차량의 원격 제어방법
US20090051523A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Mark Perkins Led sequential lighting system for vehicles and method of use
JP5152967B2 (ja) * 2007-10-12 2013-02-27 パナソニック株式会社 通信方法、通信装置、及び通信システム、
CN101608755A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 照明装置和用于控制照明装置的控制设备
US8203581B2 (en) * 2009-01-07 2012-06-19 Janlincia Llc Method of LED dimming using ambient light feedback
CN203801105U (zh) * 2013-12-30 2014-08-27 厦门大学 一种具有过流保护功能的车载灯恒流驱动装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101815382A (zh) * 2010-04-02 2010-08-25 上海小糸车灯有限公司 一种汽车照明用降压式恒流led驱动电路
CN202818698U (zh) * 2012-08-16 2013-03-20 重庆雷本光电科技有限公司 一种汽车前照灯led光源结温控制装置及管理***
CN103978925A (zh) * 2014-05-15 2014-08-13 柳州天运寰通科技有限公司 一种三基色led汽车灯控制***
CN204156868U (zh) * 2014-10-09 2015-02-11 重庆长安汽车股份有限公司 一种驱动led车灯光通信的发射装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016054965A1 (zh) 2016-04-14
RU2017109960A (ru) 2018-11-12
CN105577286A (zh) 2016-05-11
RU2675149C2 (ru) 2018-12-17
RU2017109960A3 (zh) 2018-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105577286B (zh) 一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法
CN106157690B (zh) 一种基于可见光通信的汽车追尾预警***及方法
CN104219835B (zh) 一种led照明装置的驱动装置及驱动方法
CN204156868U (zh) 一种驱动led车灯光通信的发射装置
CN102036442A (zh) 点灯电路及具备该点灯电路的光源装置
CN108449837B (zh) 一种led调光控制电路
CN205793516U (zh) 调光电路及照明装置
CN206506754U (zh) 一种自动检测人流量车流量光强的智能led路灯
CN205160868U (zh) Led电路以及led灯具
CN203136242U (zh) 一种带pwm调光的led恒流电路
CN208836431U (zh) 一种隔离1-10v调光信号转换器
CN104938030B (zh) 利用改变交流电电压导通角作为控制命令而对负载进行操作控制的方法与其调控装置
CN202340329U (zh) 全电压输入条件下的调光led驱动电源控制电路
CN202617454U (zh) 一种具有调光功能的led驱动电路
CN206042486U (zh) 一种基于视觉暂留原理的自动调光装置
CN107995751A (zh) 一种led驱动电路
CN104936330A (zh) Led驱动电源和包含其的led照明装置
CN103068094B (zh) 斩波调光器、斩波调光***及其驱动器
CN208317064U (zh) 一种数字信号调光电路
CN107785985B (zh) 一种高低频复合式供电装置
CN205249534U (zh) Led负载恒流源驱动电路
CN105007667A (zh) Led调光电路
CN202917007U (zh) 一种光线自适应信号灯
CN205726504U (zh) 一种带有acled照明光源的下行通信***
CN205149641U (zh) 一种用于商用车组合仪表的背景灯控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant