CN109661076A - 车灯控制电路和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车灯控制电路和车辆，车灯控制电路包括多个车灯电路和控制电路，每个车灯电路包括至少一个LED灯、LED故障检测单元和LED驱动单元，LED故障检测单元根据所在车灯电路中每个LED灯的故障状态生成检测信号，LED故障检测单元包括用以输出检测信号的故障检测结果输出端，LED驱动单元包括用以输入LED驱动信号的驱动信号输入端，控制电路包括控制芯片，控制芯片的输入引脚与每个车灯电路中的故障检测结果输出端相连，控制芯片的输出引脚与每个车灯电路中的驱动信号输入端相连，控制芯片根据检测信号生成对应的LED驱动信号，以驱动每个车灯电路中的LED灯发光或熄灭。本发明能够实现车灯N‑1功能，电路结构简单，电路成本较低、可靠性和稳定性较高。

Description

车灯控制电路和车辆

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种车灯控制电路和一种车辆。

背景技术

LED灯具已然广泛应用于汽车行业。汽车的行车安全放在首位。ECE法规中明确规定，LED车灯在发生单颗LED熄灭的情况下，若还能满足相应功能的配光要求，则可以继续使用；若不能满足配光要求，则需要灯具反馈给车身主控制单元故障信息，提示使用者及时更换汽车零件以保证安全行车。而由于灯具中每颗LED所在位置不同，很难保证任意一颗LED失效后整灯配光都能符合ECE法规要求。

因此目前很多整车厂都要求LED车灯实现车灯N-1功能，即任意一颗LED失效，所有LED都不亮。然而目前为实现车灯N-1功能所采用的电路和控制逻辑均较为复杂，成本较高、可靠性较低，并且，模拟电路在极限温度环境和极限电压下性能稳定性也比较低。

发明内容

本发明为解决目前实现车灯N-1功能采用的电路和控制逻辑均较为复杂的技术问题，提供了一种车灯控制电路和车辆。

本发明采用的技术方案如下：

一种车灯控制电路，包括多个车灯电路和控制电路，每个所述车灯电路包括至少一个LED灯、LED故障检测单元和LED驱动单元，所述LED故障检测单元根据所在车灯电路中每个LED灯的故障状态生成检测信号，所述LED故障检测单元包括用以输出所述检测信号的故障检测结果输出端，所述LED驱动单元包括用以输入LED驱动信号的驱动信号输入端，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的输入引脚与每个所述车灯电路中的故障检测结果输出端相连，所述控制芯片的输出引脚与每个所述车灯电路中的驱动信号输入端相连，所述控制芯片根据所述检测信号生成对应的所述LED驱动信号，以驱动每个所述车灯电路中的LED灯发光或熄灭。

每个所述车灯电路包括一个或多个相串联的LED灯构成的LED支路，所述LED支路的一端连接到车灯电源。

所述LED驱动单元包括第一三极管和第一NMOS管，所述第一三极管的集电极与所述LED支路的另一端相连，所述第一NMOS管的栅极与第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端作为所述驱动信号输入端，所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的源极与栅极之间连接有第二电阻，所述第一NMOS管的漏极通过第三电阻连接到所述第一三极管的发射极。

所述LED故障检测单元包括第二NMOS管和第一二极管，所述第二NMOS管的栅极通过第四电阻连接到所述LED支路的另一端，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极通过第五电阻连接到所述车灯电源，所述第一二极管的阳极与所述第二NMOS管的漏极相连，所述第一二极管的阴极作为所述故障检测结果输出端。

所述控制芯片的输入引脚通过第六电阻连接到所述故障检测结果输出端，并通过第七电阻接地。

每个所述车灯电路还包括对应与每个LED灯并联的一个或多个保护电容。

所述控制芯片还获取所述车灯电源的电压，并根据所述车灯电源的电压生成对应的所述LED驱动信号，以驱动每个所述车灯电路中的LED灯发光或熄灭。

一种车辆，包括上述车灯控制电路。

本发明的有益效果：

本发明通过多个车灯电路中的LED故障检测单元进行LED灯故障检测，通过控制电路中的控制芯片根据检测信号生成对应的LED驱动信号，并通过多个车灯电路中的LED驱动单元驱动每个车灯电路中的LED灯发光或熄灭，由此，通过相对简单的电路结构即可实现车灯N-1功能，即在任一个LED灯故障时控制所有LED灯熄灭，从而能够有效提醒用户及时更换零件，保障行车安全，由于电路结构简单，因而电路成本较低、可靠性和稳定性较高。

附图说明

图1为本发明实施例的车灯控制电路的方框示意图；

图2为本发明一个实施例的车灯电路的电路图；

图3为本发明一个实施例的控制电路的电路图；

图4为本发明一个实施例的车灯控制的软件流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例的车灯控制电路包括多个车灯电路10和控制电路20。其中，每个车灯电路10包括至少一个LED灯11、LED故障检测单元12和LED驱动单元13，LED故障检测单元12根据所在车灯电路中每个LED灯的故障状态生成检测信号，LED故障检测单元12包括用以输出检测信号的故障检测结果输出端，LED驱动单元13包括用以输入LED驱动信号的驱动信号输入端；控制电路20包括控制芯片，控制芯片的输入引脚与每个车灯电路10中的故障检测结果输出端相连，控制芯片的输出引脚与每个车灯电路10中的驱动信号输入端相连，控制芯片根据检测信号生成对应的LED驱动信号，以驱动每个车灯电路10中的LED灯发光或熄灭。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，每个车灯电路10包括一个或多个相串联的LED灯构成的LED支路（图中以3个LED灯LED1、LED2和LED3为例），LED支路的一端连接到车灯电源VCC。LED驱动单元13包括第一三极管Q1和第一NMOS管MOS1，第一三极管Q1的集电极与LED支路的另一端相连，第一NMOS管MOS1的栅极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端作为驱动信号输入端D-T4，第一NMOS管MOS1的源极接地，第一NMOS管MOS1的源极与栅极之间连接有第二电阻R2，第一NMOS管MOS1的漏极通过第三电阻R3连接到第一三极管Q1的发射极。LED故障检测单元12包括第二NMOS管MOS2和第一二极管D1，第二NMOS管MOS2的栅极通过第四电阻R4连接到LED支路的另一端，第二NMOS管MOS2的源极接地，第二NMOS管MOS2的漏极通过第五电阻R5连接到车灯电源VCC，第一二极管D1的阳极与第二NMOS管MOS2的漏极相连，第一二极管D1的阴极作为故障检测结果输出端N-1。另外，如图2所示，每个车灯电路10还包括对应与每个LED灯并联的一个或多个保护电容（图中以3个分别与LED1、LED2和LED3并联的C1、C2和C3为例）。

在本发明的一个实施例中，控制芯片的型号可为KEA8。如图3所示，控制芯片MCU的输入引脚PTB5可通过第六电阻R6连接到故障检测结果输出端N-1，并通过第七电阻R7接地。控制芯片MCU的输出引脚PTB0、PTB1、PTB2、PTB3分别对应连接到D-T2、D-T1、D-T4、D-T3端，即分别连接到不同车灯电路的驱动信号输入端。另外，如图3所示，控制芯片MCU的VDD引脚连接到5V直流电源，PTA5、PTA4引脚分别通过第八电阻R8、第九电阻R9连接到5V直流电源，5V直流电源端还通过电容C4接地，PTA5引脚还通过电容C5接地。控制芯片MCU的VSS引脚地接，PTB4引脚通过第十电阻R10连接到5V直流电源。

基于上述电路结构，第一三极管Q1基极电压为1.4V，因为Q1在正常打开状态，基极和发射极的压差为0.7V，则发射极电压为0.7V，即第三电阻R3电压差为0.7V，第三电阻R3的电流为0.7V/R3，因为三极管集电极电流和发射极相同，故LED支路电流为0.7V/R3，LED为恒流驱动。LED灯均正常工作时，第二NMOS管MOS2栅极为高电平，MOS2导通，第一二极管D1输入端为低电平，故障检测结果输出端N-1为低电平；反之，任意一个或多个LED灯故障时，故障检测结果输出端N-1为高电平。

由此，在多个车灯电路10中的LED灯均正常工作时，LED故障检测单元12的故障检测结果输出端N-1输出低电平，LED驱动单元20中控制芯片MCU的输入引脚PTB5检测到低电平，控制芯片MCU的输出引脚PTB0、PTB1、PTB2、PTB3分别向D-T2、D-T1、D-T4、D-T3端输出高电平，每个车灯电路10中LED驱动单元13的第一NMOS管MOS1导通，每个车灯电路中的LED灯正常发光；当任意一个或多个LED灯故障时，LED故障检测单元12的故障检测结果输出端N-1输出高电平，LED驱动单元20中控制芯片MCU的输入引脚PTB5检测到高电平，控制芯片MCU的输出引脚PTB0、PTB1、PTB2、PTB3分别向D-T2、D-T1、D-T4、D-T3端输出低电平，每个车灯电路10中LED驱动单元13的第一NMOS管MOS1关断，所有车灯电路中的LED灯均熄灭，实现车灯电路N-1功能。

对应地，本发明实施例的车灯控制电路所执行的车灯控制软件流程如图4所示。本发明实施例将软件设计与开发模块化，并降低模块之间的耦合性。软件的组成包括底层驱动（Bottom Driver）及应用程序（App）两个模块。底层驱动包括WDG、GPIO、Timer、CCP、ADC，Interrupt管理等模块。对于底层驱动模块，做到同一平台的无缝衔接。上层应用程序主要是各个模块之间的调用和逻辑关系形成的代码，应用模块则做到硬件独立性，采用C语言模块化编程设计，采用顺序执行方法，主函数执行具有看门狗保护防止程序失效，***安全、稳定、高效。

此外，在本发明的一个实施例中，控制芯片MCU还可获取车灯电源的电压，并根据车灯电源的电压生成对应的LED驱动信号，以驱动每个车灯电路中的LED灯发光或熄灭。具体地，当车灯电压异常时，控制芯片MCU的输出引脚PTB0、PTB1、PTB2、PTB3可分别向D-T2、D-T1、D-T4、D-T3端输出低电平，每个车灯电路10中LED驱动单元13的第一NMOS管MOS1关断，所有车灯电路中的LED灯均熄灭，实现电路保护，提高电路安全性和稳定性。

根据本发明实施例的车灯控制电路，通过多个车灯电路中的LED故障检测单元进行LED灯故障检测，通过控制电路中的控制芯片根据检测信号生成对应的LED驱动信号，并通过多个车灯电路中的LED驱动单元驱动每个车灯电路中的LED灯发光或熄灭，由此，通过相对简单的电路结构即可实现车灯N-1功能，即在任一个LED灯故障时控制所有LED灯熄灭，从而能够有效提醒用户及时更换零件，保障行车安全，由于电路结构简单，电路成本较低、可靠性和稳定性较高。

对应上述实施例，本发明还提出一种车辆。

本发明实施例的车辆，包括本发明上述任一实施例所述的车灯控制电路，其具体实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。

根据本发明实施例的车辆，通过相对简单的电路结构即可实现车灯N-1功能，即在任一个LED灯故障时控制所有LED灯熄灭，从而能够有效提醒用户及时更换零件，保障行车安全，由于电路结构简单，电路成本较低、可靠性和稳定性较高。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种车灯控制电路，其特征在于，包括多个车灯电路和控制电路，每个所述车灯电路包括至少一个LED灯、LED故障检测单元和LED驱动单元，所述LED故障检测单元根据所在车灯电路中每个LED灯的故障状态生成检测信号，所述LED故障检测单元包括用以输出所述检测信号的故障检测结果输出端，所述LED驱动单元包括用以输入LED驱动信号的驱动信号输入端，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的输入引脚与每个所述车灯电路中的故障检测结果输出端相连，所述控制芯片的输出引脚与每个所述车灯电路中的驱动信号输入端相连，所述控制芯片根据所述检测信号生成对应的所述LED驱动信号，以驱动每个所述车灯电路中的LED灯发光或熄灭。

2.根据权利要求1所述的车灯控制电路，其特征在于，每个所述车灯电路包括一个或多个相串联的LED灯构成的LED支路，所述LED支路的一端连接到车灯电源。

3.根据权利要求2所述的车灯控制电路，其特征在于，所述LED驱动单元包括第一三极管和第一NMOS管，所述第一三极管的集电极与所述LED支路的另一端相连，所述第一NMOS管的栅极与第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端作为所述驱动信号输入端，所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的源极与栅极之间连接有第二电阻，所述第一NMOS管的漏极通过第三电阻连接到所述第一三极管的发射极。

4.根据权利要求3所述的车灯控制电路，其特征在于，所述LED故障检测单元包括第二NMOS管和第一二极管，所述第二NMOS管的栅极通过第四电阻连接到所述LED支路的另一端，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极通过第五电阻连接到所述车灯电源，所述第一二极管的阳极与所述第二NMOS管的漏极相连，所述第一二极管的阴极作为所述故障检测结果输出端。

5.根据权利要求4所述的车灯控制电路，其特征在于，所述控制芯片的输入引脚通过第六电阻连接到所述故障检测结果输出端，并通过第七电阻接地。

6.根据权利要求4所述的车灯控制电路，其特征在于，每个所述车灯电路还包括对应与每个LED灯并联的一个或多个保护电容。

7.根据权利要求5所述的车灯控制电路，其特征在于，所述控制芯片还获取所述车灯电源的电压，并根据所述车灯电源的电压生成对应的所述LED驱动信号，以驱动每个所述车灯电路中的LED灯发光或熄灭。

8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的车灯控制电路。