CN110312338A - 一种汽车led转向灯*** - Google Patents

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Abstract

一种汽车LED转向灯***，包括脉冲时序检测模块、脉冲电流检测模块、拖车检测***模块、MCU、转向灯负载、用于驱动转向灯负载的线性驱动电路和用于向MCU供电的恒流电路。当转向灯接通电源，MCU检测启动ISO脉冲时序端口采用模数转换，准确检测到通过继电器之后的输入电压；当检测到输入的电压满足要求的同时，电流脉冲输出控制端会根据具体脉冲时序要求，而产生满足时序要求的脉冲；输入电压经过模数转换电压采样之后，根据采样到的启动拖车检测信号，MCU U3判别输入电压大小，从而启动或是关断拖车检测***模块里利用MCU U3模数转换的功能，准确的检测到转向灯LED的工作状态。

Description

一种汽车LED转向灯***
技术领域
本发明涉及车灯，尤其是一种汽车LED转向灯***。
背景技术
传统的车辆转向灯采用卤素灯灯泡作为光源，灯泡的工作功率大概在16～21W之间，而想要用LED车载转向灯代替传统的卤素灯，要解决主要的两个问题：(1)LED转向灯功率要匹配和兼容传统卤素灯版本的车型，符合车载的正常检测。因为要达到相同的亮度要求，LED照明所需的功率比卤素灯照明所需要的功率要低，如卤素灯工作的功率是21W，要达到相同的亮度前提下，LED照明只需要3W左右。所以要匹配卤素灯版本的车型，而不发生不兼容的检测情况。要另外加上消耗功率的电路(转向灯假负载)，从而达到匹配车载检测的功率。(2)目前车载照明提倡节能环保，如果用LED转向灯照明+转向灯假负载电路，整体LED照明总的消耗功率和传统的卤素灯照明所消耗的功率是基本一样的。所消耗的功率比较大，没有达到环保节能的要求。由于转下向灯假负载所消耗的功率数比较大，要足够的散热。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车LED转向灯***，既能够使得LED转向灯可以代替传统的卤素灯转向灯，使得车载***不会产生不兼容的情况，而且LED转向灯***所消耗的功率降低。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种汽车LED转向灯***，包括脉冲时序检测模块、脉冲电流检测模块、拖车检测***模块、MCU、转向灯负载、用于驱动转向灯负载的线性驱动电路和用于向MCU供电的恒流电路；所述拖车检测***模块包括电阻R30、电阻R35、电阻R28、电阻R34和稳压管Z2，电阻R30与电阻R35串联后与电阻R34并联，稳压管Z2与电阻R34并联，电阻R28设在电阻R30与电阻R34之间，电阻R30和电阻R28分别与电压输入端D1连接，MCU U3的脉冲时序端口引脚ISO_Chect连接在电阻R28与电阻R34之间，MCU U3的拖车检测引脚Trailer连接在电阻R30与电阻R35之间；所述脉冲电流检测模块包括三极管Q6、MOS管Q5和稳压源U2，MCU U3的引脚DI_pulse通过电阻R27与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极通过电阻R22与MOS管Q5的栅极连接，MOS管Q5的源极与电源DI+连接，MOS管Q5的漏极与稳压源U2的输入端连接；电阻R16与电阻R17的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R18与电阻R23的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R19与电阻R29的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R20与电阻R21组成的并联组的一端与稳压源U2的输出端连接，电阻R20与电阻R21组成的并联组的另一端与稳压源U2的调整端连接，电阻R25与电阻R32组成的串联组，以及电阻R26与电阻R36组成的串联组分别与稳压源U2的调整端连接；所述脉冲时序检测模块包括MOS管TR1、MOS管TR2和三极管Q7，MCU U3的引脚Trailer_pulse通过电阻RK3与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极通过电阻RK2和电阻RK1与电源DI+连接，MOS管TR2的栅极连接在电阻RK1与电阻RK2之间，MOS管TR2的源极与电源DI+连接，MOS管TR2的漏极与MOS管TR1的栅极连接，MOS管TR1的源极通过电阻R1与电源DI+连接，MOS管TR1的漏极通过电阻R8接地；电阻R10与电阻R12组成的串联组与转向灯负载并联，MCUU3的故障检测引脚LED_Short_Detect连接在电阻R10与电阻R12之间。
作为改进，所述线性驱动电路包括MOS管Q1、稳压源U1和三极管Q3，MCU U3的引脚DI_open通过电阻R11与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R9与MOS管的栅极连接，电压输入端DI通过二极管D1与MOS管Q1的源极连接，MOS管Q1的漏极与稳压源U1的输入端连接，稳压源U1的输出端与转向灯负载连接。
作为改进，所述恒流电路包括三极管Q4、三极管Q8、稳压管Z1、二极管D3、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4和电容C1，二极管D1的输出端分别与三极管Q4的集电极和三极管Q8的集电极连接，三极管Q4的基极与三极管Q8的集电极连接，三极管Q4的发射极通过电阻R14与稳压管Z1连接，三极管Q8的发射极与稳压管Z1连接，稳压管Z1、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容C1相互并联，二极管D3设在稳压管Z1与电容E1之间，电容C1的正极与MCU U3的引脚vdd连接。
作为改进，所述电容E1、电容E2、电容E3和电容E4为电解电容。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
优化电路设计，既能够使得LED转向灯可以代替传统的卤素灯转向灯，使得车载***不会产生不兼容的情况，而且LED转向灯***所消耗的功率降低。
附图说明
图1为本发明电路原理图。
图2为脉冲时序检测模块标准时序图。
图3为输入脉冲电流大小曲线范围图。
图4为拖车检测***模块示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
本发明基于ISO 13207-1《道路车辆用于灯泡兼容性故障检测发光二极管灯灯泡特征》的标准进行设计。
如图1所示，一种汽车LED转向灯***，包括脉冲时序检测模块、脉冲电流检测模块、拖车检测***模块、MCU、转向灯负载、用于驱动转向灯负载的线性驱动电路和用于向MCU供电的恒流电路。
如图1所示，所述拖车检测***模块包括电阻R30、电阻R35、电阻R28、电阻R34和稳压管Z2，电阻R30与电阻R35串联后与电阻R34并联，稳压管Z2与电阻R34并联，电阻R28设在电阻R30与电阻R34之间，电阻R30和电阻R28分别与电压输入端D1连接，MCU U3的脉冲时序端口引脚ISO_Chect连接在电阻R28与电阻R34之间，MCU U3的拖车检测引脚Trailer连接在电阻R30与电阻R35之间。如图4所示，当转向灯输入电压小于10V时候，设定好的模拟灯泡电阻会接入电路，当输入电压大于10V的时候，模拟灯泡电阻会从电路中断开。
如图1所示，所述脉冲时序检测模块包括MOS管TR1、MOS管TR2和三极管Q7，MCU U3的引脚Trailer_pulse通过电阻RK3与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极通过电阻RK2和电阻RK1与电源DI+连接，MOS管TR2的栅极连接在电阻RK1与电阻RK2之间，MOS管TR2的源极与电源DI+连接，MOS管TR2的漏极与MOS管TR1的栅极连接，MOS管TR1的源极通过电阻R1与电源DI+连接，MOS管TR1的漏极通过电阻R8接地；电阻R10与电阻R12组成的串联组与转向灯负载并联，MCU U3的故障检测引脚LED_Short_Detect连接在电阻R10与电阻R12之间。如图2所示，转向灯在继电器的工作状态下而，通过电路的设计，在继电器的一个周期的工作时间内，达到设定的脉冲时序：
T1＝100ms(产生脉冲时序在继电器Ton开始的前100ms内要产生)；T3＝95ms(产生脉冲时序在继电器Ton开始的前95ms必须产生，不能小于这时间)；
T2＝120ms(是从继电器Ton开始到产生脉冲时序结束的时间为120ms)；
T4＝125ms(是从继电器Ton开始到产生脉冲时序结束的时间为125ms,不能大于这时间)；
T5＝T2-T1＝20ms(是指产生脉冲时序的时间)。
如图1所示，所述脉冲电流检测模块包括三极管Q6、MOS管Q5和稳压源U2，MCU U3的引脚DI_pulse通过电阻R27与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极通过电阻R22与MOS管Q5的栅极连接，MOS管Q5的源极与电源DI+连接，MOS管Q5的漏极与稳压源U2的输入端连接；电阻R16与电阻R17的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R18与电阻R23的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R19与电阻R29的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R20与电阻R21组成的并联组的一端与稳压源U2的输出端连接，电阻R20与电阻R21组成的并联组的另一端与稳压源U2的调整端连接，电阻R25与电阻R32组成的串联组，以及电阻R26与电阻R36组成的串联组分别与稳压源U2的调整端连接。如图3所示，转向灯从输入电压9～16V之间，输入的脉冲电流大小必须在曲线范围要求里面；如果脉冲电流大小超出曲线范围，车载会出现不兼容的情况。
如图1所示，所述线性驱动电路包括MOS管Q1、稳压源U1和三极管Q3，MCU U3的引脚DI_open通过电阻R11与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R9与MOS管的栅极连接，电压输入端DI通过二极管D1与MOS管Q1的源极连接，MOS管Q1的漏极与稳压源U1的输入端连接，稳压源U1的输出端与转向灯负载连接。所以驱动电路必须选用线性驱动电路，从而保证转向灯随着输入电压的增加，输入电流也呈现线性增加。
如图1所示，所述恒流电路包括三极管Q4、三极管Q8、稳压管Z1、二极管D3、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4和电容C1，二极管D1的输出端分别与三极管Q4的集电极和三极管Q8的集电极连接，三极管Q4的基极与三极管Q8的集电极连接，三极管Q4的发射极通过电阻R14与稳压管Z1连接，三极管Q8的发射极与稳压管Z1连接，稳压管Z1、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容C1相互并联，二极管D3设在稳压管Z1与电容E1之间，电容C1的正极与MCU U3的引脚vdd连接。因为脉冲时序检测模块是通过继电器的不断开与关掉的状态进行循环工作，所以MCU U3(PIC16F676)供电端VCC必须在继电器关端状态的时间之内，要保持持续的上电状态，所用的电容E1～E4是用容值相对比较大的电解电容。MCU***要保持低功耗状态，同时MCU的供电***要保证，当转向灯输入电压变化的时候，供电电流恒流不变，所以，MCU***的供电***采用了背靠背线性恒流的方式控制。通过三极管Q4、三极管Q8和电阻R14进行电流的恒流控制，二极管D1→三极管Q4→三极管Q8→电阻R14→U3，使得MCU的供电端的输入电流恒定不变。
本发明原理：
当转向灯接通电源，检测启动ISO脉冲时序端口(ISO_Chect)采用模数转换，准确检测到通过继电器之后的输入电压；当检测到输入的电压满足要求的同时，电流脉冲输出控制端(DI_pulse)会根据具体脉冲时序要求，而产生满足时序要求的脉冲。
输入电压经过模数转换电压采样之后，根据采样到的启动拖车检测信号(Trailer)，MCU U3判别输入电压大小，从而启动或是关断拖车检测***模块里利用MCU U3模数转换的功能，准确的检测到转向灯LED的工作状态，因为转向灯的总体驱动是用线性电源的方案进行设计的，所以LED两端的检测电压会随着LED是否存在故障而进行检测控制。
LED开路状态：因为LED1和LED6是串联状态，当LED1开路，AD1模数转换端检测的电压为0V，当LED6开路，AD1检测的电压为6V，这就很精准检测到是否转向灯有故障开路状态的情况。
LED短路状态：转向灯故障检测是否短路状态的模数转换端(LED_Short_Detect)，当转向灯LED两端的电压出现短路的情况，此检测端口的电压会变动，通过模数转换可以精准检测到是否转向灯有故障短路状态的情况。

Claims (4)

1.一种汽车LED转向灯***，其特征在于：包括脉冲时序检测模块、脉冲电流检测模块、拖车检测***模块、MCU、转向灯负载、用于驱动转向灯负载的线性驱动电路和用于向MCU供电的恒流电路；所述拖车检测***模块包括电阻R30、电阻R35、电阻R28、电阻R34和稳压管Z2，电阻R30与电阻R35串联后与电阻R34并联，稳压管Z2与电阻R34并联，电阻R28设在电阻R30与电阻R34之间，电阻R30和电阻R28分别与电压输入端D1连接，MCU U3的脉冲时序端口引脚ISO_Chect连接在电阻R28与电阻R34之间，MCU U3的拖车检测引脚Trailer连接在电阻R30与电阻R35之间；所述脉冲电流检测模块包括三极管Q6、MOS管Q5和稳压源U2，MCU U3的引脚DI_pulse通过电阻R27与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极通过电阻R22与MOS管Q5的栅极连接，MOS管Q5的源极与电源DI+连接，MOS管Q5的漏极与稳压源U2的输入端连接；电阻R16与电阻R17的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R18与电阻R23的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R19与电阻R29的串联组一端与稳压源U2的输入端连接，另一端接地；电阻R20与电阻R21组成的并联组的一端与稳压源U2的输出端连接，电阻R20与电阻R21组成的并联组的另一端与稳压源U2的调整端连接，电阻R25与电阻R32组成的串联组，以及电阻R26与电阻R36组成的串联组分别与稳压源U2的调整端连接；所述脉冲时序检测模块包括MOS管TR1、MOS管TR2和三极管Q7，MCU U3的引脚Trailer_pulse通过电阻RK3与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极通过电阻RK2和电阻RK1与电源DI+连接，MOS管TR2的栅极连接在电阻RK1与电阻RK2之间，MOS管TR2的源极与电源DI+连接，MOS管TR2的漏极与MOS管TR1的栅极连接，MOS管TR1的源极通过电阻R1与电源DI+连接，MOS管TR1的漏极通过电阻R8接地；电阻R10与电阻R12组成的串联组与转向灯负载并联，MCU U3的故障检测引脚LED_Short_Detect连接在电阻R10与电阻R12之间。
2.根据权利要求1所述的一种汽车LED转向灯***，其特征在于：所述线性驱动电路包括MOS管Q1、稳压源U1和三极管Q3，MCU U3的引脚DI_open通过电阻R11与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R9与MOS管的栅极连接，电压输入端DI通过二极管D1与MOS管Q1的源极连接，MOS管Q1的漏极与稳压源U1的输入端连接，稳压源U1的输出端与转向灯负载连接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车LED转向灯***，其特征在于：所述恒流电路包括三极管Q4、三极管Q8、稳压管Z1、二极管D3、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4和电容C1，二极管D1的输出端分别与三极管Q4的集电极和三极管Q8的集电极连接，三极管Q4的基极与三极管Q8的集电极连接，三极管Q4的发射极通过电阻R14与稳压管Z1连接，三极管Q8的发射极与稳压管Z1连接，稳压管Z1、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容C1相互并联，二极管D3设在稳压管Z1与电容E1之间，电容C1的正极与MCU U3的引脚vdd连接。
4.根据权利要求3所述的一种汽车LED转向灯***，其特征在于：所述电容E1、电容E2、电容E3和电容E4为电解电容。
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