CN114333636A - 一种全透式发光标牌控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全透式发光标牌控制器，全透式发光标牌控制器外接电源，并控制多个全透式发光标牌；全透式发光标牌控制器包括电源防反接电路、太阳能取样电路、MCU和大功率输出电路；MCU中包括AD转换电路和软件滤波单元，软件滤波单元防止MCU的IO口对后级大功率输出电路误操作，AD转换电路进行软件滤波和通过区别点亮、关闭功能设定不同的宽阈值延迟处理。本发明本发明可解决每个方向全透式发光标牌亮灭不同步问题；大功率电源防反接电路，可防止安装维护人员防止误操作，将电源的正负极接反，对电路造成损坏。

Description

一种全透式发光标牌控制器

技术领域

本发明属于交通技术领域，尤其涉及一种全透式发光标牌控制器。

背景技术

随着道路管理水平的不断提升，对城市景观的要求不断提升，传统统逆反射在没有光源主体照射的情况下，夜间没有任何识别作用。在雨、雾等恶劣天气条件下，视觉识别的距离取决于光源主体的照射亮度，严重影响着车辆行人的方向和情况识别。全透式发光标牌的应用越发广泛，全透式发光标牌完全保留了传统标牌逆反射标志的性能，白天不亮的情况下和传统逆反射标志效果一致，遇到雾霾、雨雪等能见度较低的恶劣天气，或者驾驶人及行人夜晚出行时，这种全透式发光标牌可以通过控制电路点亮，可以大大提高指路信息的可辨识度驾驶人不再受反射角度的限制。很多厂家对这种全透式发光标牌点亮的时间是通过设定的时钟完成或同一个路口的每个方向用不同的时钟控制器，这种方法在冬天、夏天、雾天、雨雪天气等情况下无法及时根据实际情况进行及时点亮，由于时钟的误差，在整个路口会有先后的顺序。

发明内容

为克服这些问题，本发明采用了太阳能板在不同光线下的电压值不同，根据光线设定阈值，当MCU的AD转换检测到低于设定阈值时发出指令点亮路口的全透式发光标牌，当光线比较强时，超过设定的关闭全透式发光标牌的阈值则发出指令关闭路口的全透式发光标牌。在实际应用中，路口发光标牌数量较多整个配电箱内部线路比较杂乱，为防止安装维护人员防止误操作，将电源的正负极接反，对电路造成损坏，本发明提供了一种先进的大功率的电源防反接电路。

具体的，本发明公开的一种全透式发光标牌控制器外接电源，并控制多个全透式发光标牌；所述全透式发光标牌控制器包括电源防反接电路、太阳能取样电路、MCU和大功率输出电路；所述MCU中包括AD转换电路和软件滤波单元，所述软件滤波单元防止MCU的IO口对后级大功率输出电路误操作，所述AD转换电路进行软件滤波和通过区别点亮、关闭功能设定不同的宽阈值延迟处理。

进一步的，MCU的AD引脚分别连接电阻R1和R2的一端，所述电阻R1的另一端连接二极管D1的负极，所述电阻R2的另一端接地和电感L1的一段，所述电感L1的另一端连接太阳能取样电路的第2引脚，所述二极管D1的正极连接太阳能取样电路的第1引脚。

进一步的，所述防反接电路包括PMOS管Q2、电阻R5和电容C1，所述PMOS管Q2的栅极G串联所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与GND相连，所述PMOS管Q2的漏极D与电源供电的“+”极相连，并在所述漏极D与地之间并联所述电容C1，源极S给全透式发光标牌控制器电路和所述大功率输出电路供电。

进一步的，MCU的IO口经过限流电阻R3连接光耦G2，所述光耦G2的第4引脚外接上拉电阻R4驱动MOS管Q1的导通或截至，点亮或关闭全透式发光标牌；限流电阻R3还连接电容C1，所述电容C1的另一端连接所述光耦G2的第2引脚。

进一步的，由光耦G2与MOS管Q1组成的所述大功率输出电路直接驱动多个全透发光标牌，若驱动能力不够，再通过MCU的IO口接多路所述大功率输出电路，保证全透式发光标牌的点亮、关闭一致性。

本发明的有益效果如下：

在同一路口安装一套本发明提供的全透式发光标牌控制器，可解决每个方向全透式发光标牌亮灭不同步问题；

本发明提供的大功率电源防反接电路，可防止安装维护人员防止误操作，将电源的正负极接反，对电路造成损坏。

附图说明

图1是本发明***结构图；

图2是本发明的原理框图；

图3是本发明的全透式发光标牌控制器结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种全透式发光标牌控制器，同一路口安装一套控制电路，可解决每个方向全透式发光标牌亮灭不同步问题，本发明包含电源防反接电路、太阳能取样电路，微处理器MCU，大功率输出电路，微处理器MCU包括AD转换电路。

太阳能取样电路利用太阳能板在不同光照情况下会产生不同的电压，使用5V/0.5W的太阳能板，当遇到雾霾、雨雪等能见度较低和接近夜晚能见度较低时，太阳能板的输出电压较低，通过MCU的AD转换，判断实际光照情况，为防止突发短暂云层遮盖或物体遮盖等突发情况，MCU内部进行软件滤波和过滤，防止MCU的IO口对后级大功率输出电路误操作，软件滤波和过滤是本技术领域的现有技术，本实施例不再赘述。电源的输入部分，为了防止误操作，将电源的正负极接反，对电路造成损坏，一般会对其进行防护，采用二极管防反接，二极管进行保护，电路简单，成本低，占用空间小。但是二极管的PN结在导通时，存在一个<＝0.7V的压降，对电路造成不必要的损耗，电流较大的电路都会造成比较明显的影响，因为在电路中，功耗和发热都是不可忽略的问题。本发明采用MOS管方案，工艺提升，自身性质等因素，其导通内阻较小，很多都是毫欧级，甚至更小，这样对电路的压降，功耗造成的损失特别小，甚至可以忽略不计。大功率输出电路同样使用MOS管方案，其导通内阻较小，功耗造成的损失和发热特别小，甚至可以忽略不计。

如图1所示，本发明外接电源，可以控制多个全透式发光标牌。一般单个全透式发光牌的功率在40W，控制全透式发光牌的数量多少取决于电源防反电路中MOS管的选择。

如图2所示，本发明包含电源输入、电源防反接电路，太阳能取样电路，MCU AD转换电路、大功率输出电路，其中太阳能取样电路的电压通过MCU AD转换电路，MCU中的软件滤波单元防止短暂云层遮盖或物体遮盖等突发情况，防止MCU的IO口对后级大功率输出电路误操作，大功率输出电路由MCU内部设定的阈值选择导通或者截至，驱动全透式发光牌点亮或熄灭，提高指路信息的可辨识度，驾驶人不再受反射角度的限制，同一组驱动控制，保证全透式发光牌的同步性。

图3所示，PMOS管Q2的栅极G串联电阻R5与GND相连,漏极D与电源供电的“+”极相连，并在漏极D对地之间并联电容C1，源极S给整个电路和大功率驱动供电形成电源防反接电路。上电瞬间，PMOS管的寄生二极管导通，***形成回路，源极S的电位大约为Vbat-0.6V，而栅极G的电位为0，MOS管的开启电压极为：Ugs＝0-(Vbat-0.6)，导通电压为正，PMOS的ds导通，寄生二极管被短路，***通过PMOS的ds接入形成回路。若电源接反，PMOS的导通电压小于0，PMOS截止，寄生二极管反接，电路是断开的，从而形成保护。PMOS管的内阻Rds很小，有些PMOS管的内阻几乎可以忽略不计，这样可以连接大电流，大功率的负载***。PMOS管Q2的G极串接电阻R5，为了防止MOS管被击穿，并联在PMOS管Q2的D极上的电容，在电流开始流过的瞬间，电容充电，G极的电压逐步建立起来，有一个软启动的作用。

太阳能取样电路与太阳能板接口J3相连，太阳能取样电路包括二极管D1、电感L1、分压电阻R1和R2。太阳能板接口J3的1脚与二极管D1相连，防止太阳能板接反，2脚串联电感L1进行电压滤波，两端并联分压电阻R1,R2，分压后送给MCU的AD转换口，防止电压过大烧坏MCU引脚。

大功率输出电路包括电阻R3，电容C2，光耦G2，电容R4和MOS管Q1。MCU的IO口经过限流电阻R3连接光耦G2，外接上拉电阻R4驱动MOS管Q1的导通或截至，点亮或关闭全透式发光标牌。由于太阳能板输出的电压有波动，在MCU内部AD转换后进行软件滤波和区别点亮、关闭功能设定不同的宽阈值延迟处理，使得整个控制比较稳定，由光耦G2与MOS管Q1组成的大功率输出电路可直接驱动多个全透发光标牌，若驱动能力不够可以通过MCU的IO口接多路大功率输出电路，保证全透式发光标牌的点亮、关闭一致性。

本发明的有益效果如下：

在同一路口安装一套本发明提供的全透式发光标牌控制器，可解决每个方向全透式发光标牌亮灭不同步问题；

本发明提供的大功率电源防反接电路，可防止安装维护人员防止误操作，将电源的正负极接反，对电路造成损坏。

本文所使用的词语“优选的”意指用作实例、示例或例证。本文描述为“优选的”任意方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更有利。相反，词语“优选的”的使用旨在以具体方式提出概念。如本申请中所使用的术语“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或从上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一个。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B二者，则“X使用A或B”在前述任一示例中得到满足。

而且，尽管已经相对于一个或实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件(例如元件等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。

本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以多个或多个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或***，可以执行相应方法实施例中的存储方法。

综上所述，上述实施例为本发明的一种实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、代替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全透式发光标牌控制器，其特征在于，所述全透式发光标牌控制器外接电源，并控制多个全透式发光标牌；所述全透式发光标牌控制器包括电源防反接电路、太阳能取样电路、MCU和大功率输出电路；所述MCU中包括AD转换电路和软件滤波单元，所述软件滤波单元防止MCU的IO口对后级大功率输出电路误操作，所述AD转换电路进行软件滤波和通过区别点亮、关闭功能设定不同的宽阈值延迟处理。

2.根据权利要求1所述的全透式发光标牌控制器，其特征在于，MCU的AD引脚分别连接电阻R1和R2的一端，所述电阻R1的另一端连接二极管D1的负极，所述电阻R2的另一端接地和电感L1的一段，所述电感L1的另一端连接太阳能取样电路的第2引脚，所述二极管D1的正极连接太阳能取样电路的第1引脚。

3.根据权利要求1所述的全透式发光标牌控制器，其特征在于，所述防反接电路包括PMOS管Q2、电阻R5和电容C1，所述PMOS管Q2的栅极G串联所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与GND相连，所述PMOS管Q2的漏极D与电源供电的“+”极相连，并在所述漏极D与地之间并联所述电容C1，源极S给全透式发光标牌控制器电路和所述大功率输出电路供电。

4.根据权利要求1所述的全透式发光标牌控制器，其特征在于，MCU的IO口经过限流电阻R3连接光耦G2，所述光耦G2的第4引脚外接上拉电阻R4驱动MOS管Q1的导通或截至，点亮或关闭全透式发光标牌；限流电阻R3还连接电容C1，所述电容C1的另一端连接所述光耦G2的第2引脚。

5.根据权利要求1所述的全透式发光标牌控制器，其特征在于，由光耦G2与MOS管Q1组成的所述大功率输出电路直接驱动多个全透发光标牌，若驱动能力不够，再通过MCU的IO口接多路所述大功率输出电路，保证全透式发光标牌的点亮、关闭一致性。

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