CN115334717B - 基于光电耦合器的车灯智能控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于光电耦合器的车灯智能控制电路，包括端口保护电路、电磁干扰抑制电路、逻辑控制电路、恒流驱动电路、近远光控制电路，利用光电耦合器组成的逻辑电路控制，可以通过判断5线输入的状态来控制驱动芯片启动、总线电压的输出、远近光的切换，可以实现超车点闪时优先闪烁远光，位置灯开启时近光由光感信号控制且远近光实现正常切换，大灯开关开启时近光强制亮起，远近光正常切换。本发明摆脱了单片机和软件控制，纯硬件提升了响应速度和抗干扰能力，提升了***的可靠性，使得灯具智能化，将6线输入的功能缩减为5线，减少了整车布线，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及LED车灯智能控制技术领域，尤其涉及基于光电耦合器的车灯智能控制电路。
背景技术
电动车前大灯是保障电动车安全行驶的一个重要部件。随着电子技术的发展，LED前大灯需要更加智能以应对骑手的需要。当夜晚降临，光照降低，开关置于自动档，需要自动开启近光灯；正常行驶时，骑手需要开启灯光时，开关置于大灯档，大灯需强制开启近光灯；任何情况需要超车时，需要点闪远光灯。当近光灯开启时，需要随时可以远近光互相切换，以保护路人和骑手的安全。
LED电动车前大灯近年来发展及其迅速，其拥有节能、环保、长寿命、高亮度，响应速度快等诸多优点。传统的LED电动车前大灯采用两组驱动电路，利用单片机及其软件控制，通过接口采样输入及软件逻辑满足各项功能，抗干扰能力差，响应速度慢，成本高；采用LED恒流驱动线路驱动，上电就亮，无法实现自动大灯及超车点闪功能，已无法满足LED车灯多功能的需求。
中国专利公开号为CN104175946B公开了一种LED汽车前大灯远近光变换控制电路，采用一个驱动电路完成远近光的控制，通过改变采样电阻的阻值，改变反馈到驱动电路电压信号的大小，影响驱动电路输出不同的驱动电流，进而达到输出不同光强的目的。远近光切换改变的是所有LED的亮度，功能单一，无法实现前大灯智能化的需求。
发明内容
本发明目的是解决上述技术问题，提供基于光电耦合器的车灯智能控制电路。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：端口保护电路、电磁干扰抑制电路、恒流驱动电路、近远光控制电路依次连接，逻辑控制电路与恒流驱动电路连接；所述端口保护电路包括第一端口保护电路、第二端口保护电路，所述第一端口保护电路一端与远光灯线Y+连接，另一端与地线V-连接，所述第二端口保护电路一端与位置灯线W+连接，另一端与地线V-连接；
所述电磁干扰抑制电路包括电感L3，所述电感L3的一端连接二极管D2后与位置灯线W+连接，另一端连接电感L1后与恒流驱动电路连接；
所述恒流驱动电路包括芯片U1、电感L2，所述电感L2一端与电感L1连接，另一端连接稳压二极管D8后与远光灯LED2连接，所述远光灯LED2一端连接稳压二极管D13后与近远光控制电路连接，另一端连接有近光灯LED3；
所述近远光控制电路包括光电耦合器U3，所述光电耦合器U3的1号引脚连接电阻R39、二极管D7后与远光灯线Y+连接，所述光电耦合器U3的4号引脚连接有场效应管Q4、电阻R37，所述电阻R37与电感L1的一端连接，所述场效应管Q4的漏极连接电阻R33后与稳压二极管D13连接；
所述逻辑控制电路包括光电耦合器U2，所述光电耦合器U2的12号引脚、14号引脚、16号引脚分别与场效应管Q3的栅极连接，所述光电耦合器U2的15号引脚与场效应管Q3的源级连接，所述场效应管Q3的漏极与芯片U1的8号引脚连接，所述场效应管Q3的栅极连接电阻R24后与电感L1的一端连接。
优选的：所述第一端口保护电路包括并联的电阻R16、电容C21、二极管D12，所述第二端口保护电路包括并联的电阻R13、电容C10、二极管D11。
优选的：所述电感L3的一端通过电容C20与电容C19并联接地，另一端通过电容C11与电容C12并联接地，所述电感L1与电感L2的连接电路上通过电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R7并联接地。
优选的：所述芯片U1的1号引脚连接电容C4后接地，所述芯片U1的2号引脚连接有电容C18、电阻R8，所述电阻R8连接电容C24后接地，所述电阻R8、电容C24之间电路上连接有二极管D14，所述芯片U1的3号引脚连接有电阻R17，所述电阻R17的另一端与电容C24连接，所述芯片U1的8号引脚连接电容C25后接地，所述芯片U1的16号引脚连接电容C26后接地，所述芯片U1的4号引脚连接电容C27后接地，所述芯片U1的6号引脚连接电容C28后接地，所述芯片U1的7号引脚连接电阻R22后接地，所述芯片U1的11号引脚与近光灯LED3连接，所述芯片U1的10号引脚连接电阻R18后与近光灯LED3连接，所述电阻R18与电阻R15、电阻R14并联，所述芯片U1的9号引脚连接有电阻R3、电阻R10，所述电阻R3的另一端与远光灯LED2连接，所述芯片U1的13号引脚连接有电阻R6、电容C13，所述电阻R6的另一端与场效应管Q1的源级连接，电路上还连接有电阻R11、电阻R12，所述电容C13的另一端连接电容C6后与远光灯LED2连接，所述芯片U1的15号引脚连接有电阻R4，所述电阻R4的另一端与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的栅极与源级之间并联有电阻R5，所述场效应管Q1的漏极与稳压二极管D8的一端连接；所述稳压二极管D13的一端与场效应管Q2的源级连接，另一端与场效应管Q2的栅极连接，所述稳压二极管D13的两端并联有电容C23、电阻R20，所述场效应管Q2的漏极与栅极之间并联有电容C22。
优选的：所述光电耦合器U3的2号引脚连接电阻R44后接地，所述光电耦合器U3的1号引脚与2号引脚之间并联有电容C36、电阻R41，所述光电耦合器U3的3号引脚与4号引脚之间并联有电容C35、电阻R40、稳压二极管D17。
优选的：所述光电耦合器U2的1号引脚连接电阻R23后与位置灯线W+连接，所述光电耦合器U2的2号引脚连接电阻R27、二极管D15后与光感线连接，所述光电耦合器U2的3号引脚连接电阻R28、二极管D6后与近光灯线J+连接，所述光电耦合器U2的4号引脚连接电阻R3后与地线V-连接，所述光电耦合器U2的5号引脚连接电阻R31后与二极管D7一端连接，所述光电耦合器U2的6号引脚连接电阻R34后与地线V-连接，所述光电耦合器U2的7号引脚连接电阻R35后与电阻R23一端连接，所述光电耦合器U2的8号引脚连接电阻R38后与二极管D15的一端连接，所述光电耦合器U2的9号引脚、11号引脚、13号引脚分别连接电容C30后与场效应管Q3的栅极连接，所述场效应管Q3的栅极和源级之间并联有电阻R26、稳压二极管D16，所述光电耦合器U2的10号引脚连接有电阻R42，所述电阻R42的另一端连接有电容C34、场效应管Q5、电阻R43、稳压二极管D18，所述电容C34的另一端连接二极管D10后与近光灯线J+连接，所述二极管D10的两端并联有二极管D9，所述稳压二极管D18的另一端与二极管D2的一端连接，所述稳压二极管D18的两端并联有电容C37。
优选的：所述光电耦合器U2的1号引脚与2号引脚之间并联有电阻R25、电容C29，所述光电耦合器U2的3号引脚与4号引脚之间并联有电阻R29、电容C31，所述光电耦合器U2的5号引脚与6号引脚之间并联有电阻R32、电容C32，所述光电耦合器U2的7号引脚与8号引脚之间并联有电阻R36、电容C33。
与传统结构相比，本发明的有益效果：
1、本发明设计合理，抗干扰能力强，响应速度快。利用光电耦合器组成的逻辑电路实现自动大灯的控制，摆脱了单片机和软件控制，通过纯硬件提高了响应速度和抗干扰能力，提升了***的可靠性，减少了灯具对单片机芯片的依赖，降低了成本。
2、本发明使得灯具更加智能化，可以实现超车点闪时优先闪烁远光；位置灯开启时近光由光感信号控制且远近光实现正常切换；大灯开关开启时近光强制亮起，远近光正常切换等功能。
3、本发明利用控制线路控制近远光切换，将6线输入的功能缩减为5线（位置灯线、远光灯线、近光灯线、光感线、地线），减少了一组驱动线路，可以通过判断5线输入的状态来控制驱动芯片启动、总线电压的输出、远近光的切换，减少了整车布线，降低了布线成本。
4、采用集成封装的光电耦合器，抗干扰能力强，节省了线路面积，降低了成本。
附图说明
图1为本发明线路框图；
图2为本发明正控大灯实现逻辑图；
图3为本发明正控大灯输入端线路结构示意图;
图4为本发明端口保护和电磁干扰抑制电路图；
图5为本发明恒流驱动电路图；
图6为本发明近远光控制电路图；
图7为本发明逻辑控制电路图。
在图中：1.第一端口保护电路，2.第二端口保护电路，3.电磁干扰抑制电路。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
参照附图，基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述端口保护电路、电磁干扰抑制电路3、恒流驱动电路、近远光控制电路依次连接，逻辑控制电路与恒流驱动电路连接；所述端口保护电路包括第一端口保护电路1、第二端口保护电路2，所述第一端口保护电路1一端与远光灯线Y+连接，另一端与地线V-连接，所述第二端口保护电路2一端与位置灯线W+连接，另一端与地线V-连接；所述位置灯线W+上串联有二极管D1、位置灯LED1，所述位置灯LED1两端并联有电容C1、电阻C1；
所述电磁干扰抑制电路3包括电感L3，所述电感L3的一端连接二极管D2后与位置灯线W+连接，另一端连接电感L1后与恒流驱动电路连接；
所述恒流驱动电路包括芯片U1、电感L2，所述电感L2一端与电感L1连接，另一端连接稳压二极管D8后与远光灯LED2连接，所述远光灯LED2一端连接稳压二极管D13后与近远光控制电路连接，另一端连接有近光灯LED3；
所述近远光控制电路包括光电耦合器U3，所述光电耦合器U3的1号引脚连接电阻R39、二极管D7后与远光灯线Y+连接，所述光电耦合器U3的4号引脚连接有场效应管Q4、电阻R37，所述电阻R37与电感L1的一端连接，所述场效应管Q4的漏极连接电阻R33后与稳压二极管D13连接；
所述逻辑控制电路包括光电耦合器U2，所述光电耦合器U2的12号引脚、14号引脚、16号引脚分别与场效应管Q3的栅极连接，所述光电耦合器U2的15号引脚与场效应管Q3的源级连接，所述场效应管Q3的漏极与芯片U1的8号引脚连接，所述场效应管Q3的栅极连接电阻R24后与电感L1的一端连接。
本优选实施例中，所述第一端口保护电路1包括并联的电阻R16、电容C21、二极管D12，所述第二端口保护电路2包括并联的电阻R13、电容C10、二极管D11。
本优选实施例中，所述电感L3的一端通过电容C20与电容C19并联接地，另一端通过电容C11与电容C12并联接地，所述电感L1与电感L2的连接电路上通过电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R7并联接地。
本优选实施例中，所述芯片U1的1号引脚连接电容C4后接地，所述芯片U1的2号引脚连接有电容C18、电阻R8，所述电阻R8连接电容C24后接地，所述电阻R8、电容C24之间电路上连接有二极管D14，所述芯片U1的3号引脚连接有电阻R17，所述电阻R17的另一端与电容C24连接，所述芯片U1的8号引脚连接电容C25后接地，所述芯片U1的16号引脚连接电容C26后接地，所述芯片U1的4号引脚连接电容C27后接地，所述芯片U1的6号引脚连接电容C28后接地，所述芯片U1的7号引脚连接电阻R22后接地，所述芯片U1的11号引脚与近光灯LED3连接，所述芯片U1的10号引脚连接电阻R18后与近光灯LED3连接，所述电阻R18与电阻R15、电阻R14并联，所述芯片U1的9号引脚连接有电阻R3、电阻R10，所述电阻R3的另一端与远光灯LED2连接，所述芯片U1的13号引脚连接有电阻R6、电容C13，所述电阻R6的另一端与场效应管Q1的源级连接，电路上还连接有电阻R11、电阻R12，所述电容C13的另一端连接电容C6后与远光灯LED2连接，所述芯片U1的15号引脚连接有电阻R4，所述电阻R4的另一端与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的栅极与源级之间并联有电阻R5，所述场效应管Q1的漏极与稳压二极管D8的一端连接；所述稳压二极管D13的一端与场效应管Q2的源级连接，另一端与场效应管Q2的栅极连接，所述稳压二极管D13的两端并联有电容C23、电阻R20，所述场效应管Q2的漏极与栅极之间并联有电容C22。
本优选实施例中，所述光电耦合器U3的2号引脚连接电阻R44后接地，所述光电耦合器U3的1号引脚与2号引脚之间并联有电容C36、电阻R41，所述光电耦合器U3的3号引脚与4号引脚之间并联有电容C35、电阻R40、稳压二极管D17。
本优选实施例中，所述光电耦合器U2的1号引脚连接电阻R23后与位置灯线W+连接，所述光电耦合器U2的2号引脚连接电阻R27、二极管D15后与光感线连接，所述光电耦合器U2的3号引脚连接电阻R28、二极管D6后与近光灯线J+连接，所述光电耦合器U2的4号引脚连接电阻R3后与地线V-连接，所述光电耦合器U2的5号引脚连接电阻R31后与二极管D7一端连接，所述光电耦合器U2的6号引脚连接电阻R34后与地线V-连接，所述光电耦合器U2的7号引脚连接电阻R35后与电阻R23一端连接，所述光电耦合器U2的8号引脚连接电阻R38后与二极管D15的一端连接，所述光电耦合器U2的9号引脚、11号引脚、13号引脚分别连接电容C30后与场效应管Q3的栅极连接，所述场效应管Q3的栅极和源级之间并联有电阻R26、稳压二极管D16，所述光电耦合器U2的10号引脚连接有电阻R42，所述电阻R42的另一端连接有电容C34、场效应管Q5、电阻R43、稳压二极管D18，所述电容C34的另一端连接二极管D10后与近光灯线J+连接，所述二极管D10的两端并联有二极管D9，所述稳压二极管D18的另一端与二极管D2的一端连接，所述稳压二极管D18的两端并联有电容C37。
本优选实施例中，所述光电耦合器U2的1号引脚与2号引脚之间并联有电阻R25、电容C29，所述光电耦合器U2的3号引脚与4号引脚之间并联有电阻R29、电容C31，所述光电耦合器U2的5号引脚与6号引脚之间并联有电阻R32、电容C32，所述光电耦合器U2的7号引脚与8号引脚之间并联有电阻R36、电容C33。
具体实施时，位置灯开关与位置灯线连接，超车开关与远光灯线连接，大灯开关与近光灯线连接，位置灯开关与大灯开关联动，远光灯开关分别与大灯开关、远光灯线连接。通过5根线（位置灯线、远光灯线、近光灯线、光感线、地线），可实现以下逻辑：
①照明开关OFF关闭，位置灯、近光灯均无法点亮，超车开关可以控制远光灯点亮，远光开关闭合点不亮远光灯；
②照明开关处于位置/自动档，位置灯开关向右，位置灯点亮，大灯不通电，此时通过整车给出光感信号，光感信号为低电平有效；光感拉低，近光灯点亮，超车开关闭合可以点亮远光灯，远光开关闭合点亮远光灯；光感拉高，近光灯点不亮，超车开关闭合可以点亮远光灯，远光开关闭合点不亮远光灯；
③照明开关处于大灯档，位置灯、近光灯点亮，超车开关闭合远光灯点亮，远光开关闭合远光灯亮。
本发明包括了DC-DC LED恒流模块、5线输入端、LED灯组、电磁兼容滤波器，通过光电耦合器组成的逻辑电路和单组驱动，实现了超车点闪时优先闪烁远光，位置灯开启时近光由光感信号控制且远近光实现正常切换，大灯开关开启时近光灯强制亮起，远近光正常切换等功能，进一步使得大灯内部智能化，提升了***可靠性，将6线输入的功能缩减为5线，减少了整车布线，降低了成本。本发明适用于电动车、汽车等LED前大灯的智能控制，并成功运用于雅迪电动车前大灯***中，取得了良好的经济效益和社会效益。
本发明的上述实施例，仅仅是清楚地说明本发明所做的举例，但不用来限制本发明的保护范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。
Claims (7)
1.基于光电耦合器的车灯智能控制电路，包括端口保护电路，其特征在于：所述端口保护电路、电磁干扰抑制电路（3）、恒流驱动电路、近远光控制电路依次连接，逻辑控制电路与恒流驱动电路连接；所述端口保护电路包括第一端口保护电路（1）、第二端口保护电路（2），所述第一端口保护电路（1）一端与远光灯线Y+连接，另一端与地线V-连接，所述第二端口保护电路（2）一端与位置灯线W+连接，另一端与地线V-连接；
所述电磁干扰抑制电路包括电感L3，所述电感L3的一端连接二极管D2后与位置灯线W+连接，另一端连接电感L1后与恒流驱动电路连接；
所述恒流驱动电路包括芯片U1、电感L2，所述电感L2一端与电感L1连接，另一端连接稳压二极管D8后与远光灯LED2连接，所述远光灯LED2一端连接稳压二极管D13后与近远光控制电路连接，另一端连接有近光灯LED3；
所述近远光控制电路包括光电耦合器U3，所述光电耦合器U3的1号引脚连接电阻R39、二极管D7后与远光灯线Y+连接，所述光电耦合器U3的4号引脚连接有场效应管Q4、电阻R37，所述电阻R37与电感L1的一端连接，所述场效应管Q4的漏极连接电阻R33后与稳压二极管D13连接；
所述逻辑控制电路包括光电耦合器U2，所述光电耦合器U2的12号引脚、14号引脚、16号引脚分别与场效应管Q3的栅极连接，所述光电耦合器U2的15号引脚与场效应管Q3的源级连接，所述场效应管Q3的漏极与芯片U1的8号引脚连接，所述场效应管Q3的栅极连接电阻R24后与电感L1的一端连接。
2.根据权利要求1所述的基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述第一端口保护电路（1）包括并联的电阻R16、电容C21、二极管D12，所述第二端口保护电路（2）包括并联的电阻R13、电容C10、二极管D11。
3.根据权利要求1所述的基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述电感L3的一端通过电容C20与电容C19并联接地，另一端通过电容C11与电容C12并联接地，所述电感L1与电感L2的连接电路上通过电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R7并联接地。
4.根据权利要求1所述的基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述芯片U1的1号引脚连接电容C4后接地，所述芯片U1的2号引脚连接有电容C18、电阻R8，所述电阻R8连接电容C24后接地，所述电阻R8、电容C24之间电路上连接有二极管D14，所述芯片U1的3号引脚连接有电阻R17，所述电阻R17的另一端与电容C24连接，所述芯片U1的8号引脚连接电容C25后接地，所述芯片U1的16号引脚连接电容C26后接地，所述芯片U1的4号引脚连接电容C27后接地，所述芯片U1的6号引脚连接电容C28后接地，所述芯片U1的7号引脚连接电阻R22后接地，所述芯片U1的11号引脚与近光灯LED3连接，所述芯片U1的10号引脚连接电阻R18后与近光灯LED3连接，所述电阻R18与电阻R15、电阻R14并联，所述芯片U1的9号引脚连接有电阻R3、电阻R10，所述电阻R3的另一端与远光灯LED2连接，所述芯片U1的13号引脚连接有电阻R6、电容C13，所述电阻R6的另一端与场效应管Q1的源级连接，电路上还连接有电阻R11、电阻R12，所述电容C13的另一端连接电容C6后与远光灯LED2连接，所述芯片U1的15号引脚连接有电阻R4，所述电阻R4的另一端与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的栅极与源级之间并联有电阻R5，所述场效应管Q1的漏极与稳压二极管D8的一端连接；所述稳压二极管D13的一端与场效应管Q2的源级连接，另一端与场效应管Q2的栅极连接，所述稳压二极管D13的两端并联有电容C23、电阻R20，所述场效应管Q2的漏极与栅极之间并联有电容C22。
5.根据权利要求1所述的基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述光电耦合器U3的2号引脚连接电阻R44后接地，所述光电耦合器U3的1号引脚与2号引脚之间并联有电容C36、电阻R41，所述光电耦合器U3的3号引脚与4号引脚之间并联有电容C35、电阻R40、稳压二极管D17。
6.根据权利要求1所述的基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述光电耦合器U2的1号引脚连接电阻R23后与位置灯线W+连接，所述光电耦合器U2的2号引脚连接电阻R27、二极管D15后与光感线连接，所述光电耦合器U2的3号引脚连接电阻R28、二极管D6后与近光灯线J+连接，所述光电耦合器U2的4号引脚连接电阻R3后与地线V-连接，所述光电耦合器U2的5号引脚连接电阻R31后与二极管D7一端连接，所述光电耦合器U2的6号引脚连接电阻R34后与地线V-连接，所述光电耦合器U2的7号引脚连接电阻R35后与电阻R23一端连接，所述光电耦合器U2的8号引脚连接电阻R38后与二极管D15的一端连接，所述光电耦合器U2的9号引脚、11号引脚、13号引脚分别连接电容C30后与场效应管Q3的栅极连接，所述场效应管Q3的栅极和源级之间并联有电阻R26、稳压二极管D16，所述光电耦合器U2的10号引脚连接有电阻R42，所述电阻R42的另一端连接有电容C34、场效应管Q5、电阻R43、稳压二极管D18，所述电容C34的另一端连接二极管D10后与近光灯线J+连接，所述二极管D10的两端并联有二极管D9，所述稳压二极管D18的另一端与二极管D2的一端连接，所述稳压二极管D18的两端并联有电容C37。
7.根据权利要求6所述的基于光电耦合器的车灯智能控制电路，其特征在于：所述光电耦合器U2的1号引脚与2号引脚之间并联有电阻R25、电容C29，所述光电耦合器U2的3号引脚与4号引脚之间并联有电阻R29、电容C31，所述光电耦合器U2的5号引脚与6号引脚之间并联有电阻R32、电容C32，所述光电耦合器U2的7号引脚与8号引脚之间并联有电阻R36、电容C33。
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2022
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