一种车窗膜智能电源控制器的制作方法

本发明涉及车窗控制技术领域，更具体地说，它涉及一种车窗膜智能电源控制器。

背景技术：

随着汽车制造业的发展和生活水平的提高，汽车走进越来越多的家庭，可以说人们的生活已经离不开汽车了。

汽车内部的空间狭小、封闭，因而其对光照度有较高要求。现有的汽车，车窗一般是安装透明玻璃或是有色玻璃。安装透明玻璃的车窗，在室外光照强烈时，有大量光线进入车内；而安装有色玻璃的车窗虽然能减少进入车内的光线，但在室外光线较弱的情况下，会导致车内太暗，前述两种情况都会影响乘坐汽车的舒适度。另外，由于玻璃的透明度不能改变，车外的人可以看到车内的情况，使车内的隐私得不到保护。

为解决上述问题，现在市面上的一些汽车搭载了手动窗帘，车内人员可以根据室外亮度的变化调整窗帘的位置，从而控制车内的亮度。

但是，这种车窗，需要手动操作，给车内人员带来不便。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车窗膜智能电源控制器，利用该控制器能够无线控制带有光阀膜的车窗玻璃，十分智能、便捷。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种车窗膜智能电源控制器，用于控制带有电控膜的车窗的透明度，包括：电源主机，包括耦接于汽车蓄电池的升压电路、耦接于升压电路的用于向电控膜提供驱动电压的驱动电路、连接驱动电路的用以控制驱动电路的输出电压的控制模块以及与控制模块连接的无线接收模块；遥控器，包括MCU控制模块、与MCU控制模块连接的无线发射模块和按键模块。

作为优选方案：所述控制模块包括主控模块和与主控模块连接的并与受控电控膜数量一致的多个从控模块，所述驱动电路包括与各个电控膜一对一连接的多个驱动单元，各个驱动单元以并联的方式耦接升压电路，所述从控模块连接驱动单元。

作为优选方案：所述升压电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R18、二极管D2、NPN型三极管Q9、NPN型三极管Q11、PNP型三极管Q12、N沟道增强型的场效应管Q10、电感L2以及电容C7，其中电阻R14的一端连接三极管Q11的集电极，电阻R14的另一端连接汽车蓄电池的正极，三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的基集连接所述主控模块的控制输出端；三极管Q9的基集连接三极管Q11的集电极，三极管Q9的集电极连接汽车蓄电池的正极；三极管Q12的基集连接三极管Q11的集电极，三极管Q12的发射极连接三极管Q9的发射极，三极管Q12的集电极接地；电感L2的一端连接三极管Q9的集电极；场效应管Q10的漏极连接电感L2的另一端，场效应管Q10的栅极通过电阻R15连接三极管Q9的发射极，场效应管Q10的源极接地；电阻R18的一端连接场效应管Q10的栅极，电阻R18的另一端接地；二极管D2的阳极连接场效应管Q10的漏极，二极管D2的阴极通过电容C7接地。

作为优选方案：所述驱动单元包括耦接于升压电路的降压电路，所述从控模块的控制输出端连接降压电路的控制输入端，所述驱动单元还包括耦接于降压电路并连接从控模块的用于向电控膜提供正向电压的正电压输出单元以及用于向电控膜提供负向电压的负电压输出单元。

作为优选方案：所述降压电路包括P沟道增强型的场效应管Q1、NPN型的三极管Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电感L1，其中场效应管Q1的源极连接升压电路的输出端，场效应管Q1的栅极通过电阻R3连接NPN型三极管Q3的集电极；电阻R1的一端与场效应管Q1的源极连接，其另一端与场效应管Q1的栅极连接；三极管Q3的基集连接从控模块的控制输出端，三极管Q3的发射极接地；电感L1的一端连接场效应管的漏极；电阻R2与电阻R4串联，电阻R2的另一端连接电感L1的另一端，电阻R4的另一端接地，电阻R2与电阻R4的连接点与从控模块的信号输入端连接。

作为优选方案：所述正电压输出单元与所述负电压输出单元具有相同的电路结构，所述正电压输出单元包括： NPN型三极管Q2、NPN型的三极管Q3、NPN型三极管Q4、PNP型三极管Q5、电阻R5、电阻R7以及电阻R9，其中，电阻R7与电阻R9串联，电阻R7的另一端连接从控模块的信号输出端，电阻R9的另一端接地；三极管Q4的基集连接电阻R7与电阻R9的连接点，三极管Q4的发射极接地；三极管Q2的基集连接三极管Q4的集电极；三极管Q5的基集连接三极管Q4的集电极，三极管Q5的集电极接地，三极管Q2的发射极连接三极管Q5的发射极；电阻R5的一端连接三极管Q4的集电极，其另一端连接三极管Q2的集电极；三极管Q2的集电极连接降压电路的输出端。

作为优选方案：所述无线发射模块包括型号为SYN F115/SOT23-6的无线发射芯片、与无线发射芯片连接的第一晶振以及LC震荡天线电路。

作为优选方案：所述主控模块采用型号为SN8P2711BS/SOP14的芯片，所述从控模块采用型号为SN8P2711BS/SOP8的芯片。

作为优选方案：所述升压电路还包括过流检测电路和过压欠压检测电路，其中过流检测电路包括电阻R19、电阻R21以及电容C9，电阻R19的一端连接场效应管Q10的源极且其另一端接地；电阻R21的一端连接场效应管Q10的源极且其另一端连接主控模块的信号输入端；电容C9的一端连接主控模块的信号输入端，且其另一端接地；过压欠压检测电路包括电阻R22、电阻R26以及电容C11，电阻R22与电阻R26串联，电阻R22的另一端连接汽车蓄电池的正极，电阻R26的另一端接地，电阻R22与电阻R26的连接点与主控模块的信号输入端连接；电容C11的一端连接电阻R22与电阻R26的连接点，且其另一端接地。

作为优选方案：所述升压电路的输入端与汽车蓄电池的输出端之间连接有第一保险丝，所述降压电路的输出端与正电压输出单元的输入端之间连接有第二保险丝。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、该车窗膜智能电源控制器通过电源主机和遥控器结合的方式，以无线遥控控制输出电压的方式来实现对具有电控膜的车窗玻璃的透明度的控制，车内人员通过手中的遥控器就能控制车窗玻璃的透明度，而无需走近车窗手动操作，十分便捷、高效；

2、电源控制器采用单独控制的方式控制各个车窗玻璃，车内人员可以根据实际需求来单独调节任一车窗的透明度，十分人性化；

3、电源主机的输出电压具有多个档位，能够单独控制各个车窗玻璃，使之呈现出不同的透明度，令汽车能满足车内人员对光照舒适度和保护隐私的需求。

附图说明

图1为实施例一中例中遥控器的电路图

图2为实施例一中电源主机的升压电路图；

图3为实施例一中电源主机的驱动电路图；

图4为实施例一中电源主机的主控MCU与从控MCU的连接示意图；

图5为实施例二电源主机的升压电路图。

具体实施方式

实施例一：

一种车窗膜智能电源控制器，包括遥控器和电源主机。本实施例的受控对象是光阀膜，也可以是其他电控膜。

参照图1，遥控器电路包括单片机U5芯片和无线发射芯片U6，单片机芯片U5采用的是PMS153-SOP14型号的芯片，无线发射芯片U6采用的是SYN F115/SOP23-6型号的芯片。遥控器的按键连接单片机芯片U5的信号输入接口，单片机芯片U5的5、6、7、11、13、以及14号引脚接地，单片机芯片U5的12号引脚通过电阻R29接地，电阻R29的高电位点连接发射芯片的串口——即6号引脚，无线发射芯片U6的4号引脚通过电容C23接地，5号引脚通过电容C24接地，晶振Y2的两端分别与4号和5号引脚连接，无线发射芯片U6的2号引脚接地， 3号引脚通过并联的电容C20及电容C21接地 ，无线发射芯片U6的1号引脚电容C18，电容C18连接电感L8，电感L8连接天线，电感L7也连接发射芯片的1号引脚，贴片磁珠L6的一端连接电感L7，贴片磁珠L6另一端接地。贴片磁珠L6、电感L7、电容C18、电感L8以及电容C22共同构成无线发射电路。

当按键被按下后，单片机芯片U5对按键信号进行编码生成控制信号，晶振和无线发射芯片U6共同作用产生一定频率的震荡信号，信号发射电路将载有控制信号的震荡信号以无线电磁波的形式发送出去。

电源主机包括升压、主控部分以及用于驱动各个车窗的电控膜的驱动单元。

电源主机电路包括单片机芯片U1(从控MCU)、单片机芯片U2（主控MCU）、存储芯片U3以及无线接收芯片U4。其中单片机芯片U1采用的是SN8P2711BS/SOP8型号的芯片，单片机芯片U2采用的是SN8P2711BS/SOP14型号的芯片，存储芯片U3采用的是24C02型号的芯片，无线接收芯片采用的是SYN480型号的芯片。

参照图2，电阻R14、NPN型三极管Q11、NPN型三极管Q9、PNP型三极管Q12、电感L2、N沟道增强型场效应管Q10、二极管D2、电容C7、电阻R15、电阻R18以及电阻R19构成PWM升压电路。其中电阻R14的一端连接三极管Q11的集电极，电阻R14的另一端连接汽车蓄电池BAT的正极，三极管Q11的发射极接地；三极管Q9的基集连接三极管Q11的集电极，三极管Q9的集电极连接BAT的正极；三极管Q12的基集连接三极管Q11的集电极，三极管Q12的发射极连接三极管Q9的发射极，三极管Q12的集电极接地；电感L2的一端连接三极管Q9的集电极；场效应管Q10的漏极连接电感L2的另一端，场效应管Q10的栅极通过电阻R15连接三极管Q9的发射极，场效应管Q10的源极通过电阻R19接地；电阻R18的一端连接场效应管Q10的栅极，电阻R18的另一端接地；二极管D2的阳极连接场效应管Q10的漏极，二极管D2的阴极通过电容C7接地。电阻R20与电阻R24串联，电阻R20的另一端连接二极管D2的阴极，电阻R24的另一端接地；二极管D2的阴极即为升压电路的电源输出端。

电容C6的一端连接通过自恢复保险丝F2连接BAT的正极，其另一端接地；电阻R13的一端连接BAT的正极，其另一端连接单片机芯片U2的1号引脚；稳压二极管D3的阴极连接U2的1号引脚，其阳极接地；电容C5的一端连接U2的1号引脚，其另一端接地；U2的4号、8号、13号和14号引脚接地，U2的5号引脚——即PWM脉冲信号输出引脚通过电阻R16连接三极管Q11的基集，电阻R17的一端连接三极管Q11的基集，其另一端接地；U2的6号引脚通过电阻R23连接其1号引脚；U2的7号引脚通过电阻R25连接其1号引脚；电容C8的两端分别连接U2的1号引脚和14号引脚；U2的12号引脚与电阻R20和电阻R24的连接点连接；U2的11号引脚通过电阻R21连接场效应管Q10的源极；U2的10号引脚通过电阻R22连接BAT的正极；U2的9号引脚通过电阻R27连接其1号引脚；对码开关的一端连接U2的9号引脚，其另一端接地。

存储芯片U3的5号引脚连接U2的7号引脚；U3的6号引脚连接U2的6号引脚；U3的8号引脚连接U2的1号引脚；U3的1号、2号、3号、4号以及7号引脚均接地。

无线接收芯片U4的5号引脚连接U2的3号引脚；U4的6号引脚接地；U4的7号引脚通过电容C12接地；晶振的一端连接U4的8号引脚，晶振的另一端接地；U4的4号引脚通过电容C16接地；U4的3号引脚通过并联的电容C14和电容C15接地；U4的1号引脚接地；U4的3号引脚通过贴片磁珠L3连接U2的1号引脚；U4的2号引脚通过电容C13连接天线；电感L4的一端连接电容C13的一端，且其另一端接地；电感L5的一端连接电容C13的另一端，且其另一端接地；电容C13、电感L4、电感L5、电容C17以及天线构成无线接收电路。

汽车蓄电池输出10-36V的直流电压，由于电感两端的电压等于电感量乘以电流变化率，当电流变化率很大时，譬如瞬间由某个电流值降为零时，电感两端的感生电势是相当高的。如果把这个感生电势释放到负载上，显然负载就会承受比原供电电源高得多的电压。U2输出PWM控制脉冲，对三极管Q11的通断时机进行控制。由于三极管Q11与电阻R14构成分压电路，通过控制三极管Q11的通断从而实现对三极管Q9和三极管Q12的通断的控制，以及对场效应管的栅极电压的调节，最终对电感L2上的电流的流向和大小进行控制，使电感L2产生感生电动势，再经过二极管D2的整流作用后，升压电路将蓄电池输出的直流电压升高至60V的直流电压。

参照图3，图3为光阀膜的驱动单元的电路。

驱动单元的+60V输入节点连接升压电路的+60V输出节点。电容C1的一端连接+60V输入节点，其另一端接地；P沟道增强型场效应管Q1的源极连接+60V输入节点，场效应管Q1的栅极通过电阻R3连接NPN型三极管Q3的集电极；电阻R1的一端与场效应管Q1的源极连接，其另一端与场效应管Q1的栅极连接；三极管Q3的基集通过电阻R6连接单片机芯片U1（从控MCU）的4号引脚，三极管Q3的发射极接地；电阻R8的一端连接三极管Q3的基集，其另一端接地；电容C4的两端分别连接U1的1号引脚和8号引脚；U1的8号引脚接地；二极管D1的阴极连接场效应管Q1的漏极，其阳极接地；电感L1的一端连接场效应管的漏极；电阻R2与电阻R4串联，电阻R2的另一端连接电感L1的另一端，电阻R4的另一端接地；U1的7号引脚连接电阻R2与电阻R4的连接点,U1（从控MCU）的3号引脚连接U2（主控MCU）的2号引脚。

电阻R7、电阻R9、电阻R5、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q2以及PNP型三极管Q5构成用于向光阀膜提供正向电压的正向电压输出单元。

电阻R7与电阻R9串联，电阻R7的另一端连接U1的6号引脚，电阻R9的另一端接地；三极管Q4的基集连接电阻R7与电阻R9的连接点，三极管Q4的发射极接地；三极管Q2的基集连接三极管Q4的集电极；三极管Q5的基集连接三极管Q4的集电极，三极管Q5的集电极接地，三极管Q2的发射极连接三极管Q5的发射极；电阻R5的一端连接三极管Q4的集电极，其另一端连接三极管Q2的集电极；三极管Q2的集电极连接自恢复保险丝F1的一端，自恢复保险丝F1的另一端连接电感L1与电阻R2的连接点；电容C3的一端连接三极管Q2的集电极，其另一端接地；三极管Q2的发射极与三极管Q5的发射极的连接点引出正向电压输出接口VOUT+。

电阻R11、电阻R12、电阻R10、NPN型三极管Q7、NPN型三极管Q6以及PNP型三极管Q8构成用于向光阀膜提供负向电压的负向电压输出单元。

负向电压输出单元与正向电压输出单元的电路结构一致，不再赘述。

负向电压输出单元中三极管Q6的发射极与三极管Q8的发射极的连接点引出反向电压输出接口VOUT-。

U1接受到控制信号后,U1输出55HZ频率经过Q4跟Q7接入H桥，Q2 Q5 Q6 Q8四个三级管搭建一个H桥。当Q4导通时，Q2管导通，电流方向经Q1流向Q8为正电压；当Q7导通时Q6管导通，电流方向经Q6流向Q5为负电压。从而形成输出端输出一个50HZ的正负电压。

与此同时，U1接收到控制信号后，输出PWM脉冲信号，对场效应管Q1进行开、关控制，使降压电路输出的电压发生变化。

将车窗玻璃上的光阀膜的正负极分别与VOUT+和VOUT-连接后，可以向光阀膜供电。

根据实际需要控制的车窗数量，可以自行确定驱动单元的数量。本实施例中，采用了四路驱动单元，四路驱动单元采用相同的电路结构，每一路驱动单元的输入端都与升压电路的输出端连接，每一路对应一个车窗，用以单独控制车前窗、车后窗、后左窗以及后右窗。

参照图4， U7为第二路驱动单元中的从控MCU，U8为第三路驱动单元中的从控MCU而U9为第四路驱动单元中的从控MCU。其中，U7的3号引脚连接U1的2号引脚，U8的3号引脚连接U7的2号引脚，而U9的3号引脚连接U8的2号引脚，且其2号引脚接地。

无线接收电路接收到遥控器发出的无线信号后，单片机U2对信号进行解码得到可识别的控制信号，单片机U2主控接收到遥控信号后，进过计算及对存储器读取，然后比较信号内容，从而给从控U1(或其他从控MCU)发送32位编码数据（控制指令）；U1接收到指令后，对输出的PWM脉冲的占空比进行调节，从而调节三极管Q3的开、关节奏，进而调节场效应管Q1的开、关节奏，场效应管Q1的漏极输出的电流的变化速率随之变化，电感L1上产生的感生电动势的大小也改变。输入正向电压输出单元和负向电压输出单元的电压值也随之改变，显然正向电压输出单元和负向输出单元的输出电压也会改变，如此便实现了对电控膜的驱动电压的升降控制。通过遥控器操作遥控器便能实现对各个车窗的单独控制，自由调节各个车窗的透明度。

当选择电压在0V的时候，光阀膜透明度为0，可以挡住99%的紫外线。车外是完全看不到车内的物品。更好的保护了客户的隐私；

当电压输出在60V的时候，光阀膜透明度可以达到90%以上；当电压输出15V的时候，光阀膜透明度达到30%，可以通过光的反射。看到车外的东西。而车外看不到车内的东西。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别之处在于电源主机中的升压电路采用了另外一种设计。

参照图5，升压电路包括与汽车蓄电池连接的MOSFET逆变电路、与MOSFET逆变电路连接的采用变压线圈的变压电路、与变压电路连接的整流电路以及与整理电路连接的滤波电路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。