保护电路及车灯的制作方法

本发明涉及车灯控制技术领域，特别是涉及一种保护电路及车灯。

背景技术：

车灯包括led灯板以及控制led灯板上的led进行显示的ldm(led照明及信号灯用恒流控制模块)，通常会根据led的功率需求在led灯板上设置相应的分档位电阻rbin以用于控制led的显示亮度档位。当led与ldm连接时，ldm会读取led灯板上的分档位电阻rbin上的电压或电流值，以决定ldm向led灯板输出电流的大小。由于分档位电阻rbin安装在led灯板，而分档位电阻rbin的检测电路位于ldm内，所以两者需要通过连接器及线束进行连接才能工作。但是在车身内，连接器会有接触不良，同时线束也会有对地短路的风险，从而造成分档位电阻rbin开路或对地短路的故障。

ldm对于分档位电阻rbin的感知及动作的类型包括分档位电阻rbin越大，输出功率越小，分档位电阻rbin越小，输出功率越大，即分档位电阻rbin的大小与输出功率成反比的ldm。故，当分档位电阻rbin开路时，ldm无输出，从而使得led熄灭；当分档位电阻rbin对地短路时，ldm会超功率输出，从而导致led过热烧毁。而对于夜间行车，照明及信号灯突然关闭会造成极大的安全问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统技术中，分档位电阻rbin的大小与ldm的输出功率成反比时，分档位电阻rbin开路和对地短路故障会使得led无法显示从而对司机安全造成威胁的问题，提供一种保护电路及车灯。

一种保护电路，包括：

led分档位模块，包括与主电路连接的分档位电阻，在所述分档位电阻正常工作时，所述保护电路为所述主电路提供第一控制电流；

开路保护模块，与所述主电路和所述分档位电阻连接，所述开路保护模块用于检测所述分档位电阻是否开路，并在所述分档位电阻开路时为所述主电路提供第二控制电流，所述第二控制电流小于所述第一控制电流；以及

短路保护模块，所述分档位电阻通过所述短路保护模块与所述主电路连接，所述短路保护模块用于检测所述分档位电阻是否短路，并在所述分档位电阻短路时断开所述分档位电阻与所述主电路之间的连接。

在其中一个实施例中，所述led分档位模块还包括第一分压电阻，所述第一分压电阻和所述分档位电阻依次串联于电源和接地端之间，所述主电路连接于所述第一分压电阻和所述分档位电阻之间。

在其中一个实施例中，所述开路保护模块包括并联于所述分档位电阻的两端的开路保护电阻。

在其中一个实施例中，所述短路保护模块包括：

短路检测单元，与所述分档位电阻连接，所述短路检测单元用于检测所述分档位电阻是否短路，并在所述分档位电阻短路时输出导通信号；以及

短路开关单元，所述短路开关单元的第一电连接端与所述主电路连接，所述短路开关单元的第二电连接端与所述分档位电阻连接，所述短路开关单元的控制端与所述短路检测单元连接，所述短路开关单元的控制端接收到所述导通信号后所述短路开关单元的第一电连接端和所述短路开关单元的第二电连接端之间导通。

在其中一个实施例中，所述短路检测单元包括比较器及分压单元，所述分压单元用于为所述比较器提供比较电压，所述比较器的同向输入端与所述分档位电阻连接，所述比较器的反向输入端与所述分压单元连接，所述比较器的输出端与所述短路开关单元连接。

在其中一个实施例中，所述比较器包括运算放大器和上拉电阻，运算放大器的同向输入端与所述分档位电阻连接，所述运算放大器的反向输入端与所述分压单元连接，所述运算放大器的输出端与所述短路开关单元连接，所述运算放大器的输出端还通过所述上拉电阻与所述电源连接。

在其中一个实施例中，所述短路开关单元包括三极管，所述三极管的集电极与所述主电路连接，所述三极管的发射极与所述分档位电阻连接，所述三极管的基极与所述短路检测单元连接。

在其中一个实施例中，还包括短路自恢复模块，与所述分档位电阻和所述短路保护模块连接，所述短路自恢复模块用于在所述短路保护模块检测到所述分档位电阻短路后检测所述分档位电阻的短路故障是否恢复，并在所述分档位电阻的短路故障恢复后，通过所述短路保护模块控制所述分档位电阻与所述主电路之间重新导通。

在其中一个实施例中，所述短路自恢复模块包括自恢复开关单元及第四分压电阻，所述自恢复开关单元的第一电连接端与电源连接，所述自恢复开关单元的第二电连接端通过所述第四分压电阻与所述分档位电阻连接，所述自恢复开关单元的控制端与所述短路保护模块连接。

在其中一个实施例中，还包括短路自恢复模块；所述短路保护模块包括：

短路检测单元，与所述分档位电阻连接，所述短路检测单元用于检测所述分档位电阻是否短路，在所述分档位电阻正常工作时输出第一连接信号并在所述分档位电阻短路时输出第二连接信号；以及

短路选择单元，所述短路选择单元的第一电连接端与所述主电路连接，所述短路选择单元的第二电连接端与所述短路自恢复模块连接，所述短路选择单元的第三电连接端与所述分档位电阻连接，所述短路开关单元的控制端与所述短路检测单元连接；所述短路选择单元的控制端接收到所述第一连接信号后所述短路选择单元的第三电连接端和所述短路选择单元的第一电连接端之间导通且所述短路选择单元的第三电连接端和所述短路选择单元的第二电连接端之间断开；所述短路选择单元的控制端接收到所述第二连接信号后所述短路选择单元的第三电连接端和所述短路选择单元的第二电连接端之间导通，所述短路自恢复模块为所述分档位电阻所在支路供电，且所述短路选择单元的第三电连接端和所述短路选择单元的第一电连接端之间断开。

一种车灯，包括主电路、led、led灯板以及如上任一项所述的保护短路，所述led以及所述分档位电阻均设置于所述led灯板上，所述主电路还与所述led连接，所述主电路用于根据所述保护电路提供的所述第一控制电流或所述第二控制电流控制所述led进行显示。

上述保护电路及车灯，在分档位电阻正常工作时为主电路提供第一控制电流，主电路根据第一控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位；在分档位电阻开路故障时，开路保护模块为主电路提供第二控制电流，主电路根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，由于第二控制电流小于第一控制电流，使得相对于分档位电阻正常工作时降低了led的亮度；在分档位电阻短路故障时，短路保护模块断开分档位电阻与主电路之间的连接，继而开路保护模块为主电路提供第二控制电流，主电路根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，由于第二控制电流小于第一控制电流，使得相对于分档位电阻正常工作时降低了led的亮度，在分档位电阻开路故障和短路故障时，都能够保持led继续显示并且降低亮度，从而保证夜间行车的安全并给予司机故障警示。

附图说明

图1为一实施例中保护电路的结构框图。

图2为一实施例中保护电路的电路图。

图3为另一实施例中保护电路的电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

图1为一实施例中的保护电路的结构框图。如图1所示，保护电路包括led分档位模块110、开路保护模块120以及短路保护模块130。

led分档位模块110包括与主电路200连接的分档位电阻(图1未示出)。在分档位电阻正常工作时，保护电路为主电路200提供第一控制电流。主电路200为ldm中用于对led进行恒流控制的电路，主电路200根据第一控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位。

开路保护模块120与主电路200和分档位电阻连接，开路保护模块120用于检测分档位电阻是否开路。例如，通过检测分档位电阻两端电压、电阻大小等来检测分档位电阻是否开路。开路保护模块120在分档位电阻开路时为主电路200提供第二控制电流，第二控制电流小于第一控制电流。此时，主电路200根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，且由于第二控制电流小于第一控制电流，因此，led的显示亮度下降。

分档位电阻通过短路保护模块130与主电路200连接，短路保护模块130用于检测分档位电阻是否短路，例如，通过检测分档位电阻两端电压、电阻大小等来检测分档位电阻是否对地短路。短路保护模块130在分档位电阻短路时断开分档位电阻与主电路200之间的连接，此时，开路保护模块120为主电路200提供第二控制电流，主电路200根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，且由于第二控制电流小于第一控制电流，因此，led的显示亮度下降。

上述保护电路，在分档位电阻正常工作时为主电路200提供第一控制电流，主电路200根据第一控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位；在分档位电阻开路故障时，开路保护模块120为主电路200提供第二控制电流，主电路200根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，由于第二控制电流小于第一控制电流，使得相对于分档位电阻正常工作时降低了led的亮度；在分档位电阻短路故障时，短路保护模块130断开分档位电阻与主电路200之间的连接，继而开路保护模块120为主电路200提供第二控制电流，主电路200根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，由于第二控制电流小于第一控制电流，使得相对于分档位电阻正常工作时降低了led的亮度，使得在分档位电阻开路故障和短路故障时，都能够保持led继续显示并且降低亮度，从而保证夜间行车的安全并给予司机故障警示。

图2为一实施例中的保护电路的电路图。如图2所示，led分档位模块110包括第一分压电阻r1和分档位电阻rbin，第一分压电阻r1和分档位电阻rbin依次串联于电源和接地端之间，主电路200连接于第一分压电阻r1和分档位电阻rbin之间。

在一实施例中，开路保护模块120包括并联于分档位电阻rbin的两端的开路保护电阻r2。当分档位电阻rbin正常工作时，m点与接地端之间的电阻值等于分档位电阻rbin与开路保护电阻r2并联后的电阻值，此时从m点流入主电路200的电流为第一控制电流。当分档位电阻rbin开路故障时，m点与接地端之间的电阻值等于开路保护电阻r2的电阻值，相比于分档位电阻rbin正常工作m点与接地端之间的电阻值增大，使得此时从m点流入主电路200的电流即第二控制电流小于第一控制电流，从而led显示亮度降低。

在其他实施例中，开路保护模块120包括开路检测单元、开路开关单元以及第二控制电流产生单元，开路检测单元与分档位电阻连接并用于检测分档位电阻rbin是否开路。开路开关单元连接于主电路200和第二控制电流产生单元之间，在分档位电阻rbin正常工作时，开路开关单元断开主电路200与第二控制电流产生单元之间的连接，m点至接地端之间的电阻值等于分档位电阻rbin的电阻值，从m点向主电路200输入第一控制电流。在分档位电阻rbin开路故障时，开路开关单元控制主电路200与第二控制电流产生单元之间导通，从m点向主电路200输入第二控制电流产生单元输出的第二控制电流。

在一实施例中，短路保护模块130包括短路检测单元以及短路开关单元。短路检测单元与分档位电阻连接，短路检测单元用于检测分档位电阻是否短路，并在分档位电阻短路时输出导通信号。短路开关单元的第一电连接端与主电路200连接，短路开关单元的第二电连接端与分档位电阻连接，短路开关单元的控制端与短路检测单元连接，短路开关单元的控制端接收到导通信号后短路开关单元的第一电连接端和短路开关单元的第二电连接端之间导通。

示例性的，短路检测单元包括比较器和分压单元。分压单元用于为比较器提供比较电压。比较器的同向输入端与分档位电阻rbin连接，比较器的反向输入端与分压单元连接，比较器的输出端与短路开关单元连接。

具体的，比较器包括运算放大器u1和上拉电阻r9。运算放大器u1的同向输入端与分档位电阻rbin连接，运算放大器u1的反向输入端与分压单元连接，运算放大器u1的输出端与短路开关单元连接，运算放大器u1的输出端还通过上拉电阻r9与电源连接。分压单元包括串联于电源和接地端之间的第二分压电阻r6和第三分压电阻r7，运算放大器u1的反向输入端连接于第二分压电阻r6和第三分压电阻r7之间使得l点的电压为参考电压vth。短路开关单元包括三极管q1。三极管q1的集电极与主电路200连接，三极管q1的发射极与分档位电阻rbin连接，三极管q1的基极与短路检测单元中的运算放大器u1的输出端连接。

比较器将同向输入端输入的电压即n点的电压与反向输入端的电压vth进行对比，当分档位电阻rbin正常工作时，n点的电压vbin＞vth＞vgnd，vgnd为接地端的电压，比较器的输出端输出高电平，三极管q1的集电极与发射极之间导通，分档位电阻rbin接入电路正常工作，主电路200根据第一控制电流控制led进行显示。当分档位电阻rbin对地短路故障时，n点的电压vbin＝vgnd＜vth，vgnd为接地端的电压，比较器的输出端输出低电平，三极管q1的集电极与发射极之间关断，分档位电阻rbin与主电路200之间断开。此时，开路保护模块120检测到分档位电阻rbin开路，并为主电路200提供第二控制电流，主电路200根据第二控制电流控制led进行显示，led显示亮度降低。

在一实施例中，保护电路还包括短路自恢复模块140。短路自恢复模块140与分档位电阻和短路保护模块130连接，短路自恢复模块140用于在短路保护模块130检测到分档位电阻rbin短路后检测分档位电阻rbin的短路故障是否恢复，并在分档位电阻rbin的短路故障恢复后，通过短路保护模块130控制分档位电阻rbin与主电路200之间重新导通，从而实现分档位电阻rbin短路故障恢复后主电路200仍然根据第一控制电流控制led正常显示。

示例性的，短路自恢复模块140包括自恢复开关单元及第四分压电阻r4。自恢复开关单元的第一电连接端与电源连接，自恢复开关单元的第二电连接端通过第四分压电阻r4与分档位电阻rbin连接，自恢复开关单元的控制端与短路保护模块130连接。自恢复开关单元可以包括三极管q2和上拉电阻r8。三极管q2的集电极通过第四分压电阻r4与分档位电阻rbin连接，三极管q2的发射极与电源连接，三极管q2的基极通过上拉电阻r8与电源连接并与运算放大器u1的输出端连接。

在分档位电阻rbin短路故障时，比较器输出低电平，三极管q2导通，电源通过三极管q2和第四分压电阻r4给分档位电阻rbin供电，并且在分档位电阻rbin短路故障未恢复时，n点的电压vbin仍然等于接地端的电压vgnd，比较器仍然输出低电平，三级管q1仍然处于关断状态以进行短路保护；当分档位电阻rbin恢复正常时，三极管q2和第四分压电阻r4的加入会使n点的电压vbin重新高于l点的参考电压vth，比较器翻转输出高电平，三级管q1打开，分档位电阻rbin重新接入主电路200进行正常工作，同时三级管q2关断，三极管q2和第四分压电阻r4不再对分档位电阻rbin产生影响。另外，在电路上电时，由于三极管q1不导通，分档位电阻rbin无法正常接入，导致电路不启动，所以三极管q2和第四分压电阻r4对应的电路还能够保证电路上电正常启动工作。

图3为另一实施例中保护电路的电路图。如图3所示，保护电路除了包括上述led分档位模块110和开路保护模块120，还包括短路保护模块150和短路自恢复模块160。

短路保护模块150包括短路检测单元以及短路选择单元，短路选择单元可以是诸如电控机械开关、电子开关等二选一开关s1。短路检测单元与分档位电阻rbin连接，短路检测单元用于检测分档位电阻rbin是否短路，在分档位电阻rbin正常工作时输出第一连接信号并在分档位电阻rbin短路时输出第二连接信号。本实施例中的短路检测单元的电路结构可以与图2中短路检测单元的电路结构相同，此处不再赘述。在分档位电阻rbin正常工作时短路检测单元可以输出低电平以作为第一连接信号，在分档位电阻rbin短路时短路检测单元可以输出高电平以作为第二连接信号。

短路选择单元的第一电连接端a与主电路200连接，短路选择单元的第二电连接端b与短路自恢复模块160连接，短路选择单元的第三电连接端x与分档位电阻rbin连接，短路选择单元的控制端sel与短路检测单元连接。短路选择单元的控制端sel接收到第一连接信号后短路选择单元的第三电连接端x和短路选择单元的第一电连接端a之间导通且短路选择单元的第三电连接端x和短路选择单元的第二电连接端b之间断开；短路选择单元的控制端sel接收到第二连接信号后短路选择单元的第三电连接端x和短路选择单元的第二电连接端b之间导通，使得短路自恢复模块160为分档位电阻rbin所在支路供电，且短路选择单元的第三电连接端x和短路选择单元的第一电连接端a之间断开。

示例性的，短路自恢复模块160可以包括电阻r10，电阻r10的一端与电源连接，另一端与分档位电阻rbin连接。

上述保护电路，通过在ldm内部设置开路保护电阻r2作为内部等效分档位电阻，当外部分档位电阻rbin正常工作时，通过内部等效分档位电阻r2与外部分档位电阻rbin并联得到一个总的电阻值来设置led所需的输出功率。当外部分档位电阻rbin出现开路或者对地短路故障时，外部分档位电阻rbin与主电路200之间断开，根据内部等效分档位电阻r2的电阻值单独设置输出功率。外部分档位电阻rbin由额外的电路进行供电维持(图2实施例中为短路自恢复模块140，图3实施例中为短路自恢复模块160)，使得外部分档位电阻rbin的短路故障移除后能够自行恢复正常工作。外部分档位电阻rbin的接入电路和额外进行供电维持的电路为互斥关系，不会相互干扰。

本申请还提供一种车灯。车灯包括主电路200、led、led灯板以及如上述任一个实施例中的保护短路。led以及分档位电阻均设置于led灯板上，主电路200还与led连接，主电路200用于根据保护电路提供第一控制电流或第二控制电流控制led进行显示。

上述车灯，在分档位电阻rbin正常工作时为主电路200提供第一控制电流，主电路200根据第一控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位；在分档位电阻rbin开路故障时，开路保护模块120为主电路200提供第二控制电流，主电路200根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，由于第二控制电流小于第一控制电流，使得相对于分档位电阻rbin正常工作时降低了led的亮度；在分档位电阻rbin短路故障时，短路保护模块130断开分档位电阻rbin与主电路200之间的连接，继而开路保护模块120为主电路200提供第二控制电流，主电路200根据第二控制电流控制led灯板中的led的显示亮度档位，由于第二控制电流小于第一控制电流，使得相对于分档位电阻正常工作时降低了led的亮度，在分档位电阻rbin开路故障和短路故障时，都能够保持led继续显示并且降低亮度，从而保证夜间行车的安全并给予司机故障警示。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。