一种动态显示灯智能控制电路的制作方法

文档序号:26047899发布日期:2021-07-27 14:01阅读:88来源:国知局
一种动态显示灯智能控制电路的制作方法

本实用新型涉及控制技术领域,尤其涉及一种动态显示灯智能控制电路。



背景技术:

随着国家经济的发展,汽车出现在越来越多的人家中。随着汽车行业的飞速发展,人们对汽车的要求也越来越高。在汽车照明系统中,汽车显示灯可以分为两种类型,指示灯和装饰灯。指示灯可以指示汽车的行驶状态,比如转向灯;装饰灯则起到提高车辆美观度的作用,可以安装在汽车的许多部位,比如门把手。

随着led照明技术的发展,led也开始广泛使用在汽车照明系统中,人们开始追求更加炫目的显示效果,流水式动态显示灯开始逐步应用于指示灯及装饰灯上。目前汽车头尾灯上已经有类似于跑马灯效果的序列式流光转向灯功能。为了与头尾灯上的流光转向灯显示效果统一,外后视镜上的转向灯也需要做成流光转向灯。现有技术中,流光转向灯多以微控制单元(microcontrollerunit,以下简称mcu)为主,通过编程对led光源进行控制。

请参考图1,现有动态显示灯智能控制电路的架构示意图。所述电路包括:恒流驱动单元11、智能控制器12、led驱动单元13和led灯14。所述恒流驱动单元11用于向led光源组14提供恒流驱动。所述智能控制器12,被配置为通过其输入输出引脚io1~ion输出驱动控制信号。所述led驱动单元13采用三极管,用于根据所述驱动控制信号驱动相应的所述led灯14动态点亮。通过对所述智能控制器12进行编程,以通过其不同的输入输出引脚去控制相应的led灯单独被点亮,可以组合出不同的流水效果。

但是,现有动态显示灯智能控制电路中每个led灯都需要一个恒流驱动单元、并占用智能控制器的一个输入输出引脚。当led灯比较多时,电路就需要设置比较多的恒流驱动单元、以及需要具有比较多的输入输出引脚的智能控制器,这会造成整个电路成本的大幅上升。

因此,如何采用相对简单的电路结构实现流光转向灯控制,优化控制效果、降低控制成本,成为流光转向灯发展亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于,针对现有技术中存在的技术问题,提供一种动态显示灯智能控制电路,可以采用相对简单的电路结构实现动态显示灯的动态控制,优化控制效果、降低控制成本。

为实现上述目的,本实用新型提供了一种动态显示灯智能控制电路,包括:恒流驱动单元组包括至少一恒流驱动单元,所述恒流驱动单元被配置为向阵列排布的led灯组提供恒流驱动;智能控制器,被配置为通过其行输入输出引脚输出行驱动控制信号、通过其列输入输出引脚输出列驱动控制信号;led驱动单元阵列包括至少一led驱动单元,所述led驱动单元被配置为在一预设时间段内,根据第一状态的行驱动控制信号选中相应行的led灯组,进而根据第一电平的列驱动控制信号驱动被选中行中相应列的led灯组被点亮。

本实用新型的优点在于:本实用新型通过形成行驱动控制信号与列驱动控制信号之间的逻辑组合关系,来控制相应行列交汇处的led驱动单元工作、进而控制相应的led灯组被点亮,从而实现对多个led灯组进行动态扫描点亮、实现流光转向灯控制、以及可以组合出不同的流水效果,且可以降低智能控制器的输入输出引脚的占用数,降低了所需恒流驱动单元的数量,从而有效降低整个电路成本。

附图说明

图1,现有动态显示灯智能控制电路的架构示意图;

图2,本实用新型动态显示灯智能控制电路的架构示意图;

图3为图2中a部分的一实施例的细节图;

图4,行驱动控制信号的一实施例的工作波形示意图;

图5,本实用新型智能控制器引脚扩展的一实施例的示意图;

图6,本实用新型led灯组一实施例的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。此外,本实用新型在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

请一并参考图2-图3,其中,图2为本实用新型动态显示灯智能控制电路的架构示意图,图3为图2中a部分的一实施例的细节图。

如图2所示,所述动态显示灯智能控制电路包括:恒流驱动单元组、智能控制器22以及led驱动单元阵列23。

所述恒流驱动单元组包括至少一恒流驱动单元21,所述恒流驱动单元21被配置为向阵列排布的led灯组24提供恒流驱动。其中,所述恒流驱动单元组包括至少一恒流驱动单元21,所述恒流驱动单元21可以采用现有常规恒流驱动电路,以实现对相应led灯组24的恒流驱动。

所述智能控制器22,被配置为通过其行输入输出引脚(如图示引脚io1、io2、io3)输出行驱动控制信号sr(如图示信号sr1、sr2、sr3)、通过其列输入输出引脚(如图示引脚io4、io5、io6)输出列驱动控制信号sc(如图示信号sc1、sc2、sc3)。

所述led驱动单元阵列包括至少一led驱动单元23,所述led驱动单元23被配置为在一预设时间段内,根据第一状态的行驱动控制信号(sr1、sr2、sr3的任意其中之一为第一状态)选中相应行的led灯组24,进而根据第一电平的列驱动控制信号(sc1、sc2、sc3的任意其中之一为第一电平)驱动被选中行中相应列的led灯组24被点亮。即,对于每个led灯组24由两个输入信号(sr、sc)来控制,当行驱动控制信号sr为第一状态且列驱动控制信号sc为第一电平时,相应的led驱动单元23工作,使得相应的led灯组24被点亮。

如图3所示,在本实施例中,所述led驱动单元23采用晶体管q1。所述晶体管q1的控制端通过一第一电阻r1接收所述行驱动控制信号sr、同时通过串接的所述第一电阻r1与一第二电阻r2接收所述列驱动控制信号sc,所述晶体管q1的第一端电连接所述led灯组行,所述晶体管q1的第二端接地。具体地,所述晶体管q1采用npn型三极管,三极管的基极作为所述晶体管q1的控制端、三极管的集电极作为所述晶体管q1的第一端、三极管的发射极作为所述晶体管q1的第二端。当输入的行驱动控制信号sr为高阻状态时,所述晶体管q1具备导通条件,进一步在输入的列驱动控制信号sc为高电平时,所述晶体管q1导通进入工作状态,使得相应的led灯组被点亮。

进一步的实施例中,当某一行的行驱动控制信号sr为第二状态时,该行的led灯组处于未被选中状态,此时,即使该行中的某一列的列驱动控制信号sc为第一电平,也无法使得相应的led灯组24被点亮;即当某一行的行驱动控制信号sr为第二状态时,该行的led灯组处于未被选中状态,该行的led灯组均不会被点亮。

进一步的实施例中,所述行驱动控制信号sr的第一状态为高阻状态,所述列驱动控制信号sc的第一电平为高电平。相应的,所述行驱动控制信号sr的第二状态为低电平状态,所述列驱动控制信号sc的第二电平为低电平。当某一行的行驱动控制信号sr为高阻状态时,如果某一列的列驱动控制信号sc为高电平,这时相应行列交汇处的led驱动单元23工作,使得相应的led灯组24被点亮;当某一行的行驱动控制信号sr为低电平时,就算存在某一列的列驱动控制信号sc为高电平,也无法让相应行列交汇处的led驱动单元23工作、也即无法点亮相应的led灯组24。这样就形成了一个行驱动控制信号sr与列驱动控制信号sc之间的逻辑组合关系来控制相应行列交汇处的led驱动单元工作、进而控制相应的led灯组24被点亮,从而实现对多个led灯组24进行动态扫描点亮、实现流光转向灯控制、以及可以组合出不同的流水效果,且可以降低智能控制器的输入输出引脚的占用数。如图示中,存在3行3列共9个led灯组24,所需的智能控制器22的输入输出引脚总数为6个,降低智能控制器的输入输出引脚的占用数,从而有效降低整个电路成本。

进一步的实施例中,所述恒流驱动单元组中的恒流驱动单元21的数量与阵列排布的led灯组24的列数相同,每一恒流驱动单元24被配置为向相应列中的所有led灯组24提供恒流驱动。如图示中,存在3行3列共9个led灯组24,所需的恒流驱动单元21的数量为3个,位于第一列的恒流驱动单元21为第一列的所有led灯组24通过驱动电流i1,位于第二列的恒流驱动单元21为第二列的所有led灯组24通过驱动电流i1,位于第三列的恒流驱动单元21为第三列的所有led灯组24通过驱动电流i1。本实用新型此种设计方式显著降低了所需恒流驱动单元的数量,从而有效降低整个电路成本。

进一步的实施例中,所述led驱动单元23与所述led灯组24一一对应,且所述led驱动单元阵列的行数大于或等于其列数;且优选地,所述led驱动单元阵列的行、列数均大于2。例如,所述led驱动单元阵列可以为图示的3行3列,也可以为3行2列、4行4列、4行3列、4行2列等。由于每列仅需设置一个恒流驱动单元21,因此,行列相同或行数大于列数的阵列排布方式,可以在降低智能控制器的输入输出引脚的占用数的同时,降低所需恒流驱动单元的数量,从而led灯组比较多时,可以显著节省恒流驱动单元、降低智能控制器的输入输出引脚的占用数,有效降低整个电路成本。

以下结合图2、图4对本实用新型动态显示灯智能控制电路的工作原理进行说明,其中,图4为行驱动控制信号的一实施例的工作波形示意图。如图2所示,存在3个行驱动控制信号sr1、sr2、sr3,3个列驱动控制信号sc1、sc2、sc3,因此可以组合成3x3矩阵,动态扫描9个led灯组24。如图4所示,在一预设时间段内(例如t0~t1),第一行对应的行驱动控制信号sr1为高阻状态,第二、三行对应的行驱动控制信号sr2、sr3为低电平状态,则第一行的led灯组24被选中,并进一步由三个列驱动控制信号sc1、sc2、sc3分别控制点亮:当第1列对应的列驱动控制信号sc1为高电平时,第1行第1列的led灯组被点亮;当第2列对应的列驱动控制信号sc2为高电平时,第1行第2列的led灯组被点亮;当第3列对应的列驱动控制信号sc3为高电平时,第1行第3列的led灯组被点亮。此时,第二行和第三行的led灯组未被选中,不会被高电平的列驱动控制信号点亮。在下一预设时间段内(例如t1~t2),第二行对应的行驱动控制信号sr2为高阻状态,第一、三行对应的行驱动控制信号sr1、sr3为低电平状态,则第二行的led灯组24被选中,并进一步由三个列驱动控制信号sc1、sc2、sc3分别控制点亮:当第1列对应的列驱动控制信号sc1为高电平时,第2行第1列的led灯组被点亮;当第2列对应的列驱动控制信号sc2为高电平时,第2行第2列的led灯组被点亮;当第3列对应的列驱动控制信号sc3为高电平时,第2行第3列的led灯组被点亮。此时,第一行和第三行的led灯组未被选中,不会被高电平的列驱动控制信号点亮。在下一预设时间段内(例如t2~t3),第三行对应的行驱动控制信号sr3为高阻状态,第一、二行对应的行驱动控制信号sr1、sr2为低电平状态,则第三行的led灯组24被选中,并进一步由三个列驱动控制信号sc1、sc2、sc3分别控制点亮:当第1列对应的列驱动控制信号sc1为高电平时,第3行第1列的led灯组被点亮;当第2列对应的列驱动控制信号sc2为高电平时,第3行第2列的led灯组被点亮;当第3列对应的列驱动控制信号sc3为高电平时,第3行第3列的led灯组被点亮。此时,第一行和第二行的led灯组未被选中,不会被高电平的列驱动控制信号点亮。即在t0~t1、t1~t2、t2~t3时间内,行驱动控制信号sr1、sr2、sr3相继变为高阻状态,相应的第1行、第2行、第3行的led灯组可以由列驱动控制信号sc1、sc2、sc3分别控制点亮分别控制点亮或不点亮。由此可以看出,本实用新型动态扫描的机制是在某一预设时间段内,某一个行驱动控制信号为高阻状态,代表某一行led灯组被选中,但这一行里的每一个led灯组是否被点亮还要由该一预设时间段内相应的列驱动控制信号是否有效。

在图2中使用了3个行驱动控制信号sr1、sr2、sr3和3个列驱动控制信号sc1、sc2、sc3,一共6个信号就可以动态扫描9个led灯组(3x3矩阵);同时,只使用了3个恒流驱动单元就可以驱动9个led灯组。进一步增加行驱动控制信号或列驱动控制信号,可以大幅增加动态扫描的led灯组的个数,可扫描的led灯组的数量为行驱动控制信号sr的数量x列驱动控制信号sc的数量,所需的恒流驱动单元的数量与led驱动单元专利的总列数相同。比如对于使用了4个行驱动控制信号和4个列驱动控制信号,一共8个信号就可以动态扫描16个led灯组(4x4矩阵),所需的恒流驱动单元的数量为4个。本实用新型可以大幅减少对智能控制器的输入输出引脚的占有量,而使用较少引脚数的智能控制器可以大幅降低整个电路的成本;本实用新型还可以大幅减少恒流驱动单元的使用数量,进一步降低了整个电路的成本。

进一步的实施例中,所述恒流驱动单元21进一步被配置为根据阵列排布的led灯组的行数增加恒流驱动的电流。优选地,点亮相应led灯组的恒流驱动的电流(即led动态扫描电流)为常规持续点亮电流的n倍,n为阵列排布的led灯组的行数。在图4中的三段扫描时间t0~t1、t1~t2、t2~t3的时间间隔可以设置的较短(例如小于预设时间阈值),这使得虽然图2中3行的led灯组不是连续点亮,但两次点亮之间的时间间隔很短。由于人眼的视觉暂留效应,使得人眼察觉不出时间间隔很短的两次点亮之间的led灯组的通断闪烁,看上去依然是连续的点亮效果。进一步根据阵列排布的led灯组的行数增加恒流驱动的电流,通过增加流过led灯组的电流,可以使得因单个led灯组点亮的时间缩短所造成的led灯组的亮度降低问题被改善,使得led灯组的亮度保持不变。例如,在连续点亮模式下,图2中使用动态扫描的每个led灯组点亮的持续时间,约为图1中使用单独控制方式的每个led灯组点亮的持续时间的三分之一;通过将图2中流过led灯组的电流增大到图1中流过led灯组的电流的三倍,可以使得图2中led灯组被点亮后的亮度保持不变。需要说明的是,流过led灯组的脉冲电流所能增大倍数还要根据led灯组的特性来决定,而非任意增大。具体地,可以通过查看led灯组规格书中关于脉冲电流与持续电流的数据及曲线关系图决定所能增大倍数。

请参考图5,本实用新型智能控制器引脚扩展的一实施例的示意图。如图5所示,本实用新型所述电路进一步包括引脚扩展单元51。所述引脚扩展单元51被配置为对所述智能控制器22的行输入输出引脚和/或列输入输出引脚进行扩展。优选地,所述引脚扩展单元51被配置为对所述智能控制器22的行输入输出引脚和列输入输出引脚均进行扩展,也可以仅对所述智能控制器22的行输入输出引脚进行扩展。当需要进行动态扫描点亮的led灯组比较多,超出智能控制器22的输入输出引脚个数所能组成的矩阵时,可以采用输入输出引脚扩展的方式来扩展扫描矩阵。例如,通过将智能控制器22中的较少数量(例如1-2个)的输入输出引脚的数据串行地输入具有数据移位功能的引脚扩展单元51中,再由引脚扩展单元51并行地输出为多个驱动信号,以用于矩阵动态扫描,从而可以节省下智能控制器的输入输出引脚。智能控制器节省下的输入输出引脚可以用作其它功能,从而进一步扩展了智能控制器的应用范围。需要说明的是,除数据移位的引脚扩展方式外,还可以采用其它引脚扩展方式,只要可以使智能控制器用于led矩阵动态扫描的引脚数量、少于完成led矩阵动态扫描的功能所需要的信号数量即可,从而节省整个电路的成本。

进一步的实施例中,所述引脚扩展单元51包括至少一数据移位模块511。所述数据移位模块511被配置为串行接收所述智能控制器22的一行输入输出引脚的输出数据,进而并行地输出多个行驱动控制信号,以对所述智能控制器22的行输入输出引脚进行扩展。例如,所述数据移位模块511串行接收所述智能控制器22的行输入输出引脚io1的输出数据sr1,进而并行地输出3个行驱动控制信号sr11、sr12、sr13。

进一步的实施例中,所述数据移位模块511进一步被配置为串行接收所述智能控制器22的一列输入输出引脚的输出数据,进而并行地输出多个列驱动控制信号,以对所述智能控制器22的列输入输出引脚进行扩展(虚线示意其为可选方案)。例如,所述数据移位模块511串行接收所述智能控制器22的行输入输出引脚io3的输出数据sc1,进而并行地输出3个列驱动控制信号sc11、sc12、sc13。

请参考图6,本实用新型led灯组一实施例的示意图。在本实施例中,每一led灯组包括多个相互串并联的led灯;每一led灯组也可以仅包括多一个led灯。即,电路中每个led灯组可以由一个或几个led灯串并联组成,串联的led个数由车身提供的工作电压范围和led的正向导通压降决定。如车身提供的工作电压范围为9v-16v,led的正向导通压降为2.3v,则可以串联三个并联的led灯组。图中的晶体管用来作为驱动开关点亮各个led灯组的晶体管。本实用新型上述电路示例的图中,一个led灯组只示意性的绘示了一个led灯,但每个led灯组可以看成由一个或几个led灯串并联组成;当led灯组被点亮时,led灯组中的所有led灯都会被同时点亮。这样设计可以使控制电路的成本不变,而增加可点亮led灯的个数,节省电路的成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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