一种驱动led车灯光通信的发射装置及方法_2

文档序号:9813849阅读:来源:国知局
0029] 图5为图1中前向电压测试电路的一种具体结构图;
[0030] 图6为图1中恒流压控电路的一种具体结构图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0032] -种驱动L邸车灯光通信的发射装置,如图1所示,包括起控制作用和进行数据处 理、输出的CPU处理器1,W及为L邸车灯5提供驱动电流的电压变换电路10。所述CPU处 理器1通过接口电路3与汽车LIN/CAN总线2通信连接,W获取光通信的信息内容。所述电 压变换电路10对CPU处理器1发送来的通信数据W高、低电平的形式调制到照明电流上, 受电压变换电路10驱动的高频半导体开关6为电流波形的调制器件。
[0033] 对所述L邸车灯5设置有测量正向压降的前向电压测试电路4,所述前向电压测试 电路4的输出端与CPU处理器1连接,CPU处理器1根据正向压降和温度系数算出LED车 灯5的结温值,并结合通信数据从电平输出端输出数字式参考电平。CPU处理器I电平输出 端依次连接有D/A转换电路8、低通滤波电路9和恒流压控电路7,对参考电平进行模拟量 转换。所述恒流压控电路7的输出端与电压变换电路10的参考电压端连接进行线与,电压 变换电路10的输出电流值大小参考电压大小决定,即是通信数据编码的电流波形的高、低 电平值由CPU处理器1对结温和通信数据进行模糊分类判决后的参考电压决定。
[0034] 作为一种具体的实施电路,所述CPU处理器1为飞思卡尔16位单片机 MC9S12XS128,单片机的管脚对应的端子编号如图2所示,单片机的管脚50~52 (即是端子 LIN-RXD、LIN-TXD、LIN-EN)通过型号为MC33661的LIN总线驱动器与汽车LIN总线连接, 如图3所示,单片机的管脚45 (即是端子PAD06)为前向电压输入端,其余管脚的设置参见 图2。
[0035] 所述电压变换电路10包括型号为LM3421的L邸驱动控制器,LM3421的管脚设置 如图4所示,LM3421的管脚8(即是端子nDIM)通过H极管Q7与单片机的管脚63(即是端 子PWM7)连接,LM3421的管脚7(即是端子0VP)为参考电压端,LM3421的管脚12(即是端 子VCC)与一 NPN型H极管Q4的基极连接,LM3421的管脚9 (即是端子孤RV)与H极管Q4 的发射极电阻连接,H极管Q4的集电极分别与一 NPN型H极管Q2和一 PNP型H极管Q3的 基极连接,H极管Q2的集电极与基极电阻连接,H极管Q2的发射极与H极管Q3的发射极 连接,H极管Q3的集电极与一 PNP型H极管Q6的基极连接,H极管Q3的集电极还连接供 电源电压且通过一二极管与基极连接,H极管Q6的发射极与H极管Q2的集电极电阻连接, H极管Q6的集电极与LM3421的管脚7 (即是端子OV巧连接且通过电阻接地。
[0036] 为避免电压变换电路10控制过程中出现非收敛性,引起开关电源的非正常工作, 导致照明功能失效,所述可变方波调制用的高频半导体开关6采用GaN基的高电子迁移率 晶体管Q1,其开关频率小于开关电源工作频率的十分之一,且为避免视觉性能崎变,Ql的 工作频率大于200化为宜。Ql的G极与Q2的发射极连接,Ql的D极与LM3421的的管脚 1 (工作电压端)间连接一 GaN基的二极管D5, Ql的S极连接有第一电阻RSNSl,所述第一 电阻RSNSl与Ql的S极连接的一端与LM3421的管脚15 (即是端子服巧电阻连接,第一电 阻RSNSl的另一端与LM3421的管脚16 (即是端子服脚电阻连接且连接供电源电压,二极 管D5的负极与Q2的集电极连接,代表LED车灯5的ILEDl连接于二极管D5的负极与Ql 的D极之间。
[0037] 所述前向电压测试电路4用于测试L邸车灯5的正向压降,CPU处理器1根据正向 压降和温度系数计算结温,其电路结构如图5所示。所述恒流压控电路7中,如图6所示, 通过运放LM358和场效应管组成,实现对电压变换电路10的参考电压化ef进行线与。其 余的D/A转换电路8和低通滤波电路9采用现有模块即可,不再赏述。
[0038] 本发明的驱动L邸车灯光通信的方法:所述CPU处理器1将通信数据W数据顿的 格式发送至电压变换电路10进行调制,电压变换电路10将通信数据W高低电平的形式调 制在LED车灯5的照明直流电流波上;所述CPU处理器1实时根据LED车灯5的结温值,结 合汽车LIN/CAN总线2的行车参数及通信数据,对电压变换电路10提供参考电压,电压变 换电路10根据参考电压调节通信数据对应电流波形的高、低电平值。
[0039] 影响通信效果的因素应考虑两车的间距、环境光照干扰等因素,而L邸车灯5的照 明光效受结温和驱动电流等因素的影响。在使L邸车灯5工作在规定的照明亮度的情况下, 通信数据要调制在照明电流上。而通信数据是W高低电平的形式表现,其高电平的引入会 降低L邸车灯5的光效,因此,在两车处于通信接收效果较好的车况下时,通过减小电流波 形高、低电平的差值,使之趋于照明直流电,能够增大光效。
[0040] 而LED车灯5的结温,直接影响其寿命和可靠性,在保证LED车灯5规定的工作照 明亮度条件下,降低通过L邸车灯5的平均电流值来降低结温。所述L邸车灯5的结温值 由正向压降和温度系数计算得到。上述结温值作为实时反馈值,形成参考电平动态调节环 路,W实现驱动L邸车灯5工作的电流值的可控调节,在有无通信时结温的动态调节,可W 保证LED车灯5的寿命。其中LED车灯5的结温值由前面所述的前向电压测试电路4测量 计算得到。
[0041] 除调节电流值,所述CPU处理器1结合汽车LIN/CAN总线2的行车参数及通信数 据调节通信数据对应电流波形的频率,W提高通信数据的传输速率,缩短车辆通信的响应 时间。除L邸车灯5无通信时照明电流的发生频率,所述通信数据W二进制数据流的形式 由不少于2个的不同频率的方波信号进行组合编码,为不影响正常的照明功能,每个 频率大于IkHz且小于电压变换电路10电源开关频率的十分之一,考虑光的复杂传播对 接收端频率解调误码率的影响,方波信号中的任意相对频差值大于1%且相邻频率的相对 频差不小于5%。其中相对频差的定义为:(fi-fi)/(fi+fi)X100%,fi,fj表示编码电流中 的两个不同方波频率。
[0042] 所述通信数据对应电流波形的高、低电平值按模糊分类指数加权调节,所谓模糊 分类指数加权调节具体如下:
[004引当LED车灯5的结温值Tj。大于阔值温度Tth时,对当前tk时刻电流波 形1化)的电平值进行指数加权衰减,获得下一时刻电流波形的电平值I(k+1)即, /巧叫-蛛}' expl;-(V'阿…A )i a 1 E [1,100],在送一首要调节条件下,又有3种车距情 况:
[0044] (1)当车与车间的通信距离CU小于阔值距离下限端时,对当前tk时刻电流 波形的高、低电平差值按指数衰减减小,获得下一时刻tw电流波形的高低电平值差值 A I 化+1)目P,.f i)A!的-e邵[-好:前)i: a ^
[0045] (2)当车与车间的通信距离屯2。大于阔值距离上限獨且在有效通信距离内时,对 当前tk时刻电流波形的高、低电平差值按指数加强增大,获得的下一时刻tw电流波形的高 低电平值差值A I化+1)目P,沒雌中1) - A!{k) '踐娘:;/從友:--端)| a 3 e化1,300]。
[0046] (3)当车与车间的通信距离CU在阔值距离上下限内时,当 前tk时刻与下一时刻tw的高、低电平差值与通信距离呈指数衰减即, A/巧? A桃).'扣,.哪[-抹J'的.^ - f辟.1 + (} -。/) ' C哦!份:制二-过
[0047] 上述a 1~a 4为系数,其值可根据技术需要选取,影响电流值改变的幅度;而时刻 间的间隔长短关系调节的频繁与否。本发明从理论上讲,其电流的电平值可实现连续线性 的高、低电平调节,或是较多数值的电平值,但在实际运用中,连续线性的值或是大量的电 平值,会导致调制系统对微小因素的变化过于敏感,使系统长时间处于高频率的运算和调 制中,反而消耗器件和能源。
[0048] 因此,一般选用H个电平和H个频率进行切换式调节,即可显著地提高光效,降低 能耗。车与车间的距离安全阔值可按GB7258规范涉及的300米、20米和10米进行设置,对 近距离高风险范围增加编码频率。设驱动L邸车灯5的电流波形涉及高电平13、低电平Ii 和照明电平12, LED车灯5的额定照明电流为Iwg,若LED车灯5的结温值Tj。大于阔值温度 1〇〇。则在1^时刻的后一时亥1],均有11化+1)=11似'6邱(-1
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1