基于总线的汽车LED矩阵大灯控制器的制作方法

本专利涉及汽车led控制器，特别涉及基于总线的汽车led矩阵大灯控制器。

背景技术：

随着电子技术、互联网技术的飞速发展，汽车发展走向电动化、智能化、网络化已是必然趋势。在此发展背景下，对车灯的功能、可控性、智能化要求更高，led矩阵大灯可以通过车身其他传感器反馈的路况、车况信息，通过对单颗灯珠的亮灭以及亮度控制，实现远(近)光灯根据路况对不同角度的亮度进行调节，是符合目前发展趋势的一种非常有代表性的技术。

现有技术目前多数采用板内高速总线(如spi，i2c等)与矩阵控制器通信，采用单片机、矩阵控制器以及灯珠集成在一块单板上的方式，或者单片机与矩阵控制器集成在一块单板，灯珠板单独一块单板。前者对灯珠位置有较大限制(受到pcb的限制)、布局布线要求高；后者需要大量线束、连接器，同时也容易导致较多的emi问题。灯珠与控制器在同一块铝基板上时无法实现灯珠高度有落差的应用；使用fpc时灯珠热阻较大；使用多块灯珠单板方案时线束较多，容易产生emi问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术中需要大量线束、连接器，同时也容易导致较多的emi问题或存在对灯珠位置有较大限制(受到pcb的限制)、布局布线要求高的问题，提供一种基于总线的汽车led矩阵大灯控制器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于总线的汽车led矩阵大灯控制器，包括用于控制矩阵控制模块、采集温度信息以及错误信息、控制转向日行灯以及与外部通信的主控单元和矩阵控制模块，所述矩阵控制模块包括主控板、fpc柔性板以及灯珠板，所述主控板使用fr4基材，灯珠板使用铝基板，灯珠板与主控板的功率与信号均通过fpc柔性板传递，fpc柔性板通过焊接方式连接灯珠板以及主控板。本发明使用fpc与铝基板焊接的方式，灯珠焊接在铝基板上，多块铝基板焊接在同一片fpc上，解决了多颗灯珠不在同一平面的问题；灯珠通过铝基板与散热器接触，减小了热阻。矩阵控制器单板通过焊接的方式连接在fpc上，矩阵控制器与灯珠之间连接均通过fpc，大幅减少了线束，fpc为三层设计，增加地层作为参考，优化了emi。

作为优选，所述主控单元包括接口电路、mcu、can总线接收器、小功率led驱动电路、矩阵led驱动电路和电源管理单元，小功率led驱动电路通过i2c总线与mcu连接，矩阵led驱动电路通过spi总线与mcu连接，mcu的模拟量采集接口和io输出口均与接口电路连接，mcu还通过can总线接收器接收来自接口电路的信号，电源管理单元也与所述的接口电路连接。1.主控部分由mcu和can收发器tja1042t以及模拟量采集接口、io接口电路、矩阵灯驱动以及其他小功率led驱动构成，用于控制矩阵控制器、采集温度信息以及错误信息、控制转向日行灯以及与外部通信。

作为优选，小功率的led驱动电路通过i2c总线接收多路驱动信号，单独控制每颗led开关以及调光，可以针对单颗灯珠进行开路和短路的故障诊断并反馈给单片机。

作为优选，矩阵led驱动电路通过spi总线控制的双路驱动的方式分为远光灯和近光灯驱动，通过can收发器与矩阵控制模块通信的方式将采集的灯珠电压电流信息以及反馈开路短路故障信息传输给mcu。

作为优选，所述主控板包括矩阵控制器、can收发器以及模拟开关，mcu使用模拟开关切换至各个ntc接口电路来采集各个灯珠板中热敏电阻的电压值，矩阵控制器通过can收发器与mcu连接，矩阵控制器与灯珠板连接。

作为优选，使用铝基板的灯珠板包括led灯珠、ntc温敏电阻以及旁路电容，所述led灯珠以及旁路电容通过接口电路与所述矩阵控制器连接，所述ntc温敏电阻通过接口电路与所述模拟开关连接。

作为优选，所述fpc柔性板为增加有地层以优化emi性能的fpc柔性板，所述fpc柔性板焊接于铝基板上方，铝基板下方直接连接有散热器。

主控板使用fr4基材，主要包括矩阵控制器、can收发器、模拟开关以及ntc接口电路，使用模拟开关切换采集各个灯珠板温敏电阻电压，简化了线束。fpc柔性板用于灯珠板与主控板的功率与信号传递，连接方式采用焊接方式(fpc的焊盘焊接在灯珠板与主控板的焊盘上)，采用三层fpc柔性板，增加地层以优化emi性能；同时解决了硬板与结构难以匹配的问题；由于fpc焊接于铝基板上方，铝基板下方与散热器直接接触，热阻较直接将灯珠焊接在fpc的方式显著降低，散热问题得到优化。

本发明的实质性效果是：采用can总线控制矩阵控制器，控制线8根优化为2根，同时提高信号抗扰性与可靠性。在矩阵控制模块端增加模拟开关切换采集模拟量，将模拟量采集线束由8根优化为4根。使用硬板与fpc柔性板焊接的方式连接主控板与灯珠板代替复杂的线束，使emi性能得到优化，减小灯珠板散热热阻。

附图说明

图1为本发明的主控单元框架图；

图2为本发明中矩阵控制模块框架示意图；

图3为本发明中部分ntc温敏电阻连接示意图；

图4为本发明中灯珠板连接示意图；

图5为本发明中fpc柔性板连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：

一种基于总线的汽车led矩阵大灯控制器(参见附图1至附图5)，包括用于控制矩阵控制模块、采集温度信息以及错误信息、控制转向日行灯以及与外部通信的主控单元和矩阵控制模块，所述矩阵控制模块包括主控板、fpc柔性板以及灯珠板，所述主控板使用fr4基材，灯珠板使用铝基板，灯珠板与主控板的功率与信号均通过fpc柔性板传递，fpc柔性板通过焊接方式连接灯珠板以及主控板。所述主控单元包括接口电路、mcu、can总线接收器、小功率led驱动电路、矩阵led驱动电路和电源管理单元，小功率led驱动电路通过i2c总线与mcu连接，矩阵led驱动电路通过spi总线与mcu连接，mcu的模拟量采集接口和io输出口均与接口电路连接，mcu还通过can总线接收器接收来自接口电路的信号，电源管理单元也与所述的接口电路连接。小功率的led驱动电路通过i2c总线接收多路驱动信号，单独控制每颗led开关以及调光，可以针对单颗灯珠进行开路和短路的故障诊断并反馈给单片机。矩阵led驱动电路通过spi总线控制的双路驱动的方式分为远光灯和近光灯驱动，通过can收发器与矩阵控制模块通信的方式将采集的灯珠电压电流信息以及反馈开路短路故障信息传输给mcu。所述主控板包括矩阵控制器、can收发器以及模拟开关，mcu使用模拟开关切换至各个ntc接口电路来采集各个灯珠板中热敏电阻的电压值，矩阵控制器通过can收发器与mcu连接，矩阵控制器与灯珠板连接。使用铝基板的灯珠板包括led灯珠、ntc温敏电阻以及旁路电容，所述led灯珠以及旁路电容通过接口电路与所述矩阵控制器连接，所述ntc温敏电阻通过接口电路与所述模拟开关连接。所述fpc柔性板为增加有地层以优化emi性能的fpc柔性板，所述fpc柔性板焊接于铝基板上方，铝基板下方直接连接有散热器。

本实施例使用fpc与铝基板焊接的方式，灯珠焊接在铝基板上，多块铝基板焊接在同一片fpc上，解决了多颗灯珠不在同一平面的问题；灯珠通过铝基板与散热器接触，减小了热阻。矩阵控制器单板通过焊接的方式连接在fpc上，矩阵控制器与灯珠之间连接均通过fpc，大幅减少了线束，采用can总线控制矩阵控制器，控制线8根优化为2根，同时提高信号抗扰性与可靠性。在矩阵控制模块端增加模拟开关切换采集模拟量，将模拟量采集线束由8根优化为4根。使用硬板与fpc柔性板焊接的方式连接主控板与灯珠板代替复杂的线束，fpc为三层设计，增加地层作为参考，使emi性能得到优化，减小灯珠板散热热阻。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。