一种车灯复用调光电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种车灯复用调光电路。


背景技术：

2.随着行车安全和车灯设计理念的发展，日间行车灯(daytime running lamp,drl)逐渐成为国内汽车信号灯的标准配置，而且随着功能复杂程度的增加，信号灯还包含了转向灯功能。随着led在汽车领域的使用及发展，汽车的灯具造型越来越具有现代感，时尚感。因此灯具越来越提升空间概念，造型辨识度越来越强，由此日行灯、位置灯及转向灯这几种功能的灯常常共用led。
3.目前，针对这种多功能复用的灯具，其led驱动常规方案都是每种功能单独使用一个恒流驱动电路来实现驱动，比如日行灯、位置灯使用一个驱动电路，转向灯使用一个驱动电路，这样成本较高。而且日行灯、位置灯、转向灯功能复用led，因此当一个功能的灯点亮时，另外一个功能的led就需要熄灭，因此每个功能采用单独驱动电路时，相互之间还需制定相关逻辑。不仅设计和制造复杂，而且元器件空间占用大，成本也高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种车灯复用调光电路，利用模拟加数字调光，实现控制转向灯、日行灯调光功能。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
6.一种车灯复用调光电路，它包括：
7.mcu模块；
8.驱动模块，所述驱动模块与mcu模块相连，所述驱动模块用于接收mcu模块发送的启动信号，启动驱动芯片点亮日行灯或转向灯；
9.报错反馈模块，所述报错反馈模块与mcu模块相连，所述报错反馈模块用于在车灯支路出现开路故障时向车身bcm发送车灯故障反馈；
10.逻辑功能模块，所述逻辑功能模块的输入端与车灯信号电源相连，所述逻辑功能模块的输出端与驱动模块的电源输入端相连，所述逻辑功能模块用于日行灯和转向灯的切换；
11.电源模块，所述电源模块的输入端与车身电源相连，所述电源模块的输出端分别与mcu模块和逻辑功能模块相连，所述电源模块用于为mcu模块和逻辑功能模块供电。
12.进一步，所述mcu模块采用型号为s9keazn16amlc的单片机u4。
13.进一步，所述电源模块包括电源芯片u3，所述电源芯片u3的型号为ti tps7a6650。
14.进一步，所述驱动模块包括驱动芯片u1、升压电路模块和车灯通断控制模块，所述驱动芯片u1的电源引脚与逻辑功能模块的输出端相连，所述驱动芯片u1通过升压电路模块驱动日行灯或转向灯点亮，所述车灯通断控制模块用于控制日行灯或转向灯的通断。
15.进一步，所述驱动芯片u1的型号为tld6098-2ep。
16.进一步，还包括信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与车灯信号电源相连，所述信号处理模块的输出端与mcu模块相连。
17.采用了上述技术方案，本实用新型通过mcu模块控制驱动模块，并通过报错反馈模块在出现开路故障时报错，以及通过逻辑功能模块来控制转向灯、日行灯调光功能。本实用新型能够满足驱动芯片的安全稳定启动，并提供准确的报错反馈功能，以及在满足led的复用功能的同时，通过mcu模块利用pwm来调节led亮度比，通过降低led的平均电流，实现日行灯由白天模式的高亮状态切换成夜间模式的低亮度状态，解决led芯片的色差问题带来的影响，还可适应低温的情况，适用性较好。利用mos管控制led的通断，来实现转向灯与日行灯的切换。
附图说明
18.图1为本实用新型的车灯复用调光电路的原理框图；
19.图2为本实用新型的驱动模块的电路原理图；
20.图3为本实用新型的mcu模块的电路原理图；
21.图4为本实用新型的报错反馈模块的电路原理图；
22.图5为本实用新型的逻辑功能模块的电路原理图；
23.图6为本实用新型的信号处理模块的电路原理图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
25.如图1所示，本实施例提供一种车灯复用调光电路，它包括：mcu模块、驱动模块、报错反馈模块、逻辑功能模块和电源模块。
26.驱动模块与mcu模块相连，驱动模块用于接收mcu模块发送的启动信号，启动驱动芯片点亮日行灯或转向灯。报错反馈模块与mcu模块相连，报错反馈模块用于在车灯支路出现开路故障时向车身bcm发送车灯故障反馈。逻辑功能模块的输入端与车灯信号电源相连，逻辑功能模块的输出端与驱动模块的电源输入端相连，逻辑功能模块用于日行灯和转向灯的切换。电源模块的输入端与车身电源相连，电源模块的输出端分别与mcu模块和逻辑功能模块相连，电源模块用于为mcu模块和逻辑功能模块供电。
27.其中，驱动模块与至少一个车灯支路相连，通过模拟与数字调光控制，使用升压拓扑方式给日行灯或转向灯的led供电。mcu模块分别与电源和驱动模块相连，mcu模块在电源的给到相应功能信号时向驱动模块发出启动信号，以启动驱动模块，驱动模块点亮日行灯或转向灯。报错反馈模块与mcu模块相连，报错反馈模块用于在车灯支路出现开路故障时，mcu20模块给到高低电平，由控制端fb输出报错信号。逻辑功能模块通过与mcu模块相连，通过mcu芯片给到mos管信号，通过mos管的关断，控制日行灯关闭，实现转向功能优先位置功能的逻辑。
28.如图3所示，mcu模块采用型号为s9keazn16amlc的单片机u4。
29.如图2所示，驱动模块包括驱动芯片u1、升压电路模块和车灯通断控制模块，驱动芯片u1的电源引脚与逻辑功能模块的输出端相连，驱动芯片u1通过升压电路模块驱动日行
灯或转向灯点亮，车灯通断控制模块用于控制日行灯或转向灯的通断，本实施例中的驱动模块的驱动芯片u1型号为tld6098-2ep。
30.驱动芯片u1的ivcc脚输出5v恒定电压，驱动芯片u1的模拟调光脚set1接ivcc脚，单片机u4的enset1脚通过控制mos管q6来控制模拟调光的通断，根据电阻r51与r52分压，从而得到驱动芯片u1的模拟调光脚set1电压为0.5v，因此得到输出10％。数字调光由mcu控制pwm1口，从而调节驱动芯片u1的内部pwm，通过占空比的调节，输出相应电流。
31.升压电路模块：以tld6098-2ep芯片设计的dc-dc升压变换器，分两个通道，由电感l1、功率开关mos管q1、续流二极管d1组成升压拓扑结构。电路控制模式仅考虑连续导通模式(ccm模式)。c2、c8为输入电容，防止电流突变；功率开关管q1导通时，能量输入升压电感l1，c5、c6、c7输出电容给负载供电，较大的输出电容可以减小车灯led的纹波电流；功率开关管q1关断时，电感l1储存能量通过续流二极管d1传递到输出端。
32.关于开关mos管q1的选择：一般情况下，mos管在关闭状态下，mosfet在漏极和源极之间维持等于输出电压的电压(忽略二极管上的压降)。在本实施例中，驱动模块选择60v额定mosfet。
33.续流二极管d1的选择：为了减少损耗，二极管应使用肖特基二极管，二极管的正向电流额定值必须高于led电流，选择低正向电压的元件有助于减少损耗和pcb面积。为了获得相同的裕度，本实施例选择60v肖特基二极管，驱动芯片u1选择低正向压降二极管为100v、3a的肖特基二极管。
34.驱动芯片u1的ivcc引脚提供5v的电源，提供了内部欠压保护配置；电阻r22、r25和电容c26组成外部频率补偿电路，以在规定的边界应用条件下实现一个稳定的应用。电阻r4、r8构成电阻分压器，是车灯led负载的输出过压保护电路模块，也可通过电压调节用作恒流输出方案与恒压输出方案切换；set1为故障反馈，通过mcu控制mos管q6的通断，由电阻r51、r52的比值计算电压值，来反馈set1的电压值。正常工作时单片机u4的2脚为高电平，一旦芯片工作异常则单片机u4的2脚为低电平。
35.当日行灯电源上电时，驱动电路工作，灯具显示日行灯模式；当转向灯电源上电时，通过单片机u4控制mos管qt1b，来控制转向灯与日行灯的切换，优先进行转向模式点亮。
36.如图6所示，本实施例的电源模块采用型号为ti tps7a6650的电源芯片u3，输出电压为5v，电流为150ma。为了保证脉冲及ic08类实验要求，输出端口采用2.2uf及0.1uf电容，用于输出稳定的5v直流电源。
37.电源芯片u3采用日行/转向两路信号电源输入，精准输出5v电压给单片机u4，通过u4识别信号，输出4路信号tl1 sw、drl1 sw、tl2 sw、drl2 sw来控制日行灯/转向灯led的通断，图2中仅示出了一路通断控制。另外，单片机u4识别出后道故障信号fault1，从而控制单片机u4的2脚fault的信号输出，来制定故障反馈的逻辑。
38.在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，报错反馈模块通过配置电阻参数r
66
、r
72
的阻值，使的当驱动芯片10模块自身故障反馈，u4fault脚输出高电平时，通过分压原理，使的mos管q10源极上电工作，mos管q9源极拉低，q9不工作，fb正常输出高电平，反馈车身故障。反之，当fault不给信号时，q10正常关断，ldo5v正常供电r65与r69分压，q9正常工作，因此fb被拉低，输出低电平。车身显示灯具正常工作。
39.如图5所示，本实施例中的逻辑功能模块通过在转向灯输入与日行灯输入之间使
用mos管建立相应逻辑关系，日行灯正常工作时，当转向信号pl_in输入时，通过单片机u4来给到mos管q3信号，从而mos管q3正常工作，进而mos管q2关断，从而日行灯关闭，实现转向功能优先位置功能的逻辑。
40.在本实施例中，根据整车电源管理，日间行车灯正常工作电压范围为8～16v，典型值为12v。由于结构造型和光学设计需求，电路会配置有几十颗led，考虑温度影响，一般制定其压降3.4v。因为led管的参数一致性差，其发光亮度会随流过的电流不同而出现较大的差异。因此，采用串联方式可以保证流经每颗led的电流相同，则输出电压为led负载正向电压之和会达到60v。因此采用boost拓扑结构连续导电模式(ccm)，可将8v～16v输入电压变换成最大60v输出。
41.根据配光要求日行灯led输出电流一般都会达到1a以上，假如存在位置灯功能，其光通量为日行灯的10％。驱动芯片u1的驱动输出引脚swo1通道控制，通过驱动芯片u1外部的功率mos的导通和关断实现对led串的定电流控制。当有位置灯功能存在，则当打开位置灯和转向灯电源时，通过模拟调光set1引脚调节电压来控制模拟输出，同时由单片机u4产生pwm调光信号给到使能dc/pwm1引脚，以驱动驱动芯片u1工作，使led负载周期性的开启关闭，以降低led串的有效电流，进而降低led亮度达到位置/转向调光作用。
42.如图5所示，本实施例的逻辑功能模块包括滤波电路，由于升压电路在电路系统开启瞬间有很大的浪涌电流，所以在滤波电路前端设置tvs管(t2、t3)用于抑制吸收电路开启中的瞬态过电压。采用二极管d3、d10进行电路防反保护，c22、c23，c36、c37用于对车身进来的日行、转向电源信号进行过滤处理，电容采用并联方式连接，选用一大一小两种电容值的电容，可对于高低频段，都可做有效滤波保护。c12、c13、c14、c15和电感l2组成π型滤波电路，得到输入电压vin，连接至驱动芯片u1的输入管脚。
43.如图5所示，本实施例还包括信号处理模块，信号处理模块的输入端与车灯信号电源相连，信号处理模块的输出端与mcu模块相连。本实施例使用单片机u4来控制输入信号，因车身信号电源存在范围波动以及脉冲等因素，因此，本实施例将输入的转向灯信号电源pl_in、日行灯信号电源drl_in通过稳压管d6、d9来稳压，输出稳定信号pl_sig、drl_sig给到单片机u4。
44.以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。