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CN107493622A - 用于汽车车灯的矩阵式led驱动控制系统及控制方法 - Google Patents

用于汽车车灯的矩阵式led驱动控制系统及控制方法 Download PDF

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CN107493622A
CN107493622A CN201710538962.6A CN201710538962A CN107493622A CN 107493622 A CN107493622 A CN 107493622A CN 201710538962 A CN201710538962 A CN 201710538962A CN 107493622 A CN107493622 A CN 107493622A
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CN
China
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led
matrix
manager
control system
control unit
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CN201710538962.6A
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宋旭波
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HASCO Vision Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Koito Automotive Lamp Co Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

一种用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统及控制方法,属照明领域。其由多个LED颗粒构成一个LED阵列,设置至少一个LED矩阵管理器,通过控制LED矩阵管理器中每一个开关管的通断时间来单独控制每一颗LED颗粒的亮度;通过设置LED矩阵管理器,在主控制单元和LED阵列之间,构成一个“一对多”的扩展控制模式;进而扩展可控制的LED颗粒数量。本技术方案有助于降低整个LED车灯及其控制系统的制造成本,可以在不改变整体拓扑的条件下,根据实际LED数量对LED矩阵管理器数量进行选择,实时诊断出每一颗LED的故障状态,进一步简化了矩阵式LED驱动控制系统的拓扑结构。可广泛适用于汽车大灯的设计、制造或控制领域。

Description

用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于照明装置领域,尤其涉及一种用于汽车LED前照灯系统的控制装置及控制方法。
背景技术
汽车大灯,也称汽车前照灯。
近年来,矩阵式LED大灯(亦称LED灯组)在很多豪华车型上越来越多的被使用。
与传统的卤素或氙气大灯相比,矩阵式LED大灯通常由多个(或称多颗)LED 构成其发光源,即矩阵式LED大灯的所有光源都由发光二极管(俗称LED颗粒) 构成,因此拥有更远的照射距离。
汽车大灯采用LED灯组后,可以通过对多颗或多组LED的电源进行整体或分别的控制调节,根据实时路况的需要,智能地调整LED灯组的照射范围(包括车灯出光的总光通量或出光光束的角度),可有效减少对迎面驶来车辆驾驶者所带来的光照干扰。
其一般控制原理简述如下:首先设置一个摄像头,用以检测汽车前部或前照灯部位的环境光照强度;所测得的环境光照强度信号,被传送至汽车的整车控制单元;在整车控制单元的控制下,矩阵式LED大灯会根据环境情况,自动开启,并通过前置摄像头识别前方的交通状况以及环境光源,结合驾驶数据实时计算哪些光源需要被关闭,同时保持物体周边的照明不变,保证亮度的同时不会使其对其他人员或车辆造成眩目。
但当前量产的矩阵式LED大灯,其LED颗粒数一般都不超过30颗,如奥迪 A8高配以及别克威朗GS,其LED颗粒数都在20几颗。这是由其采用传统LED驱动方式做带来的局限性所决定的。
采用传统的LED驱动方式,每一颗LED都需要并联一个开关管,用单片机去控制每一个开关管的通断时间,从而达到每一颗LED单独调光的效果。但是随着 LED颗粒数越来越多,不仅需要更多的分立器件,而且可以提供多路控制的单片机也越来越难选择。因此,采用传统的LED驱动方式,可以驱动的LED颗粒数就受到了限制。
而矩阵式LED大灯的防眩目效果是和LED的颗粒数息息相关的。每一颗LED 光源都负责照射一定的范围,可以看做是一个像素,比如一个30颗粒的矩阵式LED 大灯就拥有30个像素。像素数越多,就意味着分辨率越高,其遮蔽对面光源的精确度也就越高,防眩目的效果也就越好。
因此要达到理想的防眩目效果,就需要驱动更多的LED颗粒(比如近百颗 LED),而这是当前量产的矩阵式LED大灯所无法做到的。
对矩阵式LED大灯而言,如果能够同时控制更多的LED颗粒,则有利于主动安全领域中车灯防眩目技术的实施、实现,对汽车的安全驾驶和迎面会车,能提供更加安全的保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统及控制方法。其在汽车前照灯的LED驱动功能模块中,增加、设置了LED矩阵管理器,由多个LED矩阵管理器构成一个矩阵管理单元;LED驱动功能模块中的主控制单元,通过LED矩阵管理器或矩阵管理单元,去控制多组LED颗粒(亦称LED阵列)的占空比,形成一对多的LED控制模式,从而大大增加了可控制的 LED颗粒数量,可实现像素数更多的矩阵式照明模式,进而有助于主动安全领域中车灯防眩目技术的实施和实现。
本发明的技术方案是:提供一种用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统,包括主控制单元、电源管理模块、CAN收发模块、升压驱动模块、降压驱动模块和 LED照明单元,其特征是:
在所述的LED照明单元中,由多个LED颗粒构成一个LED阵列;所述的LED 阵列与降压驱动模块相连,由降压驱动模块提供恒流电源;
设置至少一个LED矩阵管理器;
所述的LED矩阵管理器,包含有多个电子开关管;
所述LED矩阵管理器的输入端,与主控制单元的I/O端对应相连;
所述LED矩阵管理器的输出端,与LED阵列相连,由LED矩阵管理器来控制每一颗LED颗粒的调光占空比;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置LED矩阵管理器,在主控制单元和LED阵列之间,构成一个“一对多”的扩展控制模式;
所述的主控制单元与各个LED矩阵管理器之间,构成一种“主—从”模式的控制结构;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过控制LED矩阵管理器中每一个开关管的通断时间,来单独控制每一颗LED颗粒的亮度;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,采用SPI同步串行协议保持主控制单元与 LED矩阵管理器之间的通信;通过SPI同步串行协议,主控制单元将10bit分辨率的调光占空比数据发送给LED矩阵管理器;而各个LED矩阵管理器将LED阵列的故障状态反馈给主控制单元;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置LED矩阵管理器,来扩展可控制的LED颗粒数量。
具体的,所述的主控制单元为“主机”,各个LED矩阵管理器为“从机”;多个“从机”之间,采用菊花链的方式串联;每个“从机”都有一个唯一的寻址地址,以保证“主机”可以寻址到任意一个“从机”。
进一步的,每一个所述的LED阵列由最多12颗LED颗粒组成,整个所述的矩阵式LED驱动控制系统最多能够驱动12*8=96颗LED颗粒,并对每一颗LED颗粒进行单独调光。
进一步的,所述的寻址地址由3个高低电平输入决定,整个矩阵式LED驱动控制系统最多能够串联2的3次方个“从机”。
其所述的主控制单元根据从CAN总线接收到的消息,解析得到占空比数据,通过SPI通信对LED矩阵管理器进行相应的写命令操作,从而控制LED的调光占空比。同时通过SPI通信进行读命令操作,读取各个LED的故障状态。
本发明还提供了首先对单片机硬件底层进行初始化;
接着启动ADC转换;
采样判别左右节点;
通过SPI通信对LED矩阵管理器进行初始化;
设置LED矩阵管理器的工作频率;
设置初始时LED输出占空比均为0%;
初始化升压-降压电路,设置初始时BUCK电路关闭输出;
进入主循环,定时读取接收的CAN消息并解析占空比数据;
如果接受不到CAN消息,则进入安全工作模式,直到CAN通信恢复正常;
如果接收到了CAN消息,则根据解析得到的占空比数据,通过SPI通信对LED 矩阵管理器进行相应的写命令操作,从而控制LED的调光占空比;同时通过SPI 通信进行读命令操作,读取各个LED的故障状态;
若存在LED故障或者系统故障则进入故障工作模式;
如果不存在任何故障,则继续下一次主循环处理。
其中,所述的初始化包括对所有I/O、AD、CAN以及SPI等驱动进行初始化。
进一步的,如果进入了所述的故障工作模式,则定期检查故障情况是否已经消除;如果故障消除,则重新进入正常工作模式;如果故障没有消除,则停留在故障工作模式。
具体的,所述的采样判别左右节点步骤,通过在初始化阶段采样一个外接电阻的阻值来实现;在控制模块的软硬件完全相同的前提下,通过改变该外接电阻的阻值,能够自动识别该模块是用于左大灯还是右大灯中。
本发明又提供了一种汽车用LED车灯,包括LED发光单元和其控制系统,在所述的LED发光单元中,由多个LED颗粒构成一个LED阵列;所述的控制系统包括主控制单元、电源管理模块、CAN收发模块、升压驱动模块和降压驱动模块;其特征是:
所述的LED阵列与降压驱动模块相连,由降压驱动模块提供恒流电源;
设置两个或两个以上的LED矩阵管理器,各个LED矩阵管理器之间采用菊花链的方式串联连接;
所述的每一个LED矩阵管理器,包含有多个电子开关管;
所述每个LED矩阵管理器的输入端,与主控制单元的I/O端对应相连;
所述每个LED矩阵管理器的输出端,与一个LED阵列对应相连,由该LED矩阵管理器来分别控制对应LED阵列中每一颗LED颗粒的调光占空比;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置至少一个LED矩阵管理器,在主控制单元和LED阵列之间,构成一个“一对多”的扩展控制模式;
所述的主控制单元与各个LED矩阵管理器之间,构成一种“主—从”模式的控制结构;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过控制LED矩阵管理器中每一个开关管的通断时间,来单独控制每一颗LED颗粒的亮度;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,采用SPI同步串行协议保持主控制单元与 LED矩阵管理器之间的通信;通过SPI同步串行协议,主控制单元将10bit分辨率的调光占空比数据发送给LED矩阵管理器;而各个LED矩阵管理器将LED阵列的故障状态反馈给主控制单元;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置LED矩阵管理器,来扩展可控制的LED颗粒数量;
所述的汽车用LED车灯,由数个LED矩阵管理器构成一个矩阵管理单元;LED 控制系统中的主控制单元,通过所述的LED矩阵管理器或矩阵管理单元,去控制多组LED颗粒的占空比,形成一对多的LED控制模式,从而大大增加了可控制的LED 颗粒数量,能够实现像素数更多的矩阵式照明模式,进而有助于主动安全领域中车灯防眩目技术的实施和实现。
与现有技术比较,本发明的优点是:
1.由于采用“一对多”的控制模式,故采用LED矩阵管理器后,可选取只有少量控制端口的单片机芯片,就可以驱动多达96颗LED,有助于降低整个LED车灯及其控制系统的制造成本;
2.由于LED矩阵管理器中的多个开关管分别对应着每一个LED颗粒,所以每颗LED都可以单独进行10bit高分辨率的占空比调光;
3.各个LED矩阵管理器之间采用菊花链的连接方式,可以在不改变整体拓扑的条件下,根据实际LED数量对LED矩阵管理器数量进行选择;
4.采用SPI同步串行协议来保持主控制单元与LED矩阵管理器之间的通信,可以实时诊断出每一颗LED的故障状态,从而制定更详细的故障工作模式;
5.本技术方案中的矩阵式LED驱动控制系统,能自动识别左右节点,无需额外的配置,进一步简化了矩阵式LED驱动控制系统的拓扑结构,降低了矩阵式LED 驱动控制系统的制造成本。
附图说明
图1是本发明矩阵式LED驱动系统的模块结构示意图;
图2是本发明矩阵式LED驱动软件的功能架构示意图;
图3是本发明矩阵式LED驱动软件的工作流程方框图。
图中A为现有的常规升压—降压驱动部分,B为LED矩阵管理器,C为LED 照明单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
矩阵式LED驱动系统如图1所示,主要包括如下模块组成:主控制单元、电源管理模块、CAN收发模块、升压驱动模块、降压驱动模块(1,2,……n)、LED 矩阵管理器(1,2,……n)和LED阵列(1,2,……n)。
电源管理模块与主控制单元相连,提供主控制单元工作所需的所有供电。
CAN收发模块与主控制单元相连,负责接收各个LED颗粒的调光占空比数据,并周期性发送驱动模块的故障状态。
升压驱动模块为BOOST升压电路,负责将车载的12V非稳定电压转化为45V 的稳定电压,为后端的降压驱动模块提供所要的工作电压。
降压驱动模块为BUCK降压电路,前端与升压驱动模块相连,后端与LED阵列相连,将升压电路稳定的45V电压转化为LED所要的恒定电流;同时降压驱动模块还与主控制单元相连,降压模块工作使能受主控制单元控制;
LED矩阵管理器前端与主控制单元相连,多个LED矩阵管理器之间采用串行连接。LED矩阵管理器后端与LED阵列相连,LED矩阵管理器集成了大数量的开关阵列,通过控制每一个开关管的通断时间,可以单独控制每一颗LED颗粒的亮度。采用SPI同步串行协议保持主控制单元与LED矩阵管理器之间的通信,其中,主控制单元为主机,各个LED矩阵管理器均为从机。多个从机之间采用菊花链的方式串联,为了保证主机可以寻址到任意一个从机,每个从机都有一个不同的寻址地址,由3个高低电平输入决定。这样最多可以串联2的3次方,即8个从机。通过SPI 同步串行协议,主控制单元将10bit分辨率的调光占空比数据发送给LED矩阵管理器,而各个LED矩阵管理器将LED阵列的故障状态反馈给主控制单元。
LED阵列与降压驱动模块相连,由降压驱动模块提供恒流电源。同时与LED 矩阵管理器相连,由LED矩阵管理器来控制每一颗LED的调光占空比(由于现在的LED调光通常采用PWM脉冲调光模式,故通过控制导通脉冲占整个控制脉冲的时长比例,即可实现LED颗粒的发光强度或通断时间的调节,简称调节的驱动脉冲的占空比,在此不再详述)。每一个LED阵列最多有12颗LED颗粒。因此整个驱动方案最多可以驱动12*8=96颗LED颗粒进行单独调光,调光范围为最低0%至最高100%,调光精度可以达到0.1%。
由于采用单个开关管来控制单个LED颗粒的发光强度(通过控制脉冲的占空比,即控制驱动脉冲的通、断电时间长短)的调节,已经是成熟技术,本领域的技术人员,完全可以参照LED生产厂家在产品说明书中提供的标准调光控制电路,来实现完全相同的调光控制效果。故关于开关管的控制端与主控制单元(实为CPU芯片控制电路)之间的连接关系、开关管第一导通端与降压驱动模块输出端之间以及开关管第二导通端与单个LED颗粒之间的电路连接关系,在此不再展开详述。
其中,主控制单元与电源管理模块、CAN收发模块、升压驱动模块、降压驱动模块构成的部分,与传统的升压-降压式的LED驱动方式保持一致。添加了由多个LED矩阵管理器构成的矩阵管理单元,从而实现对大数量的矩阵式LED的驱动。
本技术方案中矩阵式LED驱动软件的主要功能模块如图2所示,说明如下:
硬件驱动层提供单片机工作所需的所有底层驱动,包括单片机CPU的各种配置、AD采样口和IO口的配置、CAN的物理层配置、以及SPI通信物理层的配置等。硬件驱动层与上层的应用层在代码结构上是完全分离的,保证硬件平台的可移植性。即使更换单片机,只需要开发并替换掉硬件驱动层的代码,而不需要对上层应用层代码进行改动。
电源电压采样模块,实时的采样并监控系统的电源电压。当电源电压高于18V 或者低于6V时,关闭所有LED输出,并报高/低压故障;当电源电压低于9V但高于6V时,适当减小LED输出亮度,降低功耗。
LED温度采样模块,实时的采样并监控LED负载的温度。当LED负载温度高于110度时,适当减小LED输出亮度,降低功耗。
左右节点识别采样模块,在软件初始化阶段采样一个外接电阻的阻值。本发明的控制系统具有自动识别左右节点的功能,在控制模块的软硬件完全相同的前提下,通过改变一个外接电阻的阻值,软件可以自动识别该模块是用于左大灯还是右大灯中。
在本发明的技术方案中,后续所有的程序控制都是基于左右节点识别之后进行的。发送给左、右节点的CAN消息帧是不同的,识别为左节点的模块将只接收和处理发送给左节点的CAN消息帧,并反馈左节点相关的故障状态;识别为右节点的模块将只接收和处理发送给右节点的CAN消息帧,并反馈右节点相关的故障状态。
CAN通信协议层,负责解析接收到的CAN消息帧,并封装需要发送的CAN 消息帧。接收的CAN消息帧包含各个LED颗粒的占空比数据,占空比采用从0到 100,共100阶的数据表示。每一颗LED的占空比均占用7bit的数据量即可完全覆盖0到100的范围。发送的CAN消息帧包含各个LED颗粒的故障状态以及整个系统的故障状态,比如高压/低压等。每颗LED的故障状态只占用1bit的数据空间,1 表示该LED故障,0表示该LED无故障。
SPI通信协议层,是主控制单元与LED矩阵管理器之间进行SPI通信的译码单元。该层封装了三种通信帧格式:写命令帧、读命令帧和读反馈帧。写命令帧格式包括:帧标识信息(1byte)+LED矩阵管理器寄存器地址(1byte)+需写入的数据 (n byte)+CRC校验值(2byte)。读命令帧格式包括:帧标识信息(1byte)+LED 矩阵管理器寄存器地址(1byte)+CRC校验值(2byte)。读反馈帧格式包括:帧标识信息(1byte)+读取的数据(n byte)+CRC校验值(2byte)。
工作模式管理模块,根据系统的故障状态以及CAN通信状态,管理并切换系统不同的工作模式。当系统收到初始化命令时,进去初始化模式;初始化结束后,进入正常工作模式;当CAN通信丢失时,进入安全工作模式;当系统发生故障时,进入故障工作模式。
故障管理模块,监控并管理系统的各种故障状态。当系统发生故障时,进入故障工作模式,并将相应故障状况通过CAN通信发送出来。
升压-降压电路控制,根据系统的工作模式,使能或者关闭BUCK电路的输出。
矩阵式LED调光控制,是驱动矩阵式LED的核心控制模块。LED矩阵管理器内部存在一个10bit的内部计数器,同时还有两个可设置的10bit寄存器:LEDON 和LEDOFF。当内部计数器计数达到LEDON的值时,LED被接通;当内部计数器计数达到LEDOFF的值时,LED则被切断。通过SPI写命令帧,写这两个寄存器的值就可以实现10bit分辨率的任意占空比控制。同时,通过SPI读命令帧,定时读取LED矩阵管理器内部故障寄存器的值,从SPI读反馈帧中解析得到各个LED的故障信息。
本技术方案中系统控制软件的工作流程框图,如图3所示。
1、首先对单片机硬件底层进行初始化,包括对所有I/O、AD、CAN以及SPI 等驱动进行初始化;
2、接着启动ADC转换(模—数转换,亦称A/D转换,简称ADC);
3、采样判别左右节点,左节点和右节点在后续对CAN消息的接收和处理上是有所区别的;
4、然后通过SPI通信对LED矩阵管理器进行初始化,设置LED矩阵管理器的工作频率,并设置初始时LED输出占空比均为0%,即LED不输出;
5、然后初始化升压-降压电路,同样设置初始时BUCK电路关闭输出;
6、再然后进去主循环,定时读取接收的CAN消息并解析占空比数据;
7、如果接受不到CAN消息(CAN总线关闭或者CAN发送节点丢失的情况下),则进入安全工作模式,直到CAN通信恢复正常;
8、如果接收到了CAN消息,则根据解析得到的占空比数据,通过SPI通信对 LED矩阵管理器进行相应的写命令操作,从而控制LED的调光占空比;
进一步的,本发明技术方案中的主控制单元和LED矩阵管理器(或由多个LED 矩阵管理器构成的矩阵管理单元),通过SPI通信进行读命令操作,读取各个LED 的故障状态。如果存在LED故障或者系统故障(如电源高/低压故障),则进入故障工作模式;如果不存在任何故障,则继续下一次主循环处理。如果进入了故障工作模式,则主控制单元定期检查故障情况是否已经消除,如果故障消除,则重新进入正常工作模式;如果故障没有消除,则主控制单元停留在故障工作模式。
本发明的技术方案,通过设置“一对多”的“主机”—“从机”控制模式,由 LED矩阵管理器来控制每一颗LED的调光占空比,可选取只有少量控制端口的单片机芯片(其采购成本较低),就可以驱动多达96颗LED,可实现像素数更多的矩阵式照明模式,亦有助于降低整个LED车灯及其控制系统的制造成本;同时,由于 LED矩阵管理器中的多个开关管分别对应着每一个LED颗粒,所以每颗LED都可以单独进行10bit高分辨率的占空比调光;此外,各个LED矩阵管理器之间采用菊花链的连接方式,可以在不改变整体拓扑的条件下,根据实际LED数量对LED矩阵管理器数量进行选择;另外,本技术方案中采用SPI同步串行协议来保持主控制单元与LED矩阵管理器之间的通信,可以实时诊断出每一颗LED的故障状态,从而制定更详细的故障工作模式。
本发明可广泛适用于汽车大灯的设计、制造或控制领域。

Claims (10)

1.一种用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统,包括主控制单元、电源管理模块、CAN收发模块、升压驱动模块、降压驱动模块和LED照明单元,其特征是:
在所述的LED照明单元中,由多个LED颗粒构成一个LED阵列;所述的LED阵列与降压驱动模块相连,由降压驱动模块提供恒流电源;
设置至少一个LED矩阵管理器;
所述的LED矩阵管理器,包含有多个电子开关管;
所述LED矩阵管理器的输入端,与主控制单元的I/O端对应相连;
所述LED矩阵管理器的输出端,与LED阵列相连,由LED矩阵管理器来控制每一颗LED颗粒的调光占空比;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置LED矩阵管理器,在主控制单元和LED阵列之间,构成一个“一对多”的扩展控制模式;
所述的主控制单元与各个LED矩阵管理器之间,构成一种“主—从”模式的控制结构;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过控制LED矩阵管理器中每一个开关管的通断时间,来单独控制每一颗LED颗粒的亮度;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,采用SPI同步串行协议保持主控制单元与LED矩阵管理器之间的通信;通过SPI同步串行协议,主控制单元将10bit分辨率的调光占空比数据发送给LED矩阵管理器;而各个LED矩阵管理器将LED阵列的故障状态反馈给主控制单元;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置LED矩阵管理器,来扩展可控制的LED颗粒数量。
2.按照权利要求1所述的用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统,其特征是所述的主控制单元为“主机”,各个LED矩阵管理器为“从机”;多个“从机”之间,采用菊花链的方式串联;每个“从机”都有一个唯一的寻址地址,以保证“主机”可以寻址到任意一个“从机”。
3.按照权利要求1所述的用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统,其特征是每一个所述的LED阵列由最多12颗LED颗粒组成,整个所述的矩阵式LED驱动控制系统最多能够驱动12*8=96颗LED颗粒,并对每一颗LED颗粒进行单独调光。
4.按照权利要求2所述的用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统,其特征是所述的寻址地址由3个高低电平输入决定,整个矩阵式LED驱动控制系统最多能够串联2的3次方个“从机”。
5.按照权利要求1所述的用于汽车车灯的矩阵式LED驱动控制系统,其特征是所述的主控制单元根据从CAN总线接收到的消息,解析得到占空比数据,通过SPI通信对LED矩阵管理器进行相应的写命令操作,从而控制LED的调光占空比。同时通过SPI通信进行读命令操作,读取各个LED的故障状态。
6.一种如权利要求1所述的矩阵式LED驱动控制系统的控制方法,其特征是:
首先对单片机硬件底层进行初始化;
接着启动ADC转换;
采样判别左右节点;
通过SPI通信对LED矩阵管理器进行初始化;
设置LED矩阵管理器的工作频率;
设置初始时LED输出占空比均为0%;
初始化升压-降压电路,设置初始时BUCK电路关闭输出;
进入主循环,定时读取接收的CAN消息并解析占空比数据;
如果接受不到CAN消息,则进入安全工作模式,直到CAN通信恢复正常;
如果接收到了CAN消息,则根据解析得到的占空比数据,通过SPI通信对LED矩阵管理器进行相应的写命令操作,从而控制LED的调光占空比;同时通过SPI通信进行读命令操作,读取各个LED的故障状态;
若存在LED故障或者系统故障则进入故障工作模式;
如果不存在任何故障,则继续下一次主循环处理。
7.按照权利要求6所述的矩阵式LED驱动控制系统的控制方法,其特征是所述的初始化包括对所有I/O、AD、CAN以及SPI等驱动进行初始化。
8.按照权利要求6所述的矩阵式LED驱动控制系统的控制方法,其特征是如果进入了所述的故障工作模式,则定期检查故障情况是否已经消除;如果故障消除,则重新进入正常工作模式;如果故障没有消除,则停留在故障工作模式。
9.按照权利要求6所述的矩阵式LED驱动控制系统的控制方法,其特征是所述的采样判别左右节点步骤,通过在初始化阶段采样一个外接电阻的阻值来实现;在控制模块的软硬件完全相同的前提下,通过改变该外接电阻的阻值,能够自动识别该模块是用于左大灯还是右大灯中。
10.一种汽车用LED车灯,包括LED发光单元和其控制系统,在所述的LED发光单元中,由多个LED颗粒构成一个LED阵列;所述的控制系统包括主控制单元、电源管理模块、CAN收发模块、升压驱动模块和降压驱动模块;其特征是:
所述的LED阵列与降压驱动模块相连,由降压驱动模块提供恒流电源;
设置两个或两个以上的LED矩阵管理器,各个LED矩阵管理器之间采用菊花链的方式串联连接;
所述的每一个LED矩阵管理器,包含有多个电子开关管;
所述每个LED矩阵管理器的输入端,与主控制单元的I/O端对应相连;
所述每个LED矩阵管理器的输出端,与一个LED阵列对应相连,由该LED矩阵管理器来分别控制对应LED阵列中每一颗LED颗粒的调光占空比;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置至少一个LED矩阵管理器,在主控制单元和LED阵列之间,构成一个“一对多”的扩展控制模式;
所述的主控制单元与各个LED矩阵管理器之间,构成一种“主—从”模式的控制结构;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过控制LED矩阵管理器中每一个开关管的通断时间,来单独控制每一颗LED颗粒的亮度;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,采用SPI同步串行协议保持主控制单元与LED矩阵管理器之间的通信;通过SPI同步串行协议,主控制单元将10bit分辨率的调光占空比数据发送给LED矩阵管理器;而各个LED矩阵管理器将LED阵列的故障状态反馈给主控制单元;
所述的矩阵式LED驱动控制系统,通过设置LED矩阵管理器,来扩展可控制的LED颗粒数量;
所述的汽车用LED车灯,由数个LED矩阵管理器构成一个矩阵管理单元;LED控制系统中的主控制单元,通过所述的LED矩阵管理器或矩阵管理单元,去控制多组LED颗粒的占空比,形成一对多的LED控制模式,从而大大增加了可控制的LED颗粒数量,能够实现像素数更多的矩阵式照明模式,进而有助于主动安全领域中车灯防眩目技术的实施和实现。
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