CN222108184U - 一种实现灯具动态和增亮效果的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车灯光电路技术领域，尤其为一种实现灯具动态和增亮效果的电路，包括：电源线，连接到电源、电源转换模块以及LED光源与驱动模块；电源转换模块，用于为LED光源与驱动模块和MCU主控模块供电；信号保护和转换模块，用于接收车身信号，并将车身信号转化为MCU主控模块能够识别的信号；MCU主控模块，用于通过电流调节与通道选择模块驱动LED光源与驱动模块，以使LED光源与驱动模块实现对灯具的依次点亮或选择点亮。本实用新型，实现光源的正常点亮、呼吸点亮、流水点亮、渐变点亮和选择点亮，增加了灯具效果的多样性，实现通讯失效时的硬线触发安全机制，提高了灯具功能的安全性。

Description

一种实现灯具动态和增亮效果的电路

技术领域

本实用新型涉及汽车灯光电路技术领域，具体为一种实现灯具动态和增亮效果的电路。

背景技术

汽车已经成为主要的日常代步工具。汽车的车灯功能包括远近光灯、日行灯等主要提供司机驾驶时前方的路面照明，以此来保障行车的安全。车灯功能还包括转向灯，用于在转弯时提醒靠近的其他车辆和行人注意安全。

在现有的相关技术中，灯具/车灯通过中控使用三极管电路对LED组进行点亮控制，灯具通过通讯控制，使用驱动模块驱动LED。

但是现有的相关技术，LED灯组中某一个或几个故障，将使得无法依次点亮或点亮后亮度降低，这样将影响灯具的使用，而且在车辆车机主控单元与灯具的通讯线路出现断开、超时等故障时将无法触发灯具点亮。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实现灯具动态和增亮效果的电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种实现灯具动态和增亮效果的电路，包括：

电源线，连接到电源、电源转换模块以及LED光源与驱动模块；

电源转换模块，用于为LED光源与驱动模块和MCU主控模块供电；

信号保护和转换模块，用于接收车身信号，并将车身信号转化为MCU主控模块能够识别的信号；

MCU主控模块，用于通过电流调节与通道选择模块驱动LED光源与驱动模块，以使LED光源与驱动模块实现对灯具的依次点亮或选择点亮。

进一步的，还包括硬线触发线路，用于在车身与灯具的通讯线路出现故障时强制触发灯具设定功能，通过MCU主控模块点亮灯具。

进一步的，LED光源与驱动模块包括多个，其中的一部分与电源转换模块连接，另一部分与电源线连接。

进一步的，电源转换模块使用DC-DC转换器将输入电压降压到所需电压值。

进一步的，信号保护和转换模块包括LIN转换器和雪崩二极管、防反二极管以及电阻电容，LIN转换器用于接收车身的LIN信号，并将其转化为MCU能够识别的信号，雪崩二极管和防反二极管以及电阻电容用于对干扰、静电和脉冲进行滤除，再由MCU主控模块进行输入信号的处理，实现故障信号的收集、存储和上报，通过输出以及亮度端口对应实现上下拉、高电位5V、低电位0V、高阻态、检测输入电位、检测故障信号功能。

进一步的，LED光源与驱动模块的一部分为LED负载以及驱动器Ⅰ，另一部分为LED负载以及驱动器Ⅱ，LED负载以及驱动器Ⅰ用于实现位置灯功能、制动灯功能、转向灯功能和后雾灯启闭，LED负载以及驱动器Ⅱ用于实现倒车灯启闭。

进一步的，电流调节与通道选择模块用于电流档位选择，包括两路电阻经过晶体管接入输出端口，通过MCU主控模块的输出端选择需要点亮的通道，以使对应的LED光源与驱动模块点亮灯具。

进一步的，晶体管采用NMOS管。

进一步的，电源转换模块为线性降压、者开关电源升压或者升降压的组件，MCU主控模块的输出端口为IO口、UART口、IIC口或CAN口中的一种或几种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)该电路，实现光源的正常点亮、呼吸点亮、流水点亮、渐变点亮和选择点亮，增加了灯具效果的多样性。

(2)该电路，实现单灯点亮不足以通过法规时的全增亮和选择性增亮等功能，保障了单一灯具功能法规的实现。

(3)该电路，实现多组光源模块的独立控制，提高了造型设计和光学方案的灵活性。

(4)该电路，实现通讯失效时的硬线触发安全机制，提高了灯具功能的安全性。

(5)该电路，电路可靠、灵活性高，可以依据需要拓展或简化电路，实现多个功能的动态、亮度渐变、单灯增亮等效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型原理图。

图2为本实用新型电源转换模块电路图。

图3为本实用新型电源转换模块另一种类型电路图。

图4为本实用新型信号保护和转换模块电路图。

图5为本实用新型信号保护和转换模块另一种类型电路图。

图6为本实用新型LED光源与驱动模块电路图。

图7为本实用新型LED光源与驱动模块另一种类型电路图。

图中：1-电源转换模块、2-信号保护和转换模块、3-MCU主控模块、4-LED光源与驱动模块、5-电流调节与通道选择模块、6-硬线触发线路、7-电源线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

请参阅图1至图7，本实用新型提供一种技术方案：

为了解决现有的技术中没有提及灯具正常工时的渐变点亮和选择点亮的控制模式和电路；没有提及单灯点亮不足以通过法规时的全增亮和选择性增亮等功能；没有提及多组光源模块的独立控制原理和电路；没有通讯失效时的硬线触发安全机制的不足，本实用新型(1)通过灯具的动态和增亮效果的电路，实现光源的正常点亮、呼吸点亮、流水点亮、渐变点亮和选择点亮，增加了灯具效果的多样性；(2)通过灯具的动态和增亮效果的电路，实现单灯点亮不足以通过法规时的全增亮和选择性增亮等功能，保障了单一灯具功能法规的实现；(3)通过灯具的动态和增亮效果的电路，实现多组光源模块的独立控制，提高了造型设计和光学方案的灵活性；(4)通过灯具的动态和增亮效果的电路，实现通讯失效时的硬线触发安全机制，提高了灯具功能的安全性。

具体来说：一种实现灯具/LED灯组动态和增亮效果的电路；电路实现了车灯的多样化的动态效果和增亮效果，使灯具能够实现正常点亮、呼吸点亮、流水点亮、渐变点亮和选择点亮等众多效果及其组合效果，尤其是当一部分光源失效后，剩余光源的全增亮和选择性增亮功能使得灯具能够通过法规，同时电路也给出了通讯失效时的硬线触发安全机制，最大限度提高安全性，为车灯造型、光学方案的设计难点提供了电子解决方案。

动态和增亮效果的电路主要由：电源线7、电源转换模块1、信号保护和转换模块2、MCU主控模块3、LED光源与驱动模块4、电流调节与通道选择模块5、硬线触发线路6组成。

如图1至图3所示，电源线和电源转换模块1使用DC-DC转换器将输入电压降压为6.5V，为MCU和低压降的负载供电(LED负载以及驱动器Ⅰ，即LED光源与驱动模块(1，2)，4-1)，本例的低压降负载是两颗一串的红光、黄光LED，电源线7直接为压降较大(LED负载以及驱动器Ⅱ，即LED光源与驱动模块N4-2)的三颗一串的白光LED供电，足以满足宽范围点亮灯具的需求。

如图4至图5所示，本实例的信号保护和转换模块2包含LIN转换器和雪崩二极管、防反二极管以及电阻电容的组合，LIN转换器能够接收车身的LIN信号，并将其转化为MCU能够识别的信号，雪崩二极管、防反二极管以及电阻电容的组合，对干扰、静电和脉冲进行滤除，再由MCU主控模块3车规级S9KEAZ系列或者更高安全等级的芯片进行输入信号的处理，实现故障信号的收集、存储和上报，通过IO口能实现上下拉、高电位5V、低电位0V、高阻态、检测输入电位、检测故障信号等功能，能够通过Output1-Output N(输出端口1-N)以及Brighten(亮度端口)等IO口独立控制后级模块。

通过LED光源与驱动模块4实现灯具的正常点亮，4-1是两颗一串的LED负载以及低边驱动器，用于位置灯功能、制动灯功能、转向灯功能和后雾灯功能，4-2是三颗一串的LED负载以及低边驱动器，用于倒车灯功能。

根据电流调节与通道选择模块5进行电流档位选择，图中1有两路电阻经过NMOS管接入Output端口，电阻均为等效模型，取值和数量根据实际电流和功率要求进行选取，通过MCU的Output口来选择需要点亮的通道，比如当Output1为0时，第一组LED和驱动模块被点亮，以此类推，从而实现流水效果；如果Output为PWM波，则可以通过预设的频率和占空比实现呼吸效果和渐变亮效果。

当Brighten端口为5V时，电流调节与通道选择模块5的NMOS管被打开，等效调流电阻变小，LED串被增亮，比如当Output2为0时，且Brighten为5V，第二组LED和驱动模块被增亮，以此类推，从而精准控制每一串的增亮或选择性增亮。

当部分光源模块损坏，模块的故障通过通信上报给车身，但是从安全的角度考虑，尤其是制动灯功能和位置灯功能，功能的剩余完好的光源模块应当保持点亮甚至增亮来达到原有的亮度要求，电流调节与通道选择模块5能够满足灯光功能的全部或者部分的增亮，一方面扩展了动态效果的多样性，另一方面使得单灯点亮时相应功能的光源增亮，使单灯能够满足法规。

模块6是硬线触发线路，在车身与灯具的通讯线路出现断开、超时等故障时，该硬线起主导作用，强制触发灯具特定功能点亮，比如制动灯通讯超时，通讯未唤醒制动灯，此时硬线触发制动灯点亮，避免了制动灯不受控制的危险情况。

该电路也支持硬线信号输入和CAN信号输入；电源转换模块1可以是线性降压或者开关电源升压或者升降压的组件；驱动器也可以使用高边模式的组件，每一串LED的颗数也是可以改变的；随着负载的增加，应当考虑到MCU的IO口资源的紧张，因此可以使用内部通讯的方式、使用极少数的IO口实现MCU对驱动器的控制，比如通过UART、IIC、CAN等通讯方式，节省IO资源，实现更多负载的驱动和控制；最后仍需要考虑电源转换模块的载流能力，合理增设多个电源转换模块进行功率分担，防止系统因过载而损坏。

本实用新型，未叙述部分为现有技术。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，包括：

电源线(7)，连接到电源、电源转换模块(1)以及LED光源与驱动模块(4)；

电源转换模块(1)，用于为LED光源与驱动模块(4)和MCU主控模块(3)供电；

信号保护和转换模块(2)，用于接收车身信号，并将车身信号转化为MCU主控模块(3)能够识别的信号；

MCU主控模块，用于通过电流调节与通道选择模块(5)驱动LED光源与驱动模块(4)，以使LED光源与驱动模块(4)实现对灯具的依次点亮或选择点亮。

2.如权利要求1所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，还包括硬线触发线路(6)，用于在车身与灯具的通讯线路出现故障时强制触发灯具设定功能，通过MCU主控模块(3)点亮灯具。

3.如权利要求1所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，LED光源与驱动模块(4)包括多个，其中的一部分与电源转换模块(1)连接，另一部分与电源线(7)连接。

4.如权利要求3所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，电源转换模块(1)使用DC-DC转换器将输入电压降压到所需电压值。

5.如权利要求1所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，信号保护和转换模块(2)包括LIN转换器和雪崩二极管、防反二极管以及电阻电容，LIN转换器用于接收车身的LIN信号，并将其转化为MCU能够识别的信号，雪崩二极管和防反二极管以及电阻电容用于对干扰、静电和脉冲进行滤除，再由MCU主控模块(3)进行输入信号的处理，实现故障信号的收集、存储和上报，通过输出以及亮度端口对应实现上下拉、高电位5V、低电位0V、高阻态、检测输入电位、检测故障信号功能。

6.如权利要求3所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，LED光源与驱动模块(4)的一部分为LED负载以及驱动器Ⅰ，另一部分为LED负载以及驱动器Ⅱ，LED负载以及驱动器Ⅰ用于实现位置灯功能、制动灯功能、转向灯功能和后雾灯启闭，LED负载以及驱动器Ⅱ用于实现倒车灯启闭。

7.如权利要求3所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，电流调节与通道选择模块(5)用于电流档位选择，包括两路电阻经过晶体管接入输出端口，通过MCU主控模块(3)的输出端选择需要点亮的通道，以使对应的LED光源与驱动模块(4)点亮灯具。

8.如权利要求7所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，晶体管采用NMOS管。

9.如权利要求5所述的一种实现灯具动态和增亮效果的电路，其特征在于，电源转换模块为线性降压、者开关电源升压或者升降压的组件，MCU主控模块(3)的输出端口为IO口、UART口、IIC口或CAN口中的一种或几种。