本實用新型屬于照明領(lǐng)域,尤其涉及一種采用LED光源的汽車車燈的控制電路。
背景技術(shù):
汽車的車燈主要起照明和信號作用。尤其是位于汽車前端車燈發(fā)出的光,可以照亮車體前方的道路情況,使駕駛者可以在黑夜里安全地行車。
LED技術(shù)經(jīng)過幾十年突飛猛進的發(fā)展,由于其具有功率低,效率高,光色優(yōu)質(zhì)等特點,其應(yīng)用越來越廣泛,特別是在汽車車燈照明領(lǐng)域。
現(xiàn)有的LED車燈,尤其是用于汽車前照明的汽車前車燈(俗稱大燈),通常采用多顆LED串聯(lián),構(gòu)成一組LED負載(亦稱燈串或燈串支路)。整個大燈可以采用一組或數(shù)組這樣的LED負載,來組成整個大燈的發(fā)光光源。
以申請公布日為2015年12月02日,申請公布號為CN 105120556 A的中國發(fā)明專利申請為例,該發(fā)明專利申請中,公開了一種“采用HVLED的低發(fā)熱功耗車燈電子電路”,其光源模組L,就是由多顆LED串聯(lián)后構(gòu)成的(參見其說明書附圖1中所示)。但是采用這種電路結(jié)構(gòu)的車燈在實際使用過程中,一旦構(gòu)成該組LED負載支路串聯(lián)的多顆LED中,有一顆LED損壞,會影響該組LED負載的整個正常工作和發(fā)光。
對此,授權(quán)公告日為2015年08月12日,授權(quán)公告號為CN 204559967 U的中國實用新型專利中,公開了一種“汽車LED燈具短路斷路關(guān)斷系統(tǒng)”,各燈串支路其燈組的正極接電源,負極接三極管Q的集電極,各三極管Q的集電極接第二肖特二極管D2的正極,各燈串支路上的三極管Q的基極相連接,第二肖特二極管D2輸出端通過各自的短路判斷電路和斷路判斷電路接各自對應(yīng)的信號處理電路的輸入端,各信號處理電路經(jīng)燈串支路控制電路接各燈串支路的三極管的基極,在任何一燈串支路其中一個發(fā)光二極管發(fā)生斷路或短斷時,控制各燈串支路上的三極管Q關(guān)斷該燈串支路上所有的LED。在該技術(shù)方案中,當任意一個LED發(fā)生斷路或短斷失效時,串接在該燈串支路中的三極管Q斷開,切斷該燈串支路上所有LED的電源,進而能及時控制各燈串支路中的LED全部關(guān)斷。
為了使流過LED燈的電流恒定,保證LED的亮度的均勻性和穩(wěn)定性,現(xiàn)在LED車燈已經(jīng)更多的采用恒流源作為前述LED負載的電源。
現(xiàn)在常見的LED故障關(guān)斷電路具體線路以圖1中所示為例,其將故障關(guān)斷電路設(shè)置在線性恒流的參考電壓點的基極。
故障檢測電路檢測到LED開路故障后,引起故障關(guān)斷電路工作,最后故障關(guān)斷電路的最后一級開關(guān)管TR5的集電極連接至線性恒流電路中參考電壓點A處,將參考電壓導(dǎo)通到地,即使參考電壓近似與0V。
這種做法的缺點是:因為最后一級開關(guān)管TR5即使導(dǎo)通到地,由于三極管內(nèi)部體二極管的存在,仍會有0.2V左右的電壓,導(dǎo)致線性恒流電路中參考電壓導(dǎo)通到地不徹底,所以故障情況下LED工作電路關(guān)斷不徹底,這樣會使LED微微亮且電源端口的故障狀態(tài)靜態(tài)電流在>10mA的數(shù)量級,有時不便于汽車的主控制單元或主控制模塊(業(yè)內(nèi)亦稱為車身主控制單元)識別故障。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能減小靜態(tài)電流的LED故障關(guān)斷電路。其在電源與線性恒流電路的參考電壓源回路之間,設(shè)置了一個電子開關(guān),當LED發(fā)生故障時,LED故障關(guān)斷電路工作,輸出控制信號使電子開關(guān)直接截止,將線性恒流電路的參考電壓源回路徹底切斷,使得線性恒流電路的參考電壓源回路沒有電流流過,則線性恒流電路處于完全不工作的狀態(tài),所以可以做到LED發(fā)生故障時所消耗的靜態(tài)電流非常小,足以被車身主控制單元順利識別故障。
本實用新型的技術(shù)方案是:提供一種能減小靜態(tài)電流的LED故障關(guān)斷電路,包括輸入濾波防反接電路模塊、LED故障關(guān)斷電路模塊、線性恒流電路模塊和LED負載模塊,其特征是:
所述的LED負載模塊至少由n個LED分支路構(gòu)成,每個LED分支路至少包括m個LED,其中n大于1,m大于1;
所述的線性恒流電路模塊設(shè)置有n個線性恒流電路,每一個線性恒流電路與一個LED分支路對應(yīng)連接;
在所述的LED故障關(guān)斷電路模塊中,設(shè)置有一個電子開關(guān);
所述的電子開關(guān),設(shè)置在輸入濾波防反接電路模塊與線性恒流電路模塊之間;
所述電子開關(guān)的第一端或輸入端,與輸入濾波防反接電路模塊對應(yīng)連接;電子開關(guān)的第二端或輸出端,與線性恒流電路模塊對應(yīng)連接;電子開關(guān)的控制端,與LED故障關(guān)斷電路模塊對應(yīng)連接;
VCC電源經(jīng)輸入濾波防反接電路模塊與電子開關(guān)的第一端或輸入端連接;
所述線性恒流電路模塊的輸出端與LED負載模塊相連;
所述LED故障關(guān)斷電路模塊的輸入端與LED負載模塊中的各個LED分支路分別對應(yīng)連接;
所述LED故障關(guān)斷電路模塊的輸出端與電子開關(guān)的控制端對應(yīng)連接。
具體的,所述的LED負載至少由2個LED分支路構(gòu)成,每個LED分支路至少包括2個LED串聯(lián)構(gòu)成。
具體的,所述的LED故障關(guān)斷電路,設(shè)置有一個電子開關(guān);所述的電子開關(guān)串接在輸入濾波防反接電路模塊的輸出端與線性恒流電路模塊的輸入端之間;或者,所述的電子開關(guān)串接在輸入濾波防反接電路模塊的輸出端與線性恒流電路模塊的參考穩(wěn)壓點之間。
進一步的,所述的電子開關(guān)為開關(guān)三極管、可控硅、繼電器或受控電開關(guān)。
更進一步的,所述的電子開關(guān)為第一三極管TR1,所述第一三極管TR1的基極與LED故障關(guān)斷電路模塊的輸出端連接,所述第一三極管TR1的發(fā)射極經(jīng)上拉電阻與輸入濾波防反接電路模塊的輸出端連接,所述第一三極管TR1的集電極與線性恒流電路模塊的輸入端或線性恒流電路模塊的參考穩(wěn)壓點對應(yīng)連接。
其所述的LED故障關(guān)斷電路模塊包括第一上拉電阻R1、第二上拉電阻R2,第一三極管TR1、第五三極管TR5、第六三極管TR6,二極管D3,下拉電阻R10和濾波電容C3;
其中,第五三極管TR5的基極與第六三極管TR6的發(fā)射極連接后,經(jīng)第一上拉電阻R1與輸入濾波防反接電路模塊的輸出端連接,第五三極管TR5的集電極與第一三極管TR1的基極連接后經(jīng)第二上拉電阻R2與輸入濾波防反接電路模塊的輸出端連接,第五三極管TR5的發(fā)射極經(jīng)二極管D3和下拉電阻R10接地;第六三極管TR6的集電極接地,第六三極管TR6的基極經(jīng)二極管與線性恒流電路模塊的輸出端連接。
與現(xiàn)有技術(shù)比較,本實用新型的優(yōu)點是:
在線性恒流電路模塊的參考電壓源回路中設(shè)置一個受控電子開關(guān),當某個LED出現(xiàn)開路故障后,LED故障關(guān)斷電路模塊動作,輸出控制信號使得受控電子開關(guān)斷開,將線性恒流電路模塊的參考電壓回路徹底切斷,線性恒流電路模塊處于完全不工作的狀態(tài),使得LED負載故障時線性恒流電路模塊所消耗的靜態(tài)電流非常小,既避免了現(xiàn)有技術(shù)中線性恒流電路中參考電壓導(dǎo)通到地不徹底的弊端,又保證了LED負載故障可被汽車的主控制電路(亦稱車身主控制單元)順利識別,有助于實現(xiàn)LED負載故障的快速、正確識別。
附圖說明
圖1是傳統(tǒng)方式的LED故障關(guān)斷電路的示意圖;
圖2是本實用新型LED故障關(guān)斷電路的模塊構(gòu)成示意圖;
圖3是本實用新型LED故障關(guān)斷電路的具體線路圖。
圖中,1為輸入濾波防反接電路模塊,2為LED故障關(guān)斷電路模塊,3為線性恒流電路模塊,4為LED負載模塊。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
圖2中,本實用新型的技術(shù)方案提供了一種能減小靜態(tài)電流的LED故障關(guān)斷電路,包括輸入濾波防反接電路模塊1、LED故障關(guān)斷電路模塊2、線性恒流電路模塊3和LED負載模塊4,其發(fā)明點在于:
在所述的LED故障關(guān)斷電路模塊中,設(shè)置有一個電子開關(guān);
所述的電子開關(guān),設(shè)置在輸入濾波防反接電路模塊與線性恒流電路模塊之間;
所述電子開關(guān)的第一端或輸入端,與輸入濾波防反接電路模塊對應(yīng)連接;電子開關(guān)的第二端或輸出端,與線性恒流電路模塊對應(yīng)連接;電子開關(guān)的控制端,與LED故障關(guān)斷電路模塊對應(yīng)連接;
VCC電源經(jīng)輸入濾波防反接電路模塊與電子開關(guān)的第一端或輸入端連接;
所述線性恒流電路模塊的輸出端與LED負載模塊相連;
所述LED故障關(guān)斷電路模塊的輸入端與LED負載模塊中的各個LED分支路分別對應(yīng)連接;
所述LED故障關(guān)斷電路模塊的輸出端與電子開關(guān)的控制端對應(yīng)連接。
由圖可知,VCC電源經(jīng)輸入濾波防反接電路模塊輸送至電子開關(guān)后與線性恒流電路模塊連接,線性恒流電路模塊的輸出端與LED負載模塊相連,對其供電。
當所述的LED負載模塊工作正常時,所述的電子開關(guān)處于“導(dǎo)通”連接狀態(tài),所述的VCC電源經(jīng)過輸入濾波防反接電路模塊和電子開關(guān),與所述線性恒流電路模塊的輸入端連接,以實現(xiàn)n條支路上流經(jīng)LED的電流相同;
當任一LED分支路上的某個LED出現(xiàn)“開路”故障后,LED故障關(guān)斷電路模塊動作,輸出控制信號使得電子開關(guān)處于“截止”關(guān)斷狀態(tài),將輸入濾波防反接電路模塊與線性恒流電路模塊參考電壓回路之間的電連接與徹底切斷,線性恒流電路模塊無法工作,致使所述的LED負載模塊徹底“斷電”。
本實用新型技術(shù)方案所述的LED故障關(guān)斷電路,在電源與線性恒流電路的參考電壓源回路之間,設(shè)置了一個電子開關(guān),當LED發(fā)生故障時,LED故障關(guān)斷電路工作,LED故障關(guān)斷電路輸出的控制信號使電子開關(guān)直接截止,將線性恒流電路的參考電壓源回路徹底切斷,使得線性恒流電路的參考電壓源回路沒有電流流過,則線性恒流電路處于完全不工作的狀態(tài),所以可以做到LED發(fā)生故障時所消耗的靜態(tài)電流非常小,足以被車身主控制單元順利識別故障。
本實用新型的技術(shù)方案,通過一個受控電開關(guān)來控制線性恒流電路模塊的參考電壓回路的通斷,當某個LED出現(xiàn)開路故障后,LED故障關(guān)斷電路模塊動作,所述的受控電開關(guān)處于截止關(guān)斷狀態(tài),將線性恒流電路模塊的參考電壓回路徹底切斷,線性恒流電路模塊的參考電壓源回路沒有電流流過,線性恒流電路模塊處于完全不工作的狀態(tài),使得LED負載故障時線性恒流電路模塊所消耗的靜態(tài)電流非常小,以保證LED負載故障被車身主控制單元順利識別。
圖3中,本實用新型技術(shù)方案所公開的能減小靜態(tài)電流的LED故障關(guān)斷電路,主要由以下幾個功能模塊構(gòu)成:功能模塊一:輸入濾波防反接電路1;功能模塊二:LED故障關(guān)斷電路2;功能模塊三:線性恒流電路3,功能模塊四:LED負載4。
其中,功能模塊二主要由2個上拉電阻R1、R2,2個PNP三極管TR1、TR6,1個NPN三極管TR5,1個二極管D3,1個下拉電阻R10和1個濾波電容C3組成。
由圖可知,所述的LED負載至少由2個LED分支路構(gòu)成,每個LED分支路至少包括2個LED串聯(lián)構(gòu)成。
進一步的,所述的受控電子開關(guān)為第一三極管TR1,所述第一三極管TR1的基極與LED故障關(guān)斷電路模塊的輸出端連接,所述第一三極管TR1的發(fā)射極經(jīng)上拉電阻與輸入濾波防反接電路模塊的輸出端連接,所述第一三極管TR1的集電極與線性恒流電路模塊的參考穩(wěn)壓點對應(yīng)連接。
所述的LED故障關(guān)斷電路模塊包括第一上拉電阻R1、第二上拉電阻R2,第一三極管TR1、第五三極管TR5、第六三極管TR6,二極管D3,下拉電阻R10和濾波電容C3;
其中,第五三極管TR5的基極與第六三極管TR6的發(fā)射極連接后,經(jīng)第一上拉電阻R1與輸入濾波防反接電路模塊的輸出端連接,第五三極管TR5的集電極與開關(guān)三極管的基極連接后經(jīng)第二上拉電阻R2與輸入濾波防反接電路模塊的輸出端連接,第五三極管TR5的發(fā)射極經(jīng)二極管D3和下拉電阻R10接地;第六三極管TR6的集電極接地,第六三極管TR6的基極經(jīng)二極管與線性恒流電路模塊的輸出端連接。
所述的LED故障關(guān)斷電路,設(shè)置一個開關(guān)三極管TR1串聯(lián)在線性恒流電路模塊參考電壓源的回路中,充當受控電子開關(guān);當所述的LED故障關(guān)斷電路模塊動作時,開關(guān)三極管TR1直接截止,將線性恒流電路模塊的參考電壓源回路切斷,參考電壓源回路沒有電流流過,則線性恒流電路模塊處于完全不工作的狀態(tài),使得LED負載模塊故障時線性恒流電路模塊所消耗的靜態(tài)電流非常小,以保證LED負載故障被車身主控制單元順利識別。
進一步的,所述的受控電子開關(guān)為開關(guān)三極管、可控硅、繼電器或受控電開關(guān)。
電源VCC先進入功能模塊一輸入濾波防反接部分,經(jīng)過旁路到地的TVS管TVS1和濾波電容C1,C2后,流入防反二極管D1的正極,電流從D1的負極流出,經(jīng)過功能模塊二的故障關(guān)斷電路中的開關(guān)三極管TR1后到達功能模塊三的線性恒流電路,功能模塊三線性恒流電路和功能模塊四LED負載相連供電。
功能模塊三線性恒流電路中,電流經(jīng)過電阻R3、二極管D2、D4形成線性恒流電路的參考穩(wěn)壓源(假設(shè)故障關(guān)斷電路不工作,開關(guān)三極管TR1導(dǎo)通),穩(wěn)壓源的穩(wěn)壓點A與限流電阻R4、R5、R6…Rn相連(假設(shè)LED支路有n個分支)。
以其中某一支路為例,限流電阻R4與線性恒流用的功率三極管TR2的基極相連,功率三極管TR2的發(fā)射極與1個均流電阻R7相連,均流電阻R7的另一端連接到地。功率三極管TR2的集電極與LED的負極相連。每一支路的限流電阻R4、R5、R6的一端連接在一起,另一端分別連接每一支路的功率三極管TR2、TR3、TR4的基極,每一支路的功率三極管的發(fā)射極分別連接一個均流電阻R7、R8、R9到地,每一支路的功率三極管的集電極分別連接每一支路的LED負極,以達到n條支路上的LED電流相同(因為n條支路都參考了同一穩(wěn)壓點A)。功能模塊四中LED串負載的LED正極連接至D1的負極,形成LED+到LED—的回路,上述電路構(gòu)成線性恒流電路。
功能模塊四LED負載的每個支路LED串的LED負極連接1個二極管的負極,以LED1-串為例,LED1-連接至D5的負極,D6、D7、……、Dn以此類推,所有二極管的正極全部并聯(lián)在一起后,形成“與門”,“與門”的輸出連接一個PNP三極管TR6的基極,PNP三極管TR6的基極同時連接一個濾波電容C3到地,PNP三極管TR6的集電極連接到地,PNP三極管TR6的發(fā)射極經(jīng)過一個限流電阻R1上拉到二極管D1的負極,限流電阻R1和三極管TR6的中心連接點與NPN三極管TR5的基極相連,NPN三極管TR5的發(fā)射極與二極管D3的正極相連,二極管D3的負極與下拉電阻R10的一端相連,R10的另一端與地相連;NPN三極管TR5的集電極經(jīng)過一個上拉電阻R2連接到二極管D1的負極,上拉電阻R2與NPN三極管TR5的中心連接點與PNP三極管TR1的基極相連,PNP三極管TR1串聯(lián)在R3到D2,D3的穩(wěn)壓電路中間,形成一個受控電子開關(guān)。
由圖3中所示可知,LED正常工作時,每一支路的LED負極都有電壓高電平,經(jīng)過二極管組成的與門(有0必0,全1才1的邏輯)后,C點輸出高電平,三極管TR6由于C點電壓與D點電壓都為高電平(即無壓差)而進入截止狀態(tài),則D點電壓為高電平,從而使三極管TR5導(dǎo)通,導(dǎo)通后,電源VCC經(jīng)過二極管D1后的電壓經(jīng)過電阻R2,二極管D3和電阻R10分壓,分壓后E點電壓為低,三極管TR1由于發(fā)射極B點電壓高于基極E點電壓而導(dǎo)通,所以三極管TR1導(dǎo)通后,將功能模塊三線性恒流電路的參考電壓回路(R3到D2,D4)連通,線性恒流電路工作供電給LED串。
當有一顆LED開路時,開路這一支路的LED負極輸出0V低電平,根據(jù)二極管組與門的邏輯特質(zhì),C點輸出低電平,三極管TR6的發(fā)射極D點電壓高于基極C點電壓,所以TR6導(dǎo)通到地;則D點為0V低電平,三極管TR5截止;則E點為等效于D1負極的高電平,所以TR1截止;TR1截止后將功能模塊三線性恒流電路的參考電壓回路(R3到D2,D4)徹底切斷,線性恒流電路無法工作,LED串也沒有線性恒流電路的供電回路。
與圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)相比,本技術(shù)方案的LED故障關(guān)斷電路,更換了工作方式的切入點,從圖3中可以看到:其將一個開關(guān)三極管TR1串聯(lián)于線性恒流電路參考電壓源的回路中(即電阻R3流經(jīng)二極管D2、電阻D4到地的回路中)充當受控電子開關(guān),當故障關(guān)斷電路工作時,開關(guān)三極管TR1這個開關(guān)管直接截止,將線性恒流電路的參考電壓源回路切斷,由于參考電壓源回路沒有電流流過,則線性恒流電路處于完全不工作的狀態(tài),所以可以做到LED故障時消耗的靜態(tài)電流非常小,足以被車身主控單元識別。
由于本實用新型在線性恒流電路的參考電壓源回路中設(shè)置了一個電子開關(guān),當故障關(guān)斷電路工作時,這個電子開關(guān)直接截止,將線性恒流電路的參考電壓源回路徹底切斷,使得參考電壓源回路沒有電流流過,則線性恒流電路處于完全不工作的狀態(tài),所以可以做到故障時所消耗的靜態(tài)電流非常小,足以被車身主控制單元順利識別故障。
本實用新型可廣泛用于汽車LED車燈控制裝置的設(shè)計和制造領(lǐng)域。