一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈，包括多個(gè)燈條和廂燈控制器，每個(gè)燈條為由n行m列LED發(fā)光源組成的陣列，每一列的LED發(fā)光源串聯(lián)，每一行的LED發(fā)光源并聯(lián)；廂燈控制器包括處理器單元、多個(gè)故障檢測(cè)電路、多個(gè)恒流控制電路，每個(gè)故障檢測(cè)電路、每個(gè)恒流控制電路對(duì)應(yīng)一燈條，連接在該燈條與處理器單元之間；每個(gè)故障檢測(cè)電路用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)燈條的故障狀態(tài)，處理器單元根據(jù)故障檢測(cè)電路的輸出進(jìn)行故障狀態(tài)分析，根據(jù)分析的結(jié)果向?qū)?yīng)的恒流控制電路發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)；恒流控制電路根據(jù)所接收的控制信號(hào)對(duì)對(duì)應(yīng)的燈條進(jìn)行恒流控制。本發(fā)明使車用廂燈更具人性化，大大提高了用戶的使用感受，以及方便了用戶的操作和后期維護(hù)。
【專利說(shuō)明】一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛工程領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈。

【背景技術(shù)】
[0002]目前世界各國(guó)對(duì)節(jié)能環(huán)保越發(fā)重視。LED光源是一種節(jié)能型綠色光源，以其發(fā)光效率高、成本適中的特點(diǎn)，被廣泛使用；已具有替代傳統(tǒng)光源的趨勢(shì)。
[0003]目前，LED型車用廂燈已被廣泛使用?，F(xiàn)應(yīng)用的LED型廂燈大多數(shù)采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電壓直接控制。這種方式具體為用多個(gè)LED及限流電阻串聯(lián)形成一個(gè)串，再由多串并聯(lián)組成一個(gè)燈條；用車體電源經(jīng)開(kāi)關(guān)直接點(diǎn)亮燈條。這樣的結(jié)構(gòu)具有先天的缺點(diǎn)，當(dāng)某串中的一個(gè)LED斷路損壞，則該串的其它LED同時(shí)無(wú)法發(fā)光。因此，若有幾個(gè)LED隨機(jī)損壞，則這個(gè)燈條亮度明顯下降。同時(shí)，車體電源的電壓是經(jīng)常波動(dòng)的，容易導(dǎo)致廂燈的亮度忽明忽暗，同時(shí)降低了 LED的壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個(gè)問(wèn)題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈，包括:多個(gè)燈條和廂燈控制器，其中:
[0006]每個(gè)所述燈條為由η行m列LED發(fā)光源組成的陣列，其中每一列的LED發(fā)光源串聯(lián)，每一行的LED發(fā)光源并聯(lián)，n、m均為自然數(shù)；
[0007]所述廂燈控制器包括處理器單元、多個(gè)故障檢測(cè)電路、多個(gè)恒流控制電路、CAN通信接口電路及光線傳感器電路，每個(gè)所述故障檢測(cè)電路、每個(gè)所述恒流控制電路分別對(duì)應(yīng)一燈條，并連接在該燈條與所述處理器單元之間；每個(gè)所述故障檢測(cè)電路用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)燈條的故障狀態(tài)，所述處理器單元根據(jù)所述故障檢測(cè)電路的輸出進(jìn)行故障狀態(tài)分析，并根據(jù)故障狀態(tài)分析的結(jié)果向?qū)?yīng)的恒流控制電路發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)；所述恒流控制電路根據(jù)所接收的控制信號(hào)對(duì)對(duì)應(yīng)的燈條進(jìn)行恒流控制。
[0008]進(jìn)一步地，所述故障檢測(cè)電路包括:第一電容、第一穩(wěn)壓二極管、第一電阻和第四電阻，所述恒流控制電路包括第二電容、第二穩(wěn)壓二極管、第二電阻、第三電阻、第三電容第五電阻和功率三極管，其中:
[0009]所述第一電容、所述第一穩(wěn)壓二極管和所述第一電阻并聯(lián)在車體電源負(fù)極與所述第四電阻的第一端之間，所述第四電阻的第二端與所述功率三極管的集電極相連，所述第四電阻的第一端還與所述處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連；
[0010]所述第二電容、所述第二穩(wěn)壓二極管和所述第二電阻并聯(lián)在車體電源負(fù)極與所述第三電阻的第一端之間，所述第三電容連接在所述第三電阻的第二端與所述功率三極管的集電極之間，所述第五電阻連接在車體電源負(fù)極與所述第三電阻的第二端之間，所述第三電阻的第一端還與所述處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述功率三極管的發(fā)射極與車體電源正極相連，所述第三電阻的第二端還與對(duì)應(yīng)燈條的負(fù)極端相連，所述功率晶體管的集電極還與對(duì)應(yīng)燈條的正極端相連，所述功率晶體管的基極與所述處理器單元的PWM信號(hào)輸出端相連。
[0011 ] 進(jìn)一步地，上述處理器單元還包括CAN通信接口電路，與所述處理器單元相連，用于完成CAN通信信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。
[0012]進(jìn)一步地，上述處理器單元還包括光線傳感器電路，與所述處理器單元相連，用于采集當(dāng)前的亮度信息，所述處理器單元根據(jù)當(dāng)前的亮度信息對(duì)燈條的燈光亮度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0013]本發(fā)明的車用廂燈系統(tǒng)由廂燈控制器和廂燈燈條兩部分構(gòu)成，其具有亮度調(diào)節(jié)、亮度設(shè)定及故障報(bào)警功能。廂燈控制器由故障檢測(cè)電路、恒流控制電路、CAN通信接口電路及處理器單元構(gòu)成；廂燈燈條采用LED發(fā)光源，并以矩陣的方式連接構(gòu)成?？刂破鞯妮敵霾捎煤懔鏖]環(huán)控制策略。本發(fā)明的廂燈系統(tǒng)具有亮度穩(wěn)定無(wú)閃爍、發(fā)光強(qiáng)度可調(diào)節(jié)及設(shè)定、抵抗電壓波動(dòng)對(duì)亮度的影響、故障檢測(cè)報(bào)警及組建靈活等特點(diǎn)，使得車用廂燈更具人性化，大大提高了用戶的使用感受，以及方便了用戶的操作和后期維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED廂燈燈條電路原理圖；
[0017]圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的故障檢測(cè)及恒流控制電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈總體結(jié)構(gòu)框圖；如圖所示，該車用廂燈包括廂燈控制器部分①和LED燈條部分②，廂燈控制器完成對(duì)燈條的恒流控制、故障檢測(cè)、調(diào)節(jié)亮度及與用戶之間進(jìn)行信息交互。
[0020]1、廂燈控制器部分主要包括:
[0021](I)故障檢測(cè)部分
[0022]該部分完成對(duì)LED燈條的故障檢測(cè)，能夠定位到具體哪一個(gè)燈條出現(xiàn)故障。當(dāng)LED燈條內(nèi)的LED發(fā)光點(diǎn)出現(xiàn)一定數(shù)量的斷路或短路故障時(shí)，該部分輸出故障信號(hào)?？刂茊卧獧z測(cè)到故障信號(hào)后，通過(guò)通信接口向用戶發(fā)送故障信息。
[0023](2)亮度控制部分
[0024]該部分實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈條的亮度控制，能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)廂燈燈條的亮度。該部分電路接收處理器單元輸出的PWM信號(hào)，將其放大驅(qū)動(dòng)LED燈條；同時(shí)該部分電路對(duì)輸出電流進(jìn)行檢測(cè)。處理器單元根據(jù)輸出電流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)輸出的PWM信號(hào)，形成閉環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的可調(diào)節(jié)的輸出電流。此外，還可以根據(jù)實(shí)際需求情況，擴(kuò)展連接光線傳感器，實(shí)現(xiàn)亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。
[0025](3) CAN通信部分
[0026]該部分以CAN總線的通信方式，與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?？刂葡蛲獍l(fā)送廂燈的工作狀態(tài)信息及接收外部的亮度控制信息。本方案采用的處理器內(nèi)部集成CAN收發(fā)器，因此電路上只需接入CAN接口芯片即可，本實(shí)施例中采用的CAN接口芯片型號(hào)為TJA1042。
[0027](4)處理器單元
[0028]處理器單元可以選用飛思卡爾汽車級(jí)8位單片機(jī)，型號(hào)為S9S08DZ16。
[0029]2、LED燈條部分。
[0030]燈條采用LED矩陣式的連接方式，矩陣的長(zhǎng)寬點(diǎn)數(shù)大小可以根據(jù)實(shí)際車型進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。
[0031]圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED廂燈燈條電路原理圖，圖中端子A為燈條的正極接線端，端子B為燈條的負(fù)極接線端。燈條采用LED發(fā)光源以矩陣的方式連接。采用這種連接方式時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)幾個(gè)LED斷路損壞時(shí)基本不會(huì)影響整個(gè)燈條的亮度；gLED出現(xiàn)短路現(xiàn)象時(shí)控制器可以很容易檢測(cè)出燈條出現(xiàn)故障。圖2中的m表示LED矩陣的長(zhǎng)具有m個(gè)發(fā)光點(diǎn)；n表示LED矩陣的寬有η個(gè)發(fā)光點(diǎn)。m和η的具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)計(jì)。在這里給出一個(gè)參考設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度m取值為20，寬度η取值為4。該參考設(shè)計(jì)適合于24V電壓系統(tǒng)的車輛，燈條的大小適中，易于裝配。
[0032]圖3中的①所示的部分為本發(fā)明的故障檢測(cè)電路原理圖所示的部分為本發(fā)明的恒流控制電路原理圖。LED發(fā)光源的故障類型分為斷路故障和短路故障。由于控制器的輸出采用恒流控制，因此可以通過(guò)輸出電壓的狀態(tài)來(lái)判斷LED燈條是否發(fā)生故障。當(dāng)某燈條內(nèi)一個(gè)或幾個(gè)LED發(fā)生短路故障時(shí)，控制器的輸出電壓會(huì)明顯變低；當(dāng)某燈條內(nèi)多個(gè)LED發(fā)生斷路故障時(shí)，控制器的輸出電壓會(huì)升高。具體電路如圖3中①部分所示，電路的輸出端E與處理器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連。在電路中，電阻R4和Rl對(duì)輸出電壓分壓，使電壓大小適于處理器采集。電容Cl的作用是對(duì)分壓后的信號(hào)進(jìn)行濾波，使信號(hào)變得平穩(wěn)。穩(wěn)壓二極管Dl的作用是保護(hù)處理器不會(huì)因過(guò)電壓輸入而損壞。圖3中②部分為恒流控制電路，恒流控制的原理是采用電流閉環(huán)控制。具體為處理器會(huì)定時(shí)采集實(shí)際輸出的電流，根據(jù)實(shí)際電流值和理想電流值進(jìn)行運(yùn)算，來(lái)調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比，進(jìn)而使輸出電流與理想電流相近。在電路中，端子C和D與車體電源連接，C接正極，D接負(fù)極。A端接燈條的正極端；B端接燈條的負(fù)極端。F端接處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。G端接處理器的PWM信號(hào)輸出端。Ql為功率三極管，對(duì)處理器輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行放大。C3為濾波電容,對(duì)輸出電壓進(jìn)行濾波，使輸出電壓穩(wěn)定。R5為限流電阻，同時(shí)也作為電流采樣電阻。由于R5上的電壓與流過(guò)R5的電流成線性關(guān)系，因此對(duì)R5上的電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，即可計(jì)算出輸出電流值。電阻R3和R2對(duì)電阻R5上的電壓進(jìn)行分壓，使電壓大小適合于處理器采集。電容C2為濾波電容，對(duì)R3和R2分壓后的電壓進(jìn)行濾波，使其更穩(wěn)定。穩(wěn)壓二極管D2其保護(hù)作用，能夠防止處理器因輸入電壓過(guò)大而損壞。本實(shí)施例的故障檢測(cè)電路和恒流控制電路具有電路簡(jiǎn)潔、成本低、占用空間小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。
[0033]綜上所述，本發(fā)明上述實(shí)施例具有以下有益效果:
[0034]1、能夠?qū)崟r(shí)告知用戶LED廂燈的故障狀態(tài)，且能夠定位到具體哪一個(gè)LED廂燈燈條出現(xiàn)故障。避免人工定期檢查廂燈是否故障，節(jié)約了人力工作量；同時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)廂燈故障，避免了廂燈工作時(shí)部分LED故障后，繼續(xù)使用導(dǎo)致該廂燈內(nèi)更多LED損壞。
[0035]2、能夠調(diào)節(jié)和設(shè)定燈條的亮度。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際使用需求方便的調(diào)節(jié)和設(shè)定廂燈的亮度。同時(shí)，若控制器擴(kuò)展光線傳感器后，亮度調(diào)節(jié)可設(shè)定為自動(dòng)模式，根據(jù)車內(nèi)的環(huán)境亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)廂燈亮度，省去用戶手動(dòng)控制操作。
[0036]3、廂燈采用恒流控制，燈條采用LED矩陣式連接。燈條亮度穩(wěn)定無(wú)閃爍，不會(huì)因外部供電電壓的波動(dòng)而導(dǎo)致亮度變化；燈條內(nèi)幾個(gè)LED發(fā)光點(diǎn)斷路損壞不會(huì)明顯影響整體發(fā)光亮度。
[0037]4、成本低，經(jīng)濟(jì)性好?？刂破鲀?nèi)部電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，一個(gè)廂燈控制器可以控制多路廂燈燈條，單控制器即可滿足豪華大巴內(nèi)所有廂燈燈條的控制。
[0038]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0039]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0040]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有故障檢測(cè)及亮度調(diào)節(jié)功能的車用廂燈，其特征在于，包括:多個(gè)燈條和廂燈控制器，其中: 每個(gè)所述燈條為SnRm列LED發(fā)光源組成的陣列，其中每一列的LED發(fā)光源串聯(lián)，每一行的LED發(fā)光源并聯(lián)，n、m均為自然數(shù)； 所述廂燈控制器包括處理器單元、多個(gè)故障檢測(cè)電路、多個(gè)恒流控制電路、CAN通信接口電路及光線傳感器電路，每個(gè)所述故障檢測(cè)電路、每個(gè)所述恒流控制電路分別對(duì)應(yīng)一燈條，并連接在該燈條與所述處理器單元之間；每個(gè)所述故障檢測(cè)電路用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)燈條的故障狀態(tài)，所述處理器單元根據(jù)所述故障檢測(cè)電路的輸出進(jìn)行故障狀態(tài)分析，并根據(jù)故障狀態(tài)分析的結(jié)果向?qū)?yīng)的恒流控制電路發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)；所述恒流控制電路根據(jù)所接收的控制信號(hào)對(duì)對(duì)應(yīng)的燈條進(jìn)行恒流控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用廂燈，其特征在于，所述故障檢測(cè)電路包括:第一電容、第一穩(wěn)壓二極管、第一電阻和第四電阻，所述恒流控制電路包括第二電容、第二穩(wěn)壓二極管、第二電阻、第三電阻、第三電容第五電阻和功率三極管，其中: 所述第一電容、所述第一穩(wěn)壓二極管和所述第一電阻并聯(lián)在車體電源負(fù)極與所述第四電阻的第一端之間，所述第四電阻的第二端與所述功率三極管的集電極相連，所述第四電阻的第一端還與所述處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連； 所述第二電容、所述第二穩(wěn)壓二極管和所述第二電阻并聯(lián)在車體電源負(fù)極與所述第三電阻的第一端之間，所述第三電容連接在所述第三電阻的第二端與所述功率三極管的集電極之間，所述第五電阻連接在車體電源負(fù)極與所述第三電阻的第二端之間，所述第三電阻的第一端還與所述處理器單元內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述功率三極管的發(fā)射極與車體電源正極相連，所述第三電阻的第二端還與對(duì)應(yīng)燈條的負(fù)極端相連，所述功率晶體管的集電極還與對(duì)應(yīng)燈條的正極端相連，所述功率晶體管的基極與所述處理器單元的PWM信號(hào)輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用廂燈，其特征在于，還包括CAN通信接口電路，與所述處理器單元相連，用于完成CAN通信信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用廂燈，其特征在于，還包括光線傳感器電路，與所述處理器單元相連，用于采集當(dāng)前的亮度信息，所述處理器單元根據(jù)當(dāng)前的亮度信息對(duì)燈條的燈光亮度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104302079SQ201410503723
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】李天生, 宋寶森, 陳振華, 白哲松 申請(qǐng)人:哈爾濱威帝電子股份有限公司