CN103926540A - 一种汽车led车灯成品质量检测方法及其检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车LED车灯成品质量检测方法及其检测系统，该方法在直流供电电压下，给包含若干并联结构电气支路的控制线路的端口施加电压，通过检测控制线路中的供电电流判断LED灯管的质量。使用多路DAC实现多通路的电压调节和多个端口电流的同时测量，每一路DAC信号经过功率放大后借助多个MOSFET继电器实现多个端口电流的一次性测量，由MOSFET继电器电阻和通过电流之间精确的反函数关系得到继电器压降，这一压降随后在DAC输入端加以补偿。相对于利用光强测试方法，该方法可以在保证检测质量的前提下大幅度提高LED车灯的检验速度，进而相当程度地提高劳动生产率。

Description

一种汽车LED车灯成品质量检测方法及其检测系统

技术领域

本发明涉及一种车灯质量检测方法及其检测系统，特别涉及一种汽车LED车灯成品质量检测方法及其检测系统。

背景技术

LED车灯是指采用LED（发光二极管）作为光源的车灯。LED车灯与白炽灯相比较有显著的优点。一、寿命长，一般可达几万乃至十万小时。有人认为如果未来的汽车照明灯使用LED，整个汽车使用期限不用更换灯具；二、非常节能，比同等亮度的白炽灯起码节电一半以上；三、光线质量高，基本上无辐射，属于“绿色”光源；四、LED的结构简单，内部支架结构，四周用透明的环氧树脂密封，抗震性能好；五、无须热启动时间，亮灯响应速度快（纳秒级），适用于移动速度快的物体使用；六、适用电压在6―12伏特之间，完全可以应用在汽车上；七、LED占用体积小，设计者可以随意变换灯具模式，令汽车造型多样化。汽车厂商青睐LED，完全是LED本身的优点所决定的。

LED车灯一般由绝缘(固定)支架、LED灯管、控制线路等三个部分构成。LED灯管数量一般在几十个，它们被均匀分配到数个电气支路内，每个电气支路内的LED灯管相互串联，而电气支路之间为并联。控制线路一般提供2~3个端口，每个端口接受不同等级的控制电压，并在串接不同阻值的电阻后向串并联结构的LED灯管供电，从而使车灯具有不同的亮度，进而实现不同的车灯逻辑功能，如“照明”、“刹车”、“照明强化”等。

检验LED车灯成品质量是车灯生产过程的最后一个步骤，它对于保证出厂产品的合格率有重要意义。由于LED灯管数量较多，人工检验困难很大，而目前也已有厂家设计出基于车灯光强测试技术检验车灯质量的设备，但是测试手续繁琐，因而不适合车灯批量生产情形。

发明内容

针对现有技术中LED车灯质量检测方法中存在的上述问题，本发明提供一种新型的汽车LED车灯成品质量检测系统，以实现LED车灯成品的快速检测。   

发明所采用的技术方案为：

一种汽车LED车灯成品质量检测方法，包括如下步骤：

（1）在直流供电电压下，给包含若干并联结构电气支路的控制线路的端口施加电压，所述电气支路中包含待检测的LED灯管；

（2）检测控制线路中的供电电流；

（3）判断LED灯管的质量：如果在给控制线路的端口施加电压后，供电电流稳定，则并联结构的电气支路中所有LED灯管均符合质量要求；如果供电电流值超出规定范围，则并联结构的电气支路中存在不符合质量要求的LED灯管。

作为本发明的进一步改进，使用多路DAC实现多通路的电压调节和多个端口电流的同时测量，即每路DAC控制多个通路，实施多路DAC同时调节，每路DAC控制下的多个通路分时导通；每一路DAC信号经过功率放大后借助多个MOSFET继电器实现多路可调电压输出，通路的选择利用数字逻辑信号实现；每路DAC控制的多个通路中的单个通路中的电流通过电流传感器测量。

作为本发明的进一步改进，采用MOSFET继电器压降补偿算法，借助电流传感器测回的回路电流，由MOSFET继电器电阻和通过电流之间精确的反函数关系得到继电器压降，这一压降随后在DAC输入端加以补偿。

一种汽车LED车灯成品质量检测系统，包括计算机、硬盘、输入设备、显示屏和数据采集系统，所述硬盘、输入设备、显示屏和数据采集系统分别与计算机相连。

作为本发明的进一步改进，还包括与计算机相连的外部存储设备。

作为本发明的进一步改进，所述数据采集系统包括数据采集卡、若干路DAC和若干个电流采集通道，所述数据采集卡包括若干组接口，每组接口包括DO×n接口、AI×1接口、DO×1接口、AO×1接口，每路DAC包括与数据采集卡一组接口相连的功率放大电路和与电流采集通道分别相连的若干个MOSFET继电器，功率放大电路和若干个MOSFET继电器通过电流传感器连接。

作为本发明的进一步改进，所述DAC为2路，所述电流采集通道有8个通道，每4个通道与1路DAC相连，相应地，数据采集卡中的每组接口包括DO×4接口、AI×1接口、DO×1接口、AO×1接口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）所发明的汽车LED车灯成品质量检测系统的检测过程快捷可靠，可有效提高劳动生产率；

2）所发明的汽车LED车灯成品质量检测系统操作便捷，易于使用，无需额外技能培训。 

附图说明

图1为本发明汽车LED车灯成品质量检测系统的实施方案图；

图2为本发明中数据采集系统的实施方案图；

图3为本发明汽车LED车灯成品质量检测系统的软件程序流程图；

图4为本发明实施例中MOSFET继电器电阻和通过电流之间的关系曲线图；

图5为本发明实施例中MOSFET继电器压降补偿算法流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。

本发明一种汽车LED车灯成品质量检测方法及其检测系统所依据的原理是：在直流供电电压下，LED灯管可等效为一个阻性负载，从而质量符合要求的LED灯管，在给定供电电压下其等效阻值应稳定在一个范围内，那么如果并联结构的电气支路中所有灯管均符合质量要求，则在控制线路的端口施加一定的电压后，供电电流将稳定在某个范围内；相反，只要一个LED灯管不符合质量要求，则供电电流值将超出范围，从而可通过判断供电电流是否在给定范围内来判断该车灯中是否有质量不符合要求的LED灯管。

本发明一种汽车LED车灯成品质量检测方法，其步骤为：

（1）在直流供电电压下，给包含若干并联结构电气支路的控制线路的端口施加电压，所述电气支路中包含待检测的LED灯管；

（2）检测控制线路中的供电电流；

（3）判断LED灯管的质量：如果在给控制线路的端口施加电压后，供电电流稳定，则并联结构的电气支路中所有LED灯管均符合质量要求；如果供电电流值超出规定范围，则并联结构的电气支路中存在不符合质量要求的LED灯管。

本发明使用多路DAC实现更多通路的电压调节，进而实现多个端口电流的同时测量，即每路DAC控制多个通路，实施多路DAC同时调节，每路DAC控制下的多个通路分时导通的通道控制策略，这种策略可大幅度降低因减少昂贵的大功率功放个数而带来的成本。每一路DAC信号经过功率放大后借助多个MOSFET继电器实现多路可调电压输出，而通路的选择则利用数字逻辑信号实现。每路DAC控制的多个通路之一中的电流通过电流传感器测量，并由AI路ADC采集。

本发明采用MOSFET继电器压降补偿算法，该算法的思路是借助电流传感器测回的回路电流，由实验发现的MOSFET继电器电阻和通过电流之间精确的反函数关系计算出继电器压降，这一压降随后将在DAC输入端加以补偿（上述过程有可能重复数次，因为进行电压补偿后，回路电流有可能变化，从而导致继电器电阻再次变化）。该压降补偿算法可有效提高端口电压输出精度。

本发明一种汽车LED车灯成品质量检测系统的实施方案如图1所示。该方案以工控计算机主板为核心展开，可实现多端口电流的同时测量。由工控主板组成的计算机系统完成人机交互、数据处理及存储等任务，其中包括对电流测量端口进行配置，诸如设置端口测量顺序、屏蔽某个或几个端口等；设置电流测量结果的可接受范围（在此之外的测量结果所对应的被测成品为不合格品）；将电流测量结果和合格品及不合格品统计结果通过USB接口传输至外部存储设备等。端口电压调节、电流测量等任务由数据采集卡和信号调理电路实现，其与计算机系统之间通过PCI接口完成数据传输。

数据采集子系统如图2所示。本子系统使用2路DAC实现8个通路的电压调节(图中AO)，即每路DAC控制4个通路，实施2路DAC同时调节，每路DAC控制下的4个通路分时导通的通道控制策略。每一路DAC信号经过放大后借助4个MOSFET继电器实现4路可调电压输出，而通路的选择则利用4路Digital Output实现(图中DO)；每路DAC控制的4个通路之一中的电流通过基于霍尔效应原理的电流传感器测量，并由1路ADC采集(图中AI)；每路DAC控制4个通路在通路变换之前须先重新进行DAC输出电压调节，调节方法见后续说明。图中固态继电器实现电流保护，一旦通路电流超过某一值，则关断功率放大器。MOSFET继电器不存在机械触点，因而非常适合本项目需要频繁通断的场合。

计算机软件实现的测量程序流程图如图3所示。测量功能的实施程序为：调节DAC输出电压至给定值→打开某一通路→等待一定时间→测量通路电流→调节DAC输出电压至0→关闭该通路→等待5ms以保证通路完全关闭。需要提及的是，等待时间一般耗时几秒至几分钟不等的时间（根据具体的LED车灯型号决定），原因在于，LED需要一定的时间使其光照稳定，再者操作者需要人为判断LED色温等表观参数，因此该功能还需借助于时间控件来操控测量时间进程，即在输出调节电压后，应根据操作者的外部设定时间参数决定电流采集的时间以及关闭当前通路的时间。

MOSFET继电器存在压降，并且压降不是恒量，如此则即使DAC和功率放大器输出的电压精度很高，经继电器输出之后仍然会有很大的误差。经过反复实验，发现MOSFET继电器电阻和通过电流之间存在精确的反函数关系，并且该函数表达式可通过拟合的方法得到。图4所示为某型号MOSFET继电器电阻和通过电流之间的关系曲线，拟合出的函数关系为。利用这一函数关系，采用图5所示继电器压降补偿算法，该算法的思路是借助电流传感器测回的回路电流，由上述函数关系计算出继电器压降，这一压降随后将在DAC输入端加以补偿。上述过程有可能重复数次，因为进行电压补偿后，回路电流有可能变化，从而导致继电器电阻再次变化。 本发明借助多个MOSFET继电器实现多个端口电流的一次性测量，而MOSFET继电器的非恒量压降补偿问题在本发明中得到很好解决。

本发明一种汽车LED车灯成品质量检测方法及其检测系统，相对于利用光强测试方法，该方法可以在保证检测质量的前提下大幅度提高LED车灯的检验速度，进而相当程度地提高劳动生产率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车LED车灯成品质量检测方法，包括如下步骤：

（1）在直流供电电压下，给包含若干并联结构电气支路的控制线路的端口施加电压，所述电气支路中包含待检测的LED灯管；

（2）检测控制线路中的供电电流；

（3）判断LED灯管的质量：如果在给控制线路的端口施加电压后，供电电流稳定，则并联结构的电气支路中所有LED灯管均符合质量要求；如果供电电流值超出规定范围，则并联结构的电气支路中存在不符合质量要求的LED灯管。

2.根据权利要求1所述的一种汽车LED车灯成品质量检测方法，其特征在于：使用多路DAC实现多通路的电压调节和多个端口电流的同时测量，即每路DAC控制多个通路，实施多路DAC同时调节，每路DAC控制下的多个通路分时导通；每一路DAC信号经过功率放大后借助多个MOSFET继电器实现多路可调电压输出，通路的选择利用数字逻辑信号实现；每路DAC控制的多个通路中的单个通路中的电流通过电流传感器测量。

3.根据权利要求1所述的一种汽车LED车灯成品质量检测方法，其特征在于：采用MOSFET继电器压降补偿算法，借助电流传感器测回的回路电流，由MOSFET继电器电阻和通过电流之间精确的反函数关系得到继电器压降，这一压降随后在DAC输入端加以补偿。

4.一种汽车LED车灯成品质量检测系统，其特征在于：包括计算机、硬盘、输入设备、显示屏和数据采集系统，所述硬盘、输入设备、显示屏和数据采集系统分别与计算机相连。

5.根据权利要求4所述的一种汽车LED车灯成品质量检测系统，其特征在于：还包括与计算机相连的外部存储设备。

6.根据权利要求4或5所述的一种汽车LED车灯成品质量检测系统，其特征在于：所述数据采集系统包括数据采集卡、若干路DAC和若干个电流采集通道，所述数据采集卡包括若干组接口，每组接口包括DO×n接口、AI×1接口、DO×1接口、AO×1接口，每路DAC包括与数据采集卡一组接口相连的功率放大电路和与电流采集通道分别相连的若干个MOSFET继电器，功率放大电路和若干个MOSFET继电器通过电流传感器连接。

7.根据权利要求6所述的一种汽车LED车灯成品质量检测系统，其特征在于：所述DAC为2路，所述电流采集通道有8个通道，每4个通道与1路DAC相连，相应地，数据采集卡中的每组接口包括DO×4接口、AI×1接口、DO×1接口、AO×1接口。