CN108575016A - 矩阵式led前照灯中led电路的故障诊断系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统，其特征在于，其包括LED发光二极管、与LED发光二极管并联的N沟道MOSFET管、与LED发光二极管相连的运算比较器以及可控精密稳压源，所述可控精密稳压源用于提供基准参考电压。本发明所述的一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统及方法，可以在多颗LED串联形式下准确、可靠、快速的诊断出具体某一颗LED发生了故障以及发生了什么类型的故障，可以大幅提高矩阵式LED前照灯中LED诊断性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车灯具LED故障诊断技术领域，尤其是针对一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断方法。
背景技术
随着工业技术的发展，LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)照明逐渐成为了未来的趋势。如今在家用照明领域，LED照明已经成为了主流。而在汽车照明领域，LED由于相比传统灯泡发光效率更高，能耗更低，寿命更长，在车灯方面的应用也变得越来越多。
目前在汽车前照灯的设计过程中，LED光源以其自身诸多优势，越来越多的被用以取代传统的卤素灯泡。在矩阵式LED前照灯中，一般使用多颗LED串联的拓扑结构，同时在每一颗LED周边并联一个MOSFET开关用以控制对应LED的开启或关闭。在这种应用场合下，也对LED电路的故障诊断提出了新的挑战。传统方式的检测只能判断出某一串LED是否存在故障，无法精确诊断出具体某一颗LED产生了哪种类型的故障，不能适应车厂对于矩阵式LED前照灯中LED故障诊断的要求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在无法精确诊断出具体某一颗LED产生了哪种类型的故障的问题，提供了一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统及诊断方法。根据本发明的一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断方法，可以实时检测矩阵式LED前照灯中LED对应的工作状态。大幅提高LED故障诊断的准确性、诊断的可靠性以及诊断的响应速度三大关键性能。
根据本发明的一个方面，提供一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统，其包括LED发光二极管、与LED发光二极管并联的N沟道MOSFET管、与LED发光二极管相连的运算比较器以及可控精密稳压源，所述可控精密稳压源用于提供基准参考电压。
优选地，所述运算比较器包括开路运算比较器和与开路运算比较器串联的短路运算比较器，所述可控精密稳压源包括可对开路运算比较器提供开路基准参考电压的开路诊断可控精密稳压源和可对短路运算比较器提供短路基准参考电压的短路准断可控精密稳压源。
优选地，还包括与开路运算比较器的输出端和短路运算比较器的输出端相连的或门逻辑电路。
优选地，还包括对N沟道MOSFET管进行控制的PWM驱动控制。
根据本发明的一个方面，提供一种使用上述的故障诊断系统对LED进行故障诊断的方法，其包括：
可控精密稳压源给运算比较器提供基准参考电压；
运算比较器将LED二极管两端的电压差VLED与基准参考电压进行比较；
将比较结果输出。
优选地，所述运算比较器包括开路运算比较器和与开路运算比较器串联的短路运算比较器，所述可控精密稳压源包括可对开路运算比较器提供开路基准参考电压VREF_OPEN的开路诊断可控精密稳压源和可对短路运算比较器提供短路基准参考电压VREF_SHORT的短路准断可控精密稳压源，若LED二极管两端的电压差VLED>VREF_OPEN,则LED开路；若LED二极管两端的电压差VLED<VREF_OPEN,则LED短路。
优选地，还包括与开路运算比较器的输出端和短路运算比较器的输出端相连的或门逻辑电路。
优选地，还包括对N沟道MOSFET管进行控制的PWM驱动控制。
优选地，所述开路基准参考电压VREF_OPEN为5.95V，短路基准参考电压VREF_SHORT为1.25V。
本发明的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明所述的一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统及方法，可以在多颗LED串联形式下准确、可靠、快速的诊断出具体某一颗LED发生了故障以及发生了什么类型的故障，可以大幅提高矩阵式LED前照灯中LED诊断性能。
附图说明
图1为本发明的LED前照灯的电路原理框图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。
参阅图1所示，本发明提供一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统，其包括LED发光二极管3、与LED发光二极管3并联的N沟道MOSFET管41、与LED发光二极管3相连的运算比较器以及可控精密稳压源，可控精密稳压源用于提供基准参考电压。本发明的矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统可以快速的诊断出LED发光二极管3是否出了故障。
运算比较器包括开路运算比较器1和与开路运算比较器1串联的短路运算比较器2，所述可控精密稳压源包括可对开路运算比较器1提供开路基准参考电压的开路诊断可控精密稳压源52和可对短路运算比较器2提供短路基准参考电压的短路准断可控精密稳压源51。
本发明的矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统还包括对N沟道MOSFET管41进行控制的PWM驱动控制42。所述的N沟道MOS管41主要是起到电子开关通断作用，由工作频率325Hz的PWM输入信号进行驱动，在每个工作周期内可以通过改变占空比来控制与并联LED的开启与关闭时间，以达到控制LED驱动电流大小的目的，同时也会在LED发光二极管3的两端产生不同的电压。
根据LED短路故障和开路故障特点，分别定义LED发生故障时对应的基准参考电压。当所对应的LED产生短路故障时，基准参考电压VREF_SHORT设定为1.25V；当所对应的LED产生开路故障时，基准参考电压VREF_OPEN设定为5.95V。两个可控精密稳压源主要功能是输出短路故障基准参考电压VREF_SHORT和开路故障基准参考电压VREF_OPEN，以确保基准参考电压的稳定可靠。运算比较器的主要功能是将对应LED之间的电压压差VLED与开路故障时的检测参考电压VREF_OPEN和短路故障时的检测参考电压VREF_SHORT进行实时比较：当电压压差VLED<VREF_SHORT(1.25V)时，说明对应LED发生了短路故障，同时输出短路故障信号FAULTOUTPUT_1REF_SHORT；当电压压差VLED>VREF_OPEN(5.95V)时，说明对应LED发生了开路故障，同时输出短路故障信号FAULTOUTPUT_2REF_OPEN。在其它实施方式中，VREF_OPEN和VREF_SHORT的指也可以设置成其它数值。
本发明的矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统还包括与开路运算比较器1的输出端和短路运算比较器2的输出端相连的或门逻辑电路4。所述的或门逻辑电路4的主要功能是将短路故障运算比较器2输出信号FAULTOUTPUT_1REF_SHORT与开路故障运算比较器1输出信号FAULTOUTPUT_2REF_OPEN做或逻辑运算，以提高LED故障诊断的响应速度。
本发明还提供一种使用商述的故障诊断系统对LED进行故障诊断的方法，其包括：
可控精密稳压源给运算比较器提供基准参考电压；
运算比较器将LED二极管两端的电压差VLED与基准参考电压进行比较；
将比较结果输出。
运算比较器包括开路运算比较器1和与开路运算比较器1串联的短路运算比较器2，所述可控精密稳压源包括可对开路运算比较器1提供开路基准参考电压VREF_OPEN的开路诊断可控精密稳压源52和可对短路运算比较器2提供短路基准参考电压VREF_SHORT的短路准断可控精密稳压源51，若LED二极管3两端的电压差VLED>VREF_OPEN,则LED开路；若LED二极管3两端的电压差VLED<VREF_OPEN,则LED短路。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。
Claims (9)
1.一种矩阵式LED前照灯中LED电路的故障诊断系统，其特征在于，其包括LED发光二极管、与LED发光二极管并联的N沟道MOSFET管、与LED发光二极管相连的运算比较器以及可控精密稳压源，所述可控精密稳压源用于提供基准参考电压。
2.如权利要求1所述的故障诊断系统，其特征在于，所述运算比较器包括开路运算比较器和与开路运算比较器串联的短路运算比较器，所述可控精密稳压源包括可对开路运算比较器提供开路基准参考电压的开路诊断可控精密稳压源和可对短路运算比较器提供短路基准参考电压的短路准断可控精密稳压源。
3.如权利要求1至2任一项所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括与开路运算比较器的输出端和短路运算比较器的输出端相连的或门逻辑电路。
4.如权利要求1至2任一项所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括对N沟道MOSFET管进行控制的PWM驱动控制。
5.一种使用如权利要求1所述的故障诊断系统对LED进行故障诊断的方法，其特征在于，其包括：
可控精密稳压源给运算比较器提供基准参考电压；
运算比较器将LED二极管两端的电压差VLED与基准参考电压进行比较；
将比较结果输出。
6.如权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，所述运算比较器包括开路运算比较器和与开路运算比较器串联的短路运算比较器，所述可控精密稳压源包括可对开路运算比较器提供开路基准参考电压VREF_OPEN的开路诊断可控精密稳压源和可对短路运算比较器提供短路基准参考电压VREF_SHORT的短路准断可控精密稳压源，若LED二极管两端的电压差VLED>VREF_OPEN,则LED开路；若LED二极管两端的电压差VLED<VREF_OPEN,则LED短路。
7.如权利要求6所述的故障诊断方法，其特征在于，还包括与开路运算比较器的输出端和短路运算比较器的输出端相连的或门逻辑电路。
8.如权利要求6所述的故障诊断方法，其特征在于，还包括对N沟道MOSFET管进行控制的PWM驱动控制。
9.如权利要求6所述的故障诊断方法，其特征在于，所述开路基准参考电压VREF_OPEN为5.95V，短路基准参考电压VREF_SHORT为1.25V。
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