CN110636664B - 一种带诊断功能的指示灯驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及指示灯技术领域，具体公开了一种带诊断功能的指示灯驱动电路，连接在外部电源、MCU和指示灯之间，由电阻、电容和三极管组成，用于为所述指示灯提供工作信号，还用于在所述MCU输入驱动控制信号后输出诊断信号至所述MCU，所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态。本发明提供的一种带诊断功能的指示灯驱动电路，主要由电阻、电容、三极管等常规元器件搭建，在实现驱动控制的MCU上增加诊断功能，MCU通过识别其输出的驱动控制信号和采集的诊断信号的不同组合，判断指示灯处于正常工作状态、开路状态、对电源短路状态或对地短路状态，从而能够在指示灯工作出现故障时对其进行快速排查。

Description

一种带诊断功能的指示灯驱动电路

技术领域

本发明涉及指示灯技术领域，尤其涉及一种带诊断功能的指示灯驱动电路。

背景技术

独立工作的指示灯显示模块如车载盲区指示灯，大多由LED、二极管、电阻组成，需要外置驱动电路通过MCU的驱动控制实现盲区指示灯的显示，一旦指示灯无法显示，需要人工排查原因，而指示灯显示模块却往往集成在产品内部，比如车载盲区指示灯集成在车辆内部，可能需要召回排查线路问题、电路问题，花费大量的时间和人力，造成了资源浪费，给用户也带来了极大的不便。

发明内容

本发明提供一种带诊断功能的指示灯驱动电路，解决的技术问题是，现有独立工作的指示灯显示模块在出现故障时，无法对其出现故障的原因进行快速地排查。

为解决以上技术问题，本发明提供一种带诊断功能的指示灯驱动电路，连接在外部电源、MCU和指示灯之间，由电阻、电容和三极管组成，用于为所述指示灯提供工作信号，还用于在所述MCU输入驱动控制信号后输出诊断信号至所述MCU，所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态。

进一步地，所述工作状态为正常工作状态、开路状态、对电源短路状态或对地短路状态。

进一步地，所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态，具体是指：

当所述驱动控制信号和所述诊断信号满足第一预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述正常工作状态；

满足第二预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述开路状态；

满足第三预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述对电源短路状态；

满足第四预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述对地短路状态。

优选地，所述第一预设条件为：

所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第一区间；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平。

优选地，所述第二预设条件为：

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第二区间，所述第一区间与所述第二区间不重叠；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平。

优选地，所述第三预设条件为：

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第三区间；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号的电压在所述第三区间。

优选地，所述第四预设条件为：

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号为低电平；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平。

优选地，本发明提供的一种带诊断功能的指示灯驱动电路，包括顺序连接的驱动输入子电路、稳压子电路、驱动输出子电路和诊断输出子电路；稳压子电路和所述驱动输出子电路还分别连接所述外部电源、所述指示灯，分别用于接入电源信号和输出驱动信号；所述驱动输入子电路和所述诊断输出子电路均连接所述MCU，分别用于接入所述驱动控制信号和输出所述诊断信号。

优选地，所述稳压子电路设有第一~第四电阻，及第一、第二三极管；所述驱动输入子电路设有第五、第六电阻，及第三三极管；所述驱动输出子电路设有第七电阻，及第一电容；所述诊断输出子电路设有第八~第十电阻，及第二电容；

所述第一电阻的一端和所述第一三极管的发射极连接所述外部电源，所述第一电阻的另一端连接所述第二三极管的发射极，所述第二电阻和第三电阻分别连接在所述第一三极管的基极、发射极与所述第二三极管的发射极之间，所述第一三极管的集电极连接所述第二三极管的基极并通过所述第四电阻连接所述第三三极管的发射极；

所述第三三极管的基极分别通过所述第五电阻、所述第六电阻连接所述MCU和接地，发射极接地，所述驱动控制信号从所述第五电阻接入；

所述第七~第九电阻顺序串联在所述第一三极管的发射极与地之间，所述第一电容连接在所述第七电阻与所述第八电阻的共同连接端与地之间，所述第一电容连接在所述第七电阻与所述第八电阻的共同连接端作为驱动输出端连接所述指示灯；

所述第十电阻的一端连接所述第八电阻与所述第九电阻的共同连接端，另一端作为诊断输出端连接所述MCU，用于输出所述诊断信号；所述第二电容连接在所述第十电阻的另一端与地之间。

优选地，所述指示灯为车载盲区检测指示灯，所述外部电源为9~16 V的车载电源，所述MCU为车载MCU。

本发明提供的一种带诊断功能的指示灯驱动电路，主要由电阻、电容、三极管等常规元器件搭建，在实现驱动控制的MCU上增加诊断功能，MCU通过识别其输出的驱动控制信号和采集的诊断信号的不同组合，判断指示灯处于正常工作状态、开路状态、对电源短路状态或对地短路状态，从而能够在指示灯工作出现故障时对其进行快速排查。该驱动电路主要引入电阻、电容、三极管等为数不多的元件，相对IC或者运放，失效的风险概率会比较低，电路十分可靠；此电路没有大电容或者延迟器件，能够保证在规定的较短时间内完成诊断，诊断效率高。

若将其用于车身系统，因为指示灯模块分布在车身上各个部件上，本发明提供的带诊断的驱动方式，也可以避免过多地使用线束对指示灯模块进行信号采集，减少车身线束使用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种带诊断功能的指示灯驱动电路的电气连接图；

图2是本发明实施例提供的一种带诊断功能的指示灯驱动电路所接负载的电气连接图。

其中，驱动输入子电路1（第五、第六电阻R5、R6，第三三极管Q3）、稳压子电路2（第一~第四电阻R1~R4、第一、第二三极管Q1、Q2）、驱动输出子电路3（第七电阻R7、第一电容C1）和诊断输出子电路4（第八~第十电阻R8~R10、第二电容C2）；指示灯D1，第十一电阻R11。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括元器件的选型和取值大小及附图仅为较佳实施例，仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。

本发明实施例提供的一种带诊断功能的指示灯驱动电路，连接在外部电源、MCU和指示灯之间，由电阻、电容和三极管组成，用于为所述指示灯提供工作信号，还用于在所述MCU输入驱动控制信号后输出诊断信号至所述MCU，所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态。

在本实施例中，所述工作状态为正常工作状态、开路状态、对电源短路状态或对地短路状态。

在本实施例中，所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态，具体是指：

当所述驱动控制信号和所述诊断信号满足第一预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述正常工作状态；

满足第二预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述开路状态；

满足第三预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述对电源短路状态；

满足第四预设条件时，所述指示灯的工作状态为所述对地短路状态。

作为一种优选的实施方式，如下表1所示。

表1

所述第一预设条件为：

所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第一区间；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平（0）。

所述第二预设条件为：

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第二区间，所述第一区间与所述第二区间不重叠；且，当所述驱动控制信号为低电平（0）时，所述诊断信号为低电平（0）。

所述第三预设条件为：

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第三区间；且，当所述驱动控制信号为低电平（0）时，所述诊断信号的电压在所述第三区间。

所述第四预设条件为：

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号为低电平（0）；且，当所述驱动控制信号为低电平（0）时，所述诊断信号为低电平（0）。

如图1、2所示，本发明实施例提供一种带诊断功能的指示灯驱动电路，包括顺序连接的驱动输入子电路1、稳压子电路2、驱动输出子电路3和诊断输出子电路4；稳压子电路2和所述驱动输出子电路3还分别连接所述外部电源、所述指示灯，分别用于接入电源信号（Battery）和输出驱动信号（Driver_Output）；所述驱动输入子电路1和所述诊断输出子电路4均连接所述MCU，分别用于接入所述驱动控制信号（PWM_CTRL）和输出所述诊断信号（Dec_Sample）。

进一步地，所述稳压子电路2设有第一~第四电阻（R1~R4），及第一、第二三极管（Q1、Q2）；所述驱动输入子电路1设有第五、第六电阻（R5、R6），及第三三极管（Q3）；所述驱动输出子电路3设有第七电阻（R7），及第一电容（C1）；所述诊断输出子电路4设有第八~第十电阻（R8~R10），及第二电容（C2）；

所述第一电阻（R1）的一端和所述第一三极管（Q1）的发射极（e）连接所述外部电源，所述第一电阻（R1）的另一端连接所述第二三极管（Q2）的发射极（e），所述第二电阻（R2）和第三电阻（R3）分别连接在所述第一三极管（Q1）的基极（b）、发射极（e）与所述第二三极管（Q2）的发射极（e）之间，所述第一三极管（Q1）的集电极（c）连接所述第二三极管（Q2）的基极（b）并通过所述第四电阻（R4）连接所述第三三极管（Q3）的发射极（e）；

所述第三三极管（Q3）的基极（b）分别通过所述第五电阻（R5）、所述第六电阻（R6）连接所述MCU和接地，发射极（e）接地，所述驱动控制信号（PWM_CTRL）从所述第五电阻（R5）接入；

所述第七~第九电阻（R7~R9）顺序串联在所述第一三极管（Q1）的发射极（e）与地之间，所述第一电容（C1）连接在所述第七电阻（R7）与所述第八电阻（R8）的共同连接端与地之间，所述第一电容（C1）连接在所述第七电阻（R7）与所述第八电阻（R8）的共同连接端作为驱动输出端连接所述指示灯D1；

所述第十电阻（R10）的一端连接所述第八电阻（R8）与所述第九电阻（R9）的共同连接端，另一端作为诊断输出端连接所述MCU，用于输出所述诊断信号（Dec_Sample）；所述第二电容（C2）连接在所述第十电阻（R10）的另一端与地之间。

优选地，所述指示灯D1为车载盲区检测指示灯（连接第十一电阻R11后接地），所述外部电源为9~16 V的车载电源，所述MCU为车载MCU。Battery供电端，一般车厂给出Battery电压变化为9V-16V；PWM_CTRL为MCU驱动控制引脚，也代表驱动控制信号；Driver_Output为输出驱动接口，也代表驱动信号；Dec_Sample为MCU的诊断引脚，也代表诊断信号。R1为负载电源保护电阻，避免负载内阻小时，过流烧坏指示灯D1。R2和R3、R4为保护端的限流电阻和偏置电阻。R5和R6为控制端基极电阻和偏置电阻。R7为诊断区分电阻，R8和R9为诊断分压电阻，R10和C2为MCU采集电压RC滤波电路，保证采集电压更平稳。C1为端口ESD保护电容，也可以保证电压更加平稳。

图1的诊断原理如下。

诊断出在正常工作时：PWM_CTRL输出固定频率的PWM波（此频率下，人眼不会感觉到盲区指示的LED闪烁），Battery电压在9V~16V变化，第七~第十电阻（R7~R10）、第一电容（C1）的参数设定，再加上如图2所示的负载电路，Dec_Sample采集到一段电压（第一电压）；PWM_CTRL在输出低电平时，Dec_Sample采集电压为0。

诊断出在开路工作时：PWM_CTRL输出固定频率的PWM波，Battery电压在9V~16V变化，第七~第十电阻（R7~R10）、第一电容（C1）的参数设定，因为开路则没有接入如图2所示的负载电路，Dec_Sample采集到一段电压（第二电压）；PWM_CTRL在输出低电平时，Dec_Sample采集电压为0。

因指示灯D1和第七~第十电阻（R7~R10）、第一电容（C1）的参数设定选值，负载开路和负载正常工作时，输出电压的区间不重叠。

诊断出在对电源短路时：PWM_CTRL输出固定频率的PWM波，Dec_Sample采集到一段电压（第三电压）；PWM_CTRL在输出低电平时，Dec_Sample采集到一段电压（第三电压）；无论PWM_CTRL怎么输出，Dec_Sample采集到的电压均相等。

诊断出对地短路时：PWM_CTRL输出固定频率的PWM波，Dec_Sample采集电压为0；PWM_CTRL在输出低电平时，Dec_Sample采集电压为0。

注：输出的PWM频率固定不变。

因此MCU只需要分别输出固定频率的PWM波和低电平，通过分析两次诊断信号的电压情况即可以判定在正常工作或开路或对电源短路或对地短路。

本发明实施例提供的一种带诊断功能的指示灯D1驱动电路，主要由电阻、电容、三极管等常规元器件搭建，在实现驱动控制的MCU上增加诊断功能，MCU通过识别其输出的驱动控制信号和采集的诊断信号的不同组合，判断指示灯D1处于正常工作状态、开路状态、对电源短路状态或对地短路状态，从而能够在指示灯D1工作出现故障时对其进行快速排查。该驱动电路主要引入电阻、电容、三极管等为数不多的元件，相对IC或者运放，失效的风险概率会比较低，电路十分可靠；此电路没有大电容或者延迟器件，能够保证在规定的较短时间内完成诊断，诊断效率高。

若将其用于车身系统，因为指示灯D1模块分布在车身上各个部件上，本发明实施例提供的带诊断的驱动方式，也可以避免过多地使用线束对指示灯D1模块进行信号采集，减少车身线束使用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种带诊断功能的指示灯驱动电路，其特征在于，连接在外部电源、MCU和指示灯之间，用于为所述指示灯提供工作信号，还用于在所述MCU输入驱动控制信号后输出诊断信号至所述MCU，所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态；

所述指示灯驱动电路包括顺序连接的驱动输入子电路（1）、稳压子电路（2）、驱动输出子电路（3）和诊断输出子电路（4）；稳压子电路（2）和所述驱动输出子电路（3）还分别连接所述外部电源、所述指示灯，分别用于接入电源信号（Battery）和输出驱动信号（Driver_Output）；所述驱动输入子电路（1）和所述诊断输出子电路（4）均连接所述MCU，分别用于接入所述驱动控制信号（PWM_CTRL）和输出所述诊断信号（Dec_Sample）；

其中，所述指示灯的工作状态包括正常工作状态、开路状态、对电源短路状态以及对地短路状态；

所述诊断信号用于使所述MCU在输出所述驱动控制信号的前提下，判断所述指示灯的工作状态，具体指，

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第一区间；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平时，所述指示灯的工作状态为所述正常工作状态；

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第二区间，所述第一区间与所述第二区间不重叠；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平时，所述指示灯的工作状态为所述开路状态；

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号的电压在第三区间；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号的电压在所述第三区间时，所述指示灯的工作状态为所述对电源短路状态；

当所述驱动控制信号为固定频率的PWM时，所述诊断信号为低电平；且，当所述驱动控制信号为低电平时，所述诊断信号为低电平时，所述指示灯的工作状态为所述对地短路状态。

2.如权利要求1所述的一种带诊断功能的指示灯驱动电路，其特征在于：所述稳压子电路（2）设有第一~第四电阻（R1~R4），及第一、第二三极管（Q1、Q2）；所述驱动输入子电路（1）设有第五、第六电阻（R5、R6），及第三三极管（Q3）；所述驱动输出子电路（3）设有第七电阻（R7），及第一电容（C1）；所述诊断输出子电路（4）设有第八~第十电阻（R8~R10），及第二电容（C2）；

所述第一电阻（R1）的一端和所述第一三极管（Q1）的发射极（e）连接所述外部电源，所述第一电阻（R1）的另一端连接所述第二三极管（Q2）的发射极（e），所述第二电阻（R2）和第三电阻（R3）分别连接在所述第一三极管（Q1）的基极（b）、发射极（e）与所述第二三极管（Q2）的发射极（e）之间，所述第一三极管（Q1）的集电极（c）连接所述第二三极管（Q2）的基极（b）并通过所述第四电阻（R4）连接所述第三三极管（Q3）的发射极（e）；

所述第三三极管（Q3）的基极（b）分别通过所述第五电阻（R5）、所述第六电阻（R6）连接所述MCU和接地，发射极（e）接地，所述驱动控制信号（PWM_CTRL）从所述第五电阻（R5）接入；

所述第七~第九电阻（R7~R9）顺序串联在所述第一三极管（Q1）的发射极（e）与地之间，所述第一电容（C1）连接在所述第七电阻（R7）与所述第八电阻（R8）的共同连接端与地之间，所述第一电容（C1）连接在所述第七电阻（R7）与所述第八电阻（R8）的共同连接端作为驱动输出端连接所述指示灯；

所述第十电阻（R10）的一端连接所述第八电阻（R8）与所述第九电阻（R9）的共同连接端，另一端作为诊断输出端连接所述MCU，用于输出所述诊断信号（Dec_Sample）；所述第二电容（C2）连接在所述第十电阻（R10）的另一端与地之间。

3.如权利要求1所述的一种带诊断功能的指示灯驱动电路，其特征在于：所述指示灯为车载盲区检测指示灯，所述外部电源为9~16 V的车载电源，所述MCU为车载MCU。

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