CN112272429B - 光源驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源驱动器，涉及列车车内照明技术领域，用以驱动列车用灯具的照明系统在列车上模拟日光照射，包括输入端和输出端，所述输入端通过CAN通信线连接外部控制信号端，所述输出端与所述照明系统电连接，所述光源驱动器根据所述输入端接收的外部控制信号调节PWM占空比，以驱动所述照明系统模拟日光照射。本发明可驱动列车用灯具在列车车厢内模拟日光及其变化。

Description

光源驱动器

技术领域

本发明涉及列车车内照明技术领域，具体涉及一种光源驱动器。

背景技术

现有技术中，列车车厢内的照明用灯具仅能实现普通照明功能。目前，基于LED技术的发展以及LED优异的节能表现，列车车厢内的照明用灯具普遍采用LED灯具进行照明。但是，众所周知，LED光为冷光，不能模拟太阳光一天内呈现不同的照度，色温。旅客在车厢内无法感知到车厢外由于天气的变化而产生的日光变化以及人体体感的变化，由于列车行驶时间较长，因此，如果在一些没有阳光照射的密闭空间或者阳光照射不到的地方待久会使人情绪低落，无法给旅客带来更加优异的乘车感受。

发明内容

为解决前述问题，本发明提供了一种光源驱动器，可驱动列车用灯具在列车车厢内模拟日光及其变化。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光源驱动器，所述光源驱动器用以驱动列车用灯具的照明系统在列车上模拟日光照射，包括输入端和输出端，所述输入端通过CAN通信线连接外部控制信号端，所述输出端与所述照明系统电连接，所述光源驱动器根据所述输入端接收的外部控制信号调节PWM占空比，以驱动所述照明系统模拟日光照射。

可选的，所述光源驱动器包括上盖、端板、底壳、电源以及驱动板，所述上盖、端板和底壳构成所述光源驱动器的外壳体，所述电源为所述驱动板供电，与所述驱动板共同封装于所述上盖、端板和底壳构成所述光源驱动器的外壳体内。

可选的，照明系统具有若干路LED发光模组，所述驱动板上具有若干LED驱动电路模块，所述LED驱动电路模块和所述LED发光模组一一对应，驱动所述LED发光模组。

可选的，LED驱动电路模块包括驱动芯片，所述驱动芯片具有VCC 引脚，所述VCC引脚连接直流电源。

可选的，所述驱动芯片具有CS引脚和DR引脚，所述CS引脚和DR 引脚作为所述光源驱动器的输出端，所述CS引脚串接LED发光模组的 LED发光体，并串接电感和N沟道场效应管的漏极，N沟道场效应管的栅极通过电阻连接DR引脚，N沟道场效应管的源极接地，并通过电阻连接N沟道场效应管的栅极，同时，N沟道场效应管的源极和漏极之间连接寄生二极管。

可选的，N沟道场效应管的漏极通过电容接地，N沟道场效应管的漏极和所述VCC引脚之间依次串接第一电阻、第一电容和第二电阻，并且， N沟道场效应管的漏极和所述VCC引脚之间还连接有第一电阻与并联的两个二极管，两个二极管并联后与第一电阻串联。

可选的，所述驱动芯片具有DIM引脚和Verf引脚，所述Verf引脚通过电容接地，并通过电阻连接所述DIM引脚，所述DIM引脚为所述光源驱动器的输入端，通过电阻接地，并通过稳压二极管连接外部控制信号端。

可选的，所述LED驱动电路模块包括第三电阻、第四电阻和第一二极管，所述第三电阻、第四电阻和第一二极管并联，并联后的所述第三电阻、第四电阻和第一二极管一端连接所述VCC引脚，另一端通过第一可变电容连接于LED发光体和电感之间，并且，所述第一可变电容并联电阻，所述VCC引脚通过第三电阻连接CS引脚

可选的，直流电源通过第二电容接地，并且，所述第二电容并联有第二可变电容。

本发明具有如下有益效果：本发明所提供的技术方案，驱动列车用灯具通过不同色温的LED发光体，模拟接近真实的太阳光，让乘客可在长途旅行过程中依然感受到阳光的变化以及阳光的变化所带来的体感变化，需要满足人们对阳光的追求，提高照明质量，改善乘车环境，优化乘客的乘车体验。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明：

图1为本发明实施例一的连接示意图；

图2为本发明实施例一中照明系统的爆炸图；

图3为本发明实施例一中照明系统的背景层和发光层示意图；

图4为本发明实施例一中照明系统组装完毕后的局部示意图；

图5为本发明实施例一中照明系统的局部示意图；

图6为本发明实施例一中照明系统的固定支架示意图；

图7为本发明实施例一中控制面板的示意图；

图8为本发明实施例一中驱动器的示意图；

图9为本发明实施例二的电路图。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例一：

本实施例提供一种列车灯具，本实施例所提供的列车用灯具，可以用于高铁列车、动车组列车、地铁列车、轻轨列车等类型列车的车厢内模拟日光照射，而列车的类型在此不作限定。

如图1所示，本实施例所提供的列车用灯具包括控制面板2、驱动器 3和照明系统1，驱动器3包括输入端和输出端，输入端通过CAN通信线 4与控制面板2电连接，输出端与照明系统1电连接，控制面板2设置照明参数，驱动器3根据控制面板2设置的照明参数调节PWM占空比，以驱动照明系统1模拟日光照射。

如图2至6所示，照明系统1包括背景层12和发光层11，背景层12 包括用以模拟蓝天的背景板121和用以照亮背景板的背景光源122，发光层11包括用以模拟日光的发光光源111和用以将发光光源发出的光线射出的光路系统112，照明系统1还包括灯罩13和后盖14，后盖14通过螺钉机械连接于灯罩13，与灯罩13构成照明系统的外壳体。

具体而言，发光光源111包括第一LED颗粒、第二LED颗粒、红外发光颗粒以及聚光透镜1111，第一LED颗粒为色温2900K至3100K的暖白光LED颗粒，第二LED颗粒为色温5500K至5700K的白光LED颗粒，通过不同色温的LED颗粒模拟日光光感。但是，由于日光携带热量，人体能感受到日光照射带来的体感温度变化，因此，本实施例中，在由两种不同色光模拟日光光感的同时，通过红外发光颗粒模拟日光所携带的热量，第一LED颗粒、第二LED颗粒以及红外发光颗粒发出的光线由聚光透镜1111进行混合，以全面模拟日光，使乘客在感受到由两种不同色温的LED颗粒模拟的日光光感同时，也感受到由红外发光颗粒模拟的日光照射带来的体感温度变化，因此，本实施例通过两种不同色温的LED颗粒以及红外发光颗粒共同模拟出的具有温度的日光照射感受，回避了LED 冷光照射这一技术特点。

发光光源111设置于背景层12的边缘，光路系统112包括平板反光片1121、弧板反光片1122以及菲涅尔透镜1123；照明系统1还包括固定支架15，固定支架15包括第一固定部151和第二固定部152，第一固定部151开设有容纳槽1511，容纳槽1511内固定第一LED颗粒、第二LED 颗粒、红外发光颗粒以及聚光透镜1111，容纳槽1511开口处设有固定板1512，固定板1512相对于竖直方向具有一定的倾斜角，沿聚光透镜1111 射出光线的方向，平板反光片1121设置于聚光透镜1111的前方，即平板反光片1121安装于固定板1512上，因此，平板反光片1121随固定板1512 共同倾斜。第二固定部152固定弧板反光片1122，使弧板反光片1122的凹面朝向菲涅尔透镜1123，固定支架15通过第一固定部151安装于灯罩 13的内侧。本实施例中，灯罩13包括供光线射出的透明板和固定透明板的侧板131，侧板呈L型，其中，竖直方向的竖侧板1311作为灯罩13的侧壁，水平方向的横侧板1312安装透明板，和透明板共同构成灯罩13的底壁。本实施例中，固定支架15安装于横侧板1312上。照明系统还包括第一减震圈132和压条133，弧板反光片1122设置于发光光源111和背景层12之间，第一减震圈132设置于灯罩13的底壁，即透明板和菲涅尔透镜1123之间，防止车身震动引起透明板和菲涅尔透镜1123之间碰撞造成损坏。菲涅尔透镜1123通过压条133和第一减震圈132固定在灯罩13内，第一减震圈132起缓冲作用，而压条133同样安装在侧板131的横侧板 1312上，并沿垂直压条133长度的方向上延伸至菲涅尔透镜1123，在竖直方向将菲涅尔透镜1123固定在压条133和第一减震圈132之间。

经聚光透镜111混合的光线由平板反光片1121反射至弧板反光片 1122，弧板反光片1122的凹面将平板反光片1121反射来的光线再次反射至菲涅尔透镜1123，通过菲涅尔透镜1123以垂直于背景层12的方向射出。

背景板121包括导光板1211和用于模拟蓝天的背景薄膜1212，背景薄膜1212和导光板1211之间设有隔离条1213，隔离条1213设置于导光板1211的边缘；背景光源122设置于背景板121的边缘，背景光源122 包括第三LED颗粒和第四LED颗粒，第三LED颗粒为色温2600K至 2800K的暖白光LED颗粒，第四LED颗粒为色温6300K至6700K的冷白光LED颗粒，第三LED颗粒和第四LED颗粒在背景板121的边缘交叉混合排布，背景光源122发出的光线由导光板1211传导，并由背景薄膜1212进行混色，由于隔离条1213的存在，背景薄膜1212和导光板1211 之间存在一定的间距，因此，导光板1211所传导的光线，能更好地由背景薄膜进行混色，以模拟蓝天白云的视觉效果。同时，为了避免车身震动引起导光板1211和后盖14之间碰撞造成损坏，在导光板1211和后盖14 之间设有减震棉134和环绕减震棉134的第二减震圈135，以起到缓冲减震作用。

同时，为使走线规整，并且防止电线磨损触碰其他金属结构造成短路，在灯罩13内侧壁设有绝缘管16，连接背景光源122和发光光源111的电线设于绝缘管16内。

沿列车用灯具的光线射出的方向，发光层11位于背景层12之下，发光光源111发出的光线在背景层12的照射下，通过光路系统112射出列车用灯具，以模拟日光照射。

如图7所示，控制面板2包括触摸显示屏21、解码板22、固定面板 23、第一驱动板24、安装支架25以及后盖26，解码板22安装于触摸显示屏21背面，与触摸显示屏21电连接，触摸显示屏21上固定显示早上、中午、下午、晚上四种界面，设置手动与自动调节两种模式，手动模式下可通过滑动进度条来对照明系统1进行色温、亮度的调节；自动模式下自动控制一天中不同时段照明系统1的色温、亮度，以模拟阳光在一天中的变化。固定面板23固定触摸显示屏21和解码板22，固定面板23通过安装支架25安装于后盖26，将第一驱动板24封装在控制面板2内。

如图8所示，驱动器3包括上盖31、端板32、底壳33、电源34以及第二驱动板35，上盖31、端板32和底壳33构成驱动器3的外壳体，电源34与第二驱动板35电连接，为第二驱动板35供电，并同第二驱动板 35共同封装于上盖31、端板32和底壳33所构成驱动器3的外壳体内。驱动器的输入端接收外部电流输入与CAN通信线4的信号输入，经过解码计算后调整PWM占空比，以调整电流大小，输出端输出8路供电电流分别控制发光光源111的两种LED颗粒和背景光源122的两种LED颗粒的亮度与色温，以达到调光的目的。

本实施例中，控制面板2基于人机交互UI界面通过CAN通信线4 控制驱动器3；驱动器接3收命令，调节PWM的占空比，以改变电流的大小，再经过照明系统1的反射折射混色后，产生上午，中午，下午，晚上等的照明效果。

本发明所提供的列车用灯具，通过背景层模拟蓝天白云的天空背景，通过不同色温的LED发光体，结合红外发光体，发出具有温度的光线，进而模拟接近真实的太阳光，让乘客可在长途旅行过程中依然感受到阳光的变化以及阳光的变化所带来的体感变化，需要满足人们对阳光的追求，提高照明质量，改善乘车环境，优化乘客的乘车体验。

实施例二

本实施例提供了一种光源驱动器，用以驱动实施例一所述的列车用灯具的照明系统1在列车上模拟日光照射，本实施例所提供的光源驱动器，即实施例一中的驱动器3，本实施例将对驱动器3做进一步具体的阐述。

驱动器3包括输入端和输出端，输入端通过CAN通信线连接外部控制信号端，即实施例一中的控制面板2，输出端与照明系统1电连接，驱动器3根据输入端接收的外部控制信号，即控制面板2的控制信号，调节 PWM占空比，以驱动照明系统1模拟日光照射。

如图8所示，驱动器3包括上盖31、端板32、底壳33、电源34以及第二驱动板35，上盖31、端板32和底壳33构成驱动器3的外壳体，电源34与第二驱动板35电连接，为第二驱动板35供电，并同第二驱动板 35共同封装于上盖31、端板32和底壳33所构成驱动器3的外壳体内。驱动器的输入端接收外部电流输入与CAN通信线4的信号输入，经过解码计算后调整PWM占空比，以调整电流大小，输出端输出8路供电电流分别控制发光光源111的两种LED颗粒和背景光源122的两种LED颗粒的亮度与色温，以达到调光的目的。

第二驱动板35上具有若干LED驱动电路模块，LED驱动电路模块和 LED发光模组一一对应，驱动LED发光模组。本实施例中，LED发光模组即实施例一中照明系统1的发光光源111以及背景光源122，发光光源 111的若干第一LED颗粒构成一个LED发光模组；发光光源111的若干第二LED颗粒构成一个LED发光模组；背景光源122的若干第三LED 颗粒构成一个LED发光模组；背景光源122的若干第四LED颗粒构成一个LED发光模组；本实施例中，共8个LED发光模组，因此，LED驱动电路模块相应的也设有8个。

下面以驱动发光光源111的第一LED颗粒所构成的LED发光模组的 LED驱动电路模块为例，其他LED驱动电路模块与作为示例的LED驱动电路模块电路相同。

如图9所示，LED驱动电路模块包括驱动芯片U17，驱动芯片U17 具有VCC引脚、CS引脚、DIM引脚、Verf引脚、DR引脚以及GND引脚。

VCC引脚连接直流电源，本实施例中，直流电源为48V直流电源，通过电容C42接地，并且，电容C42并联有可变电容C41。

DIM引脚为驱动器3的输入端，通过电阻R28接地，并通过稳压二极管DS3连接外部控制信号端，即控制面板2，接收控制面板2的控制信号。

CS引脚和DR引脚作为驱动器3的输出端，CS引脚串接LED发光模组的LED发光体，即CS引脚串接若干第一LED颗粒LED1至LEDN，并依次串接电感L9、电阻B7和N沟道场效应管的漏极，N沟道场效应管的栅极通过电阻R62连接DR引脚，N沟道场效应管的源极接地，并通过电阻R63连接N沟道场效应管的栅极，同时，N沟道场效应管的源极和漏极之间连接寄生二极管Q5。N沟道场效应管的漏极通过电容C51接地， N沟道场效应管的漏极和VCC引脚之间依次串接电阻B5、电容C45和电阻R52，并且，N沟道场效应管的漏极和VCC引脚之间还连接有电阻B5 与并联的两个二极管DS7，两个二极管DS7并联后与电阻B5串联。

Verf引脚通过电容C48接地，并通过电阻R26连接DIM引脚。

LED驱动电路模块包括电阻R50、电阻R53和二极管D8，电阻R50、电阻R53和二极管D8并联，并联后的电阻R50、电阻R53和二极管D8 一端连接VCC引脚，即电阻R50、电阻R53和二极管D8的公共端连接 VCC引脚，并联后的电阻R50、电阻R53和二极管D8另一端通过可变电容C47连接于第一LED颗粒LED1至LEDN和电感L9之间，并且，可变电容C47并联电阻R60，VCC引脚通过电阻R50连接CS引脚。

GND引脚接地。

其他第二LED颗粒所构成的LED发光模组、第三LED颗粒所构成的LED发光模组以及第四LED颗粒所构成的LED发光模组，各自所对应的LED驱动电路模块与前述图9所示的LED驱动电路模块相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种光源驱动器，其特征在于，所述光源驱动器用以驱动列车用灯具的照明系统在列车上模拟日光照射，包括输入端和输出端，所述输入端通过CAN通信线连接外部控制信号端，所述输出端与所述照明系统电连接，所述光源驱动器根据所述输入端接收的外部控制信号调节PWM占空比，以驱动所述照明系统模拟日光照射；

所述光源驱动器包括上盖、端板、底壳、电源以及驱动板，所述上盖、端板和底壳构成所述光源驱动器的外壳体，所述电源为所述驱动板供电，与所述驱动板共同封装于所述上盖、端板和底壳构成所述光源驱动器的外壳体内；

照明系统具有若干路LED发光模组，所述驱动板上具有若干LED驱动电路模块，所述LED驱动电路模块和所述LED发光模组一一对应，驱动所述LED发光模组；

LED驱动电路模块包括驱动芯片，所述驱动芯片具有VCC引脚，所述VCC引脚连接直流电源；

所述驱动芯片具有CS引脚和DR引脚，所述CS引脚和DR引脚作为所述光源驱动器的输出端，所述CS引脚串接LED发光模组的LED发光体，并串接电感和N沟道场效应管的漏极，N沟道场效应管的栅极通过电阻连接DR引脚，N沟道场效应管的源极接地，并通过电阻连接N沟道场效应管的栅极，同时，N沟道场效应管的源极和漏极之间连接寄生二极管。

2.根据权利要求1所述的光源驱动器，其特征在于，N沟道场效应管的漏极通过电容接地，N沟道场效应管的漏极和所述VCC引脚之间依次串接第一电阻、第一电容和第二电阻，并且，N沟道场效应管的漏极和所述VCC引脚之间还连接有第一电阻与并联的两个二极管，两个二极管并联后与第一电阻串联。

3.根据权利要求1所述的光源驱动器，其特征在于，所述驱动芯片具有DIM引脚和Verf引脚，所述Verf引脚通过电容接地，并通过电阻连接所述DIM引脚，所述DIM引脚为所述光源驱动器的输入端，通过电阻接地，并通过稳压二极管连接外部控制信号端。

4.根据权利要求1所述的光源驱动器，其特征在于，所述LED驱动电路模块包括第三电阻、第四电阻和第一二极管，所述第三电阻、第四电阻和第一二极管并联，并联后的所述第三电阻、第四电阻和第一二极管一端连接所述VCC引脚，另一端通过第一可变电容连接于LED发光体和电感之间，并且，所述第一可变电容并联电阻，所述VCC引脚通过第三电阻连接CS引脚

5.根据权利要求1所述的光源驱动器，其特征在于，直流电源通过第二电容接地，并且，所述第二电容并联有第二可变电容。

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