CN113242639B - 汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路及工作方法，包括：报警灯回路、报警灯硬控回路和报警灯软控回路；报警灯硬控回路包括：二极管D2和二极管D4；二极管D4的正极与整车硬线直控正极连接，负极与报警灯回路的正极连接；二极管D2的正极与报警灯回路的负极连接，负极与整车硬线直控负极连接；报警灯软控回路包括：二极管D1和二极管D3；二极管D3的正极与软控正极连接，负极与报警灯回路的正极连接；二极管D1的正极与报警灯回路的负极连接，负极与软控负极连接。实现了汽车仪表报警灯能通过软控点亮或整车线束直接硬控点亮的任一方式，具有防正负反接、防电源反串、防电压短路、防电气干扰的保护功能，避免器件失效和功能不良。
Description
技术领域
本发明涉及汽车仪表领域，尤其涉及一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路及工作方法。
背景技术
目前汽车仪表报警灯的缺陷包括：1、报警灯控制方式单一；2、即便报警灯双控，但没有隔离保护，因整车电气环境影响、习惯的接线方式影响或接线出现错误，易导致电路、器件不良，报警灯常亮或不亮，从而功能失效。
而整车实际配置在排产钱往往预先不确定，仪表报警灯的输入控制方式因此不能事先确定，这就需要仪表能适应根据CAN报文点亮、开关量采集后点亮或整车线束直接点亮的任一方式，且不能互相影响或导致常亮。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路及工作方法，解决现有技术中问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：报警灯回路、报警灯硬控回路和报警灯软控回路；
所述报警灯硬控回路包括：二极管D2和二极管D4；
所述二极管D4的正极与整车硬线直控正极连接，负极与所述报警灯回路的正极连接；
所述二极管D2的正极与所述报警灯回路的负极连接，负极与整车硬线直控负极连接；
所述报警灯软控回路包括：二极管D1和二极管D3；
所述二极管D3的正极与软控正极连接，负极与所述报警灯回路的正极连接；
所述二极管D1的正极与所述报警灯回路的负极连接，负极与软控负极连接。
一种根据所述的汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路的工作方法，包括：
所述MCU接收开关量采集信号或整车CAN总线报文，确定需要点亮所述报警灯回路时，输出高电平的所述报警灯软件控制输出信号；确定需要关闭所述报警灯回路时，输出低电平的所述报警灯软件控制输出信号。
本发明的有益效果是：实现了汽车仪表报警灯能通过软控点亮或整车线束直接硬控点亮的任一方式。报警灯双控电路通过二极管D1、D2、D3、D4进行隔离，具有防正负反接、防电源反串、防电压短路、防电气干扰的保护功能，避免器件失效和功能不良。量产产品已在实车电气环境得到大量应用，未发现失效，证明本发明实用有效。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述报警灯回路包括：发光二极管LED、电阻R5和电阻R6；
所述发光二极管LED与所述电阻R5并联后与所述电阻R6串联；
所述发光二极管LED的正极串联所述电阻R6后作为所述报警灯回路的正极，所述发光二极管LED的负极作为所述报警灯回路的负极。
进一步，所述软控负极连接有NPN型三极管Q1；
所述NPN型三极管Q1的基极与报警灯软件控制输出信号连接，发射极接地，集电极与整车启动电源信号IGN正极连接后作为所述软控负极。
进一步，所述NPN型三极管Q1的基极还通过电阻R1与报警灯软件控制输出信号连接；
所述NPN型三极管Q1的基极和发射极之间连接有并联的电容C1和电阻R2。
进一步，输出所述软控正极连接有PNP型三极管Q2；
所述PNP型三极管Q2的基极与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述PNP型三极管Q2的发射极与所述整车启动电源信号IGN正极连接，所述PNP型三极管Q2的集电极作为所述软控正极。
进一步，所述PNP型三极管Q2的基极与发射极之间连接有电阻R4，所述PNP型三极管Q2的基极与所述NPN型三极管Q1的集电极之间连接有电阻R3。
所述MCU接收的输入信号包括：开关量采集信号和/或整车CAN总线报文，所述MCU输出所述报警灯软件控制输出信号。
采用上述进一步方案的有益效果是：实现了汽车仪表报警灯能自动根据CAN报文或开关量采集后的软控点亮或整车线束直接硬控点亮的任一方式；软控时，MCU的一个I/O口即可实现仪表报警灯的正负极的同步控制，节约芯片资源，提高可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
考虑汽车仪表需要能适应根据CAN报文点亮、开关量采集后点亮或整车线束直接点亮的任一方式，且不能互相影响或导致常亮。因此，本发明通过设计一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路来解决此问题，该保护电路包括：报警灯回路、报警灯硬控回路和报警灯软控回路。
报警灯硬控回路包括：二极管D2和二极管D4。
二极管D4的正极与整车硬线直控正极连接，负极与报警灯回路的正极连接。二极管D2的正极与报警灯回路的负极连接，负极与整车硬线直控负极连接。
报警灯软控回路包括：二极管D1和二极管D3；
二极管D3的正极与软控正极连接，负极与报警灯回路的正极连接。二极管D1的正极与报警灯回路的负极连接，负极与软控负极连接。
二极管D3和二极管D4也可由一个面对面的阵列二极管，二极管D1和二极管D2也可由一个背靠背的阵列二极管实现。
本发明提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路，实现原理为：
报警灯硬控回路通过整车硬线(开关量)直接控制：整车线束对二极管D4的正极“整车硬线直控正极”(网络8)接通正电压，对二极管D2的负极“整车硬线直控负极”(网络11)接负或地，报警灯亮。否则，熄灭。
报警灯软控：确定需要点亮报警灯时，“软控负极”输出低电平到二极管D1的负极与网络3接通到地；同时，“软控正极”输出电压接通至二极管D3的正极(网络6)。这样，报警灯的正负极均接通，报警灯亮。若仪表确定报警灯需要灭时，“软控负极”输出高电平至二极管D1的负极，“软控正极”输出低电平至二极管D3，二极管D3的正极(网络6)等于0V，这样，报警灯灭。
本发明提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路，实现了汽车仪表报警灯能通过软控点亮或整车线束直接硬控点亮的任一方式。报警灯双控电路通过二极管D1、D2、D3、D4进行隔离，具有防正负反接、防电源反串、防电压短路、防电气干扰的保护功能，避免器件失效和功能不良。量产产品已在实车电气环境得到大量应用，未发现失效，证明本发明实用有效。
实施例1
本发明提供的实施例1为本发明提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路的实施例，如图1所示为本发明实施例提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路的电路原理图。结合图1可知，该保护电路的实施例包括：报警灯回路、报警灯硬控回路和报警灯软控回路。
具体的，该报警灯回路包括：发光二极管LED、电阻R5和电阻R6。
发光二极管LED与电阻R5并联后与电阻R6串联。
发光二极管LED的正极串联电阻R6后作为报警灯回路的正极，发光二极管LED的负极作为报警灯回路的负极。
报警灯硬控回路包括：二极管D2和二极管D4。
二极管D4的正极与整车硬线直控正极连接，负极与报警灯回路的正极连接。
二极管D2的正极与报警灯回路的负极连接，负极与整车硬线直控负极连接。
报警灯软控回路包括：二极管D1、二极管D3、微控制器MCU、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2。
二极管D3的正极与软控正极连接，负极与报警灯回路的正极连接。
二极管D1的正极与报警灯回路的负极连接，负极与软控负极连接。
优选的，软控负极连接有NPN型三极管Q1。
NPN型三极管Q1的基极与报警灯软件控制输出信号连接，发射极接地，集电极与整车启动电源信号IGN正极连接后作为软控负极。
NPN型三极管Q1的基极还通过电阻R1与报警灯软件控制输出信号连接。
NPN型三极管Q1的基极和发射极之间连接有并联的电容C1和电阻R2。
输出软控正极连接有PNP型三极管Q2。
PNP型三极管Q2的基极与NPN型三极管Q1的集电极连接，PNP型三极管Q2的发射极与整车启动电源信号IGN正极连接，PNP型三极管Q2的集电极作为软控正极。
PNP型三极管Q2的基极与发射极之间连接有电阻R4，PNP型三极管Q2的基极与NPN型三极管Q1的集电极之间连接有电阻R3。
通过电路局部调整，NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2也可采用MOS管来控制。
实施例2
本发明提供的实施例2为本发明提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路的工作方法的实施例，该工作方法的实施例基于本发明提供的一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路的实施例，具体的，该工作方法的实施例中，MCU接收的输入信号包括：开关量采集信号或整车CAN总线报文，MCU输出报警灯软件控制输出信号。
报警灯软控包括两种方式：1、CAN控方式的，仪表根据CAN信号控制报警灯亮灭。2、需根据开关量状态驱动报警灯亮灭的，仪表先采集确认开关量状态，再控制报警灯亮灭。
报警灯回路的正极(网络7)、负极(网络10)受MCU的输出控制或整车硬线(开关量)直接控制两种方式来驱动LED亮灭，具体的：
MCU根据开关量采集信号或整车CAN总线报文，确定需要点亮LED时，MCU控制“灯软控out”(网络1)输出高，Q1导通，D1的负极“软控－”(网络3)接通到地；同时，Q2也导通，整车系统电压IGN+(网络5)接通至D3的正极“软控+”(网络6)。这样，LED的正负极均接通，LED灯亮。
若仪表确定LED需要灭时，MCU控制“灯软控out”(网络1)输出低，Q1、Q2均截止，D1的负极“软控－”(网络3)电压等于“整车IGN+”，D3的正极“软控+”(网络6)等于0V，这样，LED灯灭。
报警灯硬控时，仪表不直接控制报警灯亮灭，而由整车的开关量直接驱动。
基于二极管D1、D2、D3、D4的隔离电路，MCU一个I/O口即能对仪表报警灯正负极的同步软控。仪表判断报警灯属软控方式需要点亮时，才打开报警灯软控方式的正负极，避免整车习惯的接线方式影响或接线出现错误，造成误通电使报警灯常亮。具有良好的防正负反接、电源反串、电压短路、电气干扰的保护功能，避免器件失效和LED常亮或不亮灯功能不良。
防正负反接：D3的正极“软控+”(网络6)、D4的正极“整车硬线直控+”(网络8)即便异常接负，D1的负极“软控－”(网络3)、D2的负极“整车硬线直控－”(网络11)即便异常接正，电路仍然完好，不受影响。
防电源反串：因D1、D2、D3、D4的隔离，MCU一个I/O口即能对仪表报警灯正负极的同步软控，D3的正极“软控+”(网络6)与D4的正极“整车硬线直控+”(网络8)可互防电压反串，D1的负极“软控－”(网络3)与D2的负极“整车硬线直控－”(网络11)可互防电压反串。
防电压短路：因电路具有的防正负反接、防电源反串的保护，即便D3的正极“软控+”(网络6)与D4的正极“整车硬线直控+”(网络8)其中一个接正，另一个异常接负，电路不受影响；D1的负极“软控－”(网络3)与D2的负极“整车硬线直控－”(网络11)其中一个接负，另一个异常接正，电路也不受影响。
防电气干扰：由于D1、D2、D3、D4的隔离，MCU一个I/O口即能对仪表报警灯正负极的同步软控，可以有效抑制整车电气环境的正负尖峰脉冲干扰或不受整车线束接错影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种汽车仪表报警灯软硬双控且相互隔离保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：报警灯回路、报警灯硬控回路和报警灯软控回路；
所述报警灯硬控回路包括：二极管D2和二极管D4；
所述二极管D4的正极与整车硬线直控正极连接，负极与所述报警灯回路的正极连接；
所述二极管D2的正极与所述报警灯回路的负极连接，负极与整车硬线直控负极连接；
所述报警灯软控回路包括：二极管D1和二极管D3；
所述二极管D3的正极与软控正极连接，负极与所述报警灯回路的正极连接；
所述二极管D1的正极与所述报警灯回路的负极连接，负极与软控负极连接；
所述软控负极连接有NPN型三极管Q1；
所述NPN型三极管Q1的基极与报警灯软件控制输出信号连接，发射极接地，集电极与整车启动电源信号IGN正极连接后作为所述软控负极；
所述软控正极连接有PNP型三极管Q2；
所述PNP型三极管Q2的基极与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述PNP型三极管Q2的发射极与所述整车启动电源信号IGN正极连接，所述PNP型三极管Q2的集电极作为所述软控正极；
所述保护电路还包括MCU；
所述MCU接收的输入信号包括：开关量采集信号和/或整车CAN总线报文，所述MCU输出所述报警灯软件控制输出信号；
工作方法包括：
所述MCU接收开关量采集信号或整车CAN总线报文，确定需要点亮所述报警灯回路时，输出高电平的所述报警灯软件控制输出信号；确定需要关闭所述报警灯回路时，输出低电平的所述报警灯软件控制输出信号；
所述报警灯回路包括：发光二极管LED、电阻R5和电阻R6；
所述发光二极管LED与所述电阻R5并联后与所述电阻R6串联；
所述发光二极管LED的正极串联所述电阻R5后作为所述报警灯回路的正极，所述发光二极管LED的负极作为所述报警灯回路的负极；
所述NPN型三极管Q1的基极还通过电阻R1与报警灯软件控制输出信号连接；
所述NPN型三极管Q1的基极和发射极之间连接有并联的电容C1和电阻R2；
所述PNP型三极管Q2的基极与发射极之间连接有电阻R4，所述PNP型三极管Q2的基极与所述NPN型三极管Q1的集电极之间连接有电阻R3。
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