CN113423162B

CN113423162B - 一种用于对照明系统的控制电流进行校准的方法

Info

Publication number: CN113423162B
Application number: CN202110460490.3A
Authority: CN
Inventors: 周益; 王兆奇; 沈小强
Original assignee: Anbofu Electronics Suzhou Co ltd
Current assignee: Anbofu Electronics Suzhou Co ltd
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: CN113423162A

Abstract

一种用于对照明系统的控制电流进行校准的方法，包括：针对特定的负载和要提供给负载的目标电流I_目标：将负载的输出电压设置为第一电压V₁；测量负载的第一实际输出电压C₁；测量通过负载的第一实际电流I₁；将负载的输出电压设置为第二电压V₂；测量负载的第二实际输出电压C₂；测量通过负载的第二实际电流I₂；基于第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂计算补偿参数，以用于对由照明系统设置的对负载的控制电流I_设置进行补偿。

Description

一种用于对照明系统的控制电流进行校准的方法

技术领域

本公开大体涉及照明领域，并且更具体地，本公开涉及一种用于对照明系统的控制电流进行校准的方法。

背景技术

随着市场对智能驾驶辅助功能的需求，出现了自适应远光灯系统ADB(AdaptiveDriving Beam)。ADB是一种智能的远光灯控制系统，其可以根据本车驾驶状态、环境状态和道路车辆的状态自动为驾驶员打开或关闭远光灯。

包括如上所述的自适应远光灯系统ADB之类的照明控制系统的关键参数是电流控制精度。更高的电流精度能够实现对照明负载(例如，LED)更准确的控制。

基于现有照明系统的技术架构，电流精度可能受到包括以下各项参数的因素的影响：

·采样电阻误差；

·Boost/Buck电感误差；

·Buck控制电路的频率精度；

·MOSFET开启、关闭的时间的离散性；

·Buck电路的输入电压变化；

·LED灯负载电压的变化。

目前，包括ADB系统之类的照明控制系统的电流精度不够高，例如，控制电流的精度普遍在15％～20％左右。

因此，期望能够实现更高的控制电流精度，以更加精确地对诸如LED之类的照明负载进行配光。

发明内容

本发明涉及一种用于对照明系统的控制电流进行校准的方法，所述方法包括：针对特定的负载和要提供给所述负载的目标电流I_目标：将所述负载的输出电压设置为第一电压V₁；测量所述负载的第一实际输出电压C₁；测量通过所述负载的第一实际电流I₁；将所述负载的输出电压设置为第二电压V₂；测量所述负载的第二实际输出电压C₂；测量通过所述负载的第二实际电流I₂；基于所述第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂计算补偿参数，以用于对由所述照明系统设置的对所述负载的控制电流I_设置进行补偿。

如上所述的方法，基于所述第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂对I_设置进行补偿包括：计算补偿斜率k＝(I₂-I₁)/(C₂-C₁)；以及计算补偿电流偏移量I_偏移＝I₁-I_设置–k*C₁。

如上所述的方法，基于所述第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂对I_设置进行补偿包括：对于要提供给所述负载的目标电流I_目标，根据以下公式对I_设置进行补偿：I_设置＝I_目标-I_偏移-k*V_out，其中所述V_out是在所述目标电流I_目标通过所述照明系统的所述负载时所述负载的实际输出电压。

如上所述的方法，还包括：将所述补偿斜率k和所述补偿电流偏移量I_偏移存储在所述照明系统的存储器中。

如上所述的方法，所述第一电压V₁和所述第二V₂分别是所述负载的最小工作电压和最大工作电压。

如上所述的方法，测量所述负载的第一实际输出电压C₁和第二实际输出电压C2包括：利用串行外设接口读取所述负载的第一实际电压C₁和第二实际电压C₂。

如上所述的方法，测量通过所述负载的第一实际电流I₁和第二实际电流I₂包括：利用电流表测量通过所述负载的第一实际电流I₁和第二实际电流I₂。

如上所述的方法，在所述照明系统的生产线的项目终止EOL阶段执行所述方法。

如上所述的方法，所述照明系统包括车辆的照明控制系统。

如上所述的方法，所述照明系统包括车辆的自适应远光灯系统ADB。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对本发明所要求保护范围的限制。

图1是根据本发明的一个实施例的用于对照明系统的控制电流进行校准的方法的流程图；

图2a是对照明系统的控制电流进行校准前的负载电流随输出电压变化的曲线图；

图2b是对照明系统的控制电流进行校准后的负载电流随输出电压变化的曲线图；

图3是可利用根据本发明的对照明系统的控制电流进行校准的方法的车辆照明控制系统的功能框图。

具体实施方式

下面的详细描述参照附图进行。附图以例示方式示出可实践所要求保护的主题的特定实施例。应当理解，以下具体实施例出于阐释的目的旨在对典型示例作出具体描述，但不应被理解成对本发明的限制；本领域技术人员在充分理解本发明精神主旨的前提下，可对所公开实施例作出适当的修改和调整，而不背离本发明所要求保护的主题的精神和范围。

在以下的详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。除非另外定义，否则在本文中所使用的技术和科学术语应具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

本申请的实施例是示例性的实现或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、构造或特性包括在本技术的至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“实施例”、“一个实施例”、或“一些实施例”的各种出现并不一定都指代相同的实施例。来自一个实施例的元素或方面可与另一实施例的元素或方面组合。

基于传统的技术架构，现有的照明系统中，BUCK电路通常利用迟滞控制策略来控制照明负载，照明负载例如可以是常用的LED。由于这种控制回路的特性，LED电流将会随着输入电压、负载电压、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的离散性、电感误差等等因素而存在一定的变化。

根据公式

可以分别得到MOSFET开启时和关闭时，MOSFET电流的变化如下：

其中，ΔI_{FET_on}和ΔI_{FET_off}分别为MOSFET开启时和关闭时的电流变化；V_in和V_out分别为LED的(例如，在照明系统为车辆的照明系统的情况下，车灯LED的)输入电压和输出电压；L_coil为线圈电感；t_{delay_on}和t_{delay_off}是MOSFET开启时延和关闭时延。

假设MOSFET开启时延和关闭时延相等，即：

则整个周期内LED的电流变化如下：

考虑了延迟后，为了确定照明系统中需要设置的LED电流，可以使用以下公式：

其中，I_Set为照明系统中的软件设置的LED的电流，I_target为期望流过LED的电流。利用该公式，软件设置的LED的电流I_Set可以得到补偿，以进行更精确的LED电流控制。然而，由于器件的离散性，对于不同产品中的MOSFET和电感器而言，t_delay和L_coil等参数个体差异较大。由以上公式计算出的对软件设置电流I_Set的补偿在实际的LED电流控制精度中仍然与标称值具有一定的偏离。

因此，需要一种新的校准方法来实现更好的控制电流补偿，以提高电流控制精度。

基于LED电流与LED负载电压成线性变化，本申请提出一种新的电流校准方法。本申请的电流校准方法在同一设置电流下，分别测量负载处于至少两个不同的输出电压下的实际输出电压以及流过负载的实际电流，并基于这些测量到的实际输出电压和实际负载电流来进行对设置电流I_Set的校准和补偿。本发明提出的补偿公式为：

I_target＝I_set+I_offset+k*V_out (6)

其中，k为斜率：

其中，I_offset为补偿电流偏移量：

I_offset＝I₁-I_set-k*V_min (8)

下面将结合图1来具体描述如何测量公式中的各项参数。

图1是根据本发明的一个实施例的用于对照明系统的控制电流进行校准的方法的流程图100。校准方法100开始于步骤102。校准方法100可针对特定的负载和要提供给负载的目标电流I_目标进行。例如，在步骤104处，可以配置负载的恒定电压；在步骤106处，可以设置负载的目标电流I_目标。在步骤104处，配置负载的恒定电压例如可以根据负载的属性来配置负载的恒定电压。例如，照明负载可以由多个LED组成，每个LED具有额定电压，可以配置这些LED处于额定电压下。步骤106处的目标电流可以例如根据照明系统实现不同照明功能所需的亮度来确定。

在步骤108处，可以将负载的输出电压设置为第一电压V₁。在本发明的一个非限制性实施例中，第一电压V₁可以是负载的最小工作电压。在步骤110处，测量负载的第一实际输出电压C₁。在步骤112处，测量通过负载的第一实际电流I₁。在步骤114处，将负载的输出电压设置为第二电压V₂。在本发明的一个非限制性实施例中，第二电压V₂可以是负载的最大工作电压。在步骤116处，测量负载的第二实际输出电压C₂。在步骤118处，测量通过负载的第二实际电流I₂。本发明的技术方案也可以先测量最大工作电压，再测量最小工作电压。本发明对测量的具体顺序不作限定。

在一个示例中，最小工作电压和最大工作电压可以是由照明负载的供应商提供的参数。可以理解的是，除了最小和最大工作电压之外，还可以设置负载其他的电压值，并在该其他电压值下测量负载的实际输出电压和流过负载的实际电流。此外，在一个非限制性实施例中，测量负载的第一实际电压C₁和第二实际电压C₂可以包括利用串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)读取负载的第一实际电压C₁和第二实际电压C₂。测量通过负载的第一实际电流I₁和第二实际电流I₂可以包括利用电流表等仪器测量通过负载的第一实际电流I1和第二实际电流I₂。在本发明的一个非限制性实施例中，电流表可以使用电流表34401A。

在步骤120处，可以基于第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂计算补偿参数，以用于对由照明系统设置的对负载的控制电流I_设置进行补偿。在本发明的一个优选实施例中，可以根据如上所述的公式(6)-(8)来计算补偿参数。即，计算补偿参数可以包括：计算补偿斜率k＝(I₂-I₁)/(C₂-C₁)；以及计算补偿电流偏移量I_偏移＝I₁-I_设置–k*C₁。可以进一步根据以下公式来对最终的设置电流I_设置进行补偿：I_设置＝I_目标-I_偏移-k*V_out，其中V_out是在目标电流I_目标通过照明系统的负载时负载的实际输出电压。该实际输出电压可由如图3所示的照明灯控制模块采集得到。

在步骤122处，可以将针对特定照明负载计算得到的补偿斜率k和补偿电流偏移量I_偏移存储在照明系统的存储器中。在步骤124处，校准方法100完成。

可以理解的是，虽然以上校准方法100以步骤的形式示出，但是本发明不旨在限制这些步骤的先后顺序，也不旨在说明校准方法100需要这些操作步骤中的每一个。例如，可以先测量负载在最大工作电压下的实际输出电压和实际负载电流，再测量负载在最小工作电压下的实际输出电压和实际负载电流，如上所述。此外，可以省略图1中的某些步骤，而不背离本发明构思。

图2a是对照明系统的控制电流进行校准前的负载电流随输出电压变化的曲线图，图2b是对照明系统的控制电流进行校准后的负载电流随输出电压变化的曲线图。从图2a和图2b的比较可以看出，在控制电流进行精度校准之前，在各个不同的输入电压下，LED电流随着输出电压的变化幅度较大；而在控制电流进行精度校准之后，在各个不同的输入电压下，LED电流随着输出电压的变化幅度明显减小。因此，当LED输出电压随着外部环境的因素变化时，根据本发明的电流校准方法校准后的控制电流的精度得到较大改善，并且不会随着电压的波动而变化。如上所述，市场上现有一些车辆照明系统中的控制电流精度一般为15％～20％左右。而根据本发明的电流校准方法校准后的控制电流精度可以达到5％左右。

将理解的是，本发明的控制电流校准方法可以应用于电流控制照明负载的各种应用场景。作为一个非限制性示例，图3是可利用根据本发明的对照明系统的控制电流进行校准的方法的车辆照明控制系统的功能框图。图3所示车辆照明控制系统可包括各种部件，例如，电池，CAN收发器、照明灯控制模块302、BUCK模块、BUCK PWM控制器、各种照明灯304等，如本领域已知的。车辆照明控制系统的远光灯3042、近光灯3044、转向灯3046、日行灯(DRL)3048等由于各种不同的照明功能可需要不同的配光。因此，如图所示，对于各种灯，照明灯控制模块302的提供的控制电流有所不同。如本发明实现的提高控制电流精度能够更好地实现各种灯各自的功能。

本发明的对照明系统的控制电流进行校准的方法可用于车辆照明控制系统的远光灯、近光灯、转向灯、日行灯(DRL)等各种照明控制精度的改善。作为一个具体实施例，本发明对照明系统的控制电流进行校准的方法可用于自适应远光灯系统(ADB)。

可以在各种照明产品的生产线的项目终止(EOL，end of life)阶段执行本文提出的用于对照明系统的控制电流进行校准的方法。

因此，在不背离本发明的精神和主旨的情况下，本领域技术人员可对以上具体描述的实施例作出适当修改和调整。因此，旨在使所要求保护的主题不仅限于所公开的特定示例，这些要求保护的主题也可包括落在所附权利要求书及其等效物范围内的所有实现。

Claims

1.一种用于对照明系统的控制电流进行校准的方法，所述方法包括：

针对特定的负载和要提供给所述负载的目标电流I_目标：

将所述负载的输出电压设置为第一电压V₁；

测量所述负载的第一实际输出电压C₁；

测量通过所述负载的第一实际电流I₁；

将所述负载的输出电压设置为第二电压V₂；

测量所述负载的第二实际输出电压C₂；

测量通过所述负载的第二实际电流I₂；

基于所述第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂计算补偿参数，以用于对由所述照明系统设置的对所述负载的控制电流I_设置进行补偿，其中，基于所述第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂对I_设置进行补偿包括：

计算补偿斜率k＝(I₂-I₁)/(C₂-C₁)；以及

计算补偿电流偏移量I_偏移＝I₁-I_设置–k*C₁。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一实际输出电压C₁、第二实际输出电压C₂、第一实际电流I₁和第二实际电流I₂对I_设置进行补偿包括：

对于要提供给所述负载的目标电流I_目标，根据以下公式对I_设置进行补偿：

I_设置＝I_目标-I_偏移-k*V_out，其中所述V_out是在所述目标电流I_目标通过所述照明系统的所述负载时所述负载的实际输出电压。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述补偿斜率k和所述补偿电流偏移量I_偏移存储在所述照明系统的存储器中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电压V₁和所述第二电压V₂分别是所述负载的最小工作电压和最大工作电压。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述负载的第一实际输出电压C₁和第二实际输出电压C2包括：利用串行外设接口读取所述负载的第一实际电压C₁和第二实际电压C₂。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量通过所述负载的第一实际电流I₁和第二实际电流I₂包括：利用电流表测量通过所述负载的第一实际电流I₁和第二实际电流I₂。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述照明系统的生产线的项目终止EOL阶段执行所述方法。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照明系统包括车辆的照明控制系统。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述照明系统包括车辆的自适应远光灯系统ADB。