CN115556663A - 一种pwm信号驱动调光电机的电路实现方法 - Google Patents

一种pwm信号驱动调光电机的电路实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，用以解决调光电机与车身模块输出PWM信号不匹配的技术问题。本发明电源输入信号通过电源保护模块提供稳定的电源电压，电源电压给稳压滤波模块和驱动模块进行供电；同时，稳压滤波模块把车身输入的PWM控制信号转换为可线性变化的稳压控制信号，稳压控制信号给驱动模块提供信号电压。驱动模块同时接收电位器的反馈信号，并基于稳压控制信号与反馈信号的电压差来驱动内部马达进行工作，从而精确驱动调光电机进行工作。本发明通过低成本的电源保护模块、稳压滤波模块和驱动模块，实现直接接收客户端PWM控制信号来驱动调光电机工作的目的。

Description

一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法
技术领域
本发明涉及汽车前照灯零部件的技术领域，尤其涉及一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法。
背景技术
汽车作为目前最为普遍的交通工具，人们对于其安全性要求也越来越高。对于汽车前照灯这方面，为了提高夜晚行车的安全性，国家相关标准对于前照灯的光型高度有着明确的要求。为了应对车身负重的变化所导致的前照灯光型高度的变化，调光电机作为一个必要的零部件，一般安装在前照灯内。调光电机的工作原理就是基于车身给出的控制信号，通过控制电路来驱动调光电机内部的马达，调光电机内部的传动齿轮系又把马达的轴向转动转化为调光电机输出螺杆的直线运动。输出螺杆与前照灯的反光碗相连接，其直线运动会带动反光碗进行轴向运动，从而实现前照灯光型的高度调节，保证行车安全。
对于车身给出的控制信号，之前多采用控制面板上的手动开关给出直流稳压信号。目前随着汽车电气化、智能化程度的提高，车身给出的控制信号开始出现PWM的数字形式。这就是需要对于传统的调光电机进行设计改良。
申请号为201920940953.4的实用新型专利公开了一种汽车的调光控制电路，包括发送LIN信号的车身控制模块、调光电机以及设置在调光电机内并与车身控制模块连接的调光电路板，调光电路板包括调光电路，调光电路包括能够接收LIN信号的接收器、与接收器连接的转换器、与转换器连接的滤波器、与滤波器连接的控制芯片以及与控制芯片连接的驱动电机，通过车身控制模块发送LIN信号，然后通过调光电路板上的接收器将LIN信号传输给转换器，转换器将LIN信号转换为PWM信号输出，然后将PWM信号输入给控制芯片，最后由控制芯片来控制驱动电机运转，将原有技术中的开关控制改进为通过中控台来控制，方便驾驶员操控，客户体验度高，并且对于开发商来说，其整车开发周期缩短，并且开发成本也降低。但是，在上述技术方案中，产品总成接收的是BCM（客户端）发出的LIN信号，而PWM信号是产品内部转换生成的信号，而驱动芯片又无法直接接收PWM信号，需再次通过滤波电路进行信号转换。所以，上述技术方案是针对LIN收入信号的方案，不是直接针对PWM收入信号的方案，这就导致产品本身成本的提高。
发明内容
针对现有驱动调光电机的电路无法直接接收客户端PWM控制信号，调光电机与车身模块输出PWM信号不匹配的技术问题，本发明提出一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，通过低成本的比较器、滤波电路，基于PWM控制信号有效驱动调光电机工作。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，包括：电源输入信号通过电源保护模块提供稳定的电源电压Vcc，电源电压Vcc给后续的稳压滤波模块和驱动模块进行供电。同时，稳压滤波模块把车身输入的PWM控制信号转换为可线性变化的稳压控制信号Vset，稳压控制信号Vset给后续的驱动模块提供信号电压。驱动模块同时接收电位器W1的反馈信号Vfb，并基于稳压控制信号Vset与反馈信号Vfb的电压差来驱动内部马达进行工作，从而精确驱动调光电机进行工作。
优选地，所述电源保护模块包括整流二极管D1、TVS管D2、电解电容C1和电容C2，电源输入信号与整流二极管D1的正极相连接，整流二极管D1的负极与TVS管D2的负极相连接，TVS管D2的正极与接地相连接；所述TVS管D2两端并联有电解电容C1，电解电容C1与电容C2并联连接。
优选地，所述稳压滤波模块包括比较器电路和低通滤波电路，输入的PWM控制信号与比较器电路相连接，比较器电路和低通滤波电路相连接，低通滤波电路与驱动模块相连接；比较器电路将输入的PWM信号转换为与电源电压Vcc同电位的PWM信号，再通过低通滤波电路把PWM信号转换为稳定的稳压控制信号。
优选地，所述比较器电路包括比较器，比较器的反相输入端通过第一分压电路与电源电压Vcc相连接，比较器的同相输入端通过第二分压电路与输入的PWM控制信号相连接，比较器的输出端与低通滤波电路相连接。
优选地，所述第一分压电路包括分压电阻R6和分压电阻R7，分压电阻R6的一端与电源电压Vcc相连接，分压电阻R6的另一端与比较器的反相输入端相连接；分压电阻R7的一端与比较器的反相输入端相连接，分压电阻R7的另一端接地；所述第二分压电路包括分压电阻R4和分压电阻R5，分压电阻R4的一端与PWM控制信号相连接，分压电阻R4的另一端与比较器的同相输入端相连接；分压电阻R5的一端与比较器的正相输入端相连接，分压电阻R5的另一端接地；所述比较器的接地端接地，比较器的电源端与电源电压Vcc相连接。
优选地，所述比较器的输出端通过上拉电阻R8与电源电压Vcc相连接。
优选地，所述低通滤波电路包括电阻R3和电容C3，电阻R3的一端与比较器的输出端相连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端和驱动模块相连接，电容C3的另一端接地。
优选地，所述驱动模块包括驱动芯片，驱动芯片把稳压滤波模块输出的稳压控制信号和电位器W1所提供的反馈信号进行比较，从而驱动马达的有效转动。
优选地，所述驱动芯片的SET引脚通过电阻R2与稳压滤波模块的输出端相连接，驱动芯片的FB引脚通过电阻R1与电位器W1的调节端相连接，电位器W1的两个固定端分别与电源电压Vcc和地相连接，驱动芯片的SET引脚与FB引脚之间连接有滤波电容C4；驱动芯片的接地端接地，驱动芯片的两个电源端与电源电压Vcc相连接。
优选地，所述驱动芯片的两个输出端分别与电容C5的两端相连接，电容C5的两端并联有驱动马达。
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过低成本的比较器、滤波电路和驱动芯片，实现直接接收客户端PWM控制信号来驱动调光电机工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，包括：电源输入信号通过电源保护模块提供稳定的电源电压Vcc，电源电压Vcc给后续的稳压滤波模块和驱动模块进行供电。同时，稳压滤波模块把车身输入的PWM控制信号转换为可线性变化的稳压控制信号Vset，稳压控制信号Vset给后续的驱动模块提供信号电压。驱动模块同时接收电位器W1的反馈信号Vfb，并基于稳压控制信号Vset与反馈信号Vfb的电压差来驱动内部马达进行工作，从而精确驱动调光电机进行工作。电源保护模块分别给稳压滤波模块和驱动模块，保证了上述各子模块的同电位状态。稳压滤波模块把外界不同的PWM信号统一转换为与电源信号相匹配的控制信号。通过上述各模块的协同工作，保证了在车身直接给出PWM控制信号的作用下，调光电机也能够稳定工作。电源输入信号Vbat、PWM控制信号和基准地GND均通过对插件与PCB电路板进行有效电气连接，接插件实现车身信号与产品电路的有效连接。
进一步地，如图1所示，所述电源保护模块包括整流二极管D1、TVS管D2、电解电容C1和电容C2，电源输入信号Vbat与整流二极管D1的正极相连接，整流二极管D1的负极与TVS管D2的负极相连接，TVS管D2的正极与接地相连接；所述TVS管D2两端并联有电解电容C1，电解电容C1与电容C2并联连接。整流二极管D1作用是防反，TVS管D2的作用是防冲击，电解电容C1和电容C2的作用是滤波稳压，整个电源保护模块实现了防反、防冲击、滤波稳压的功能，给后续各模块提供稳定的电源电压Vcc。
进一步地，如图1所示，稳压滤波模块包括比较器电路和低通滤波电路，输入的PWM控制信号与比较器电路相连接，比较器电路和低通滤波电路相连接，低通滤波电路与驱动模块相连接。比较器电路以比较器U2A为核心的比较器电路，将输入的PWM信号转换为与电源电压Vcc同电位的PWM信号，再通过低通滤波电路把PWM信号转换为稳定的稳压控制信号。
比较器电路包括比较器，比较器的反相输入端通过第一分压电路与电源电压Vcc相连接，比较器的同相输入端通过第二分压电路与输入的PWM控制信号相连接，比较器的输出端与低通滤波电路相连接。电源电压Vcc进入稳压滤波模块，一方面给比较器U2A进行供电，以保证其输出的电平状态与电源电压Vcc一致；另一方面通过分压电阻R6和分压电阻R7组成的第一分压电路给比较器U2A提供合适的基准电压。
所述第一分压电路包括分压电阻R6和分压电阻R7，分压电阻R6的一端与电源电压Vcc相连接，分压电阻R6的另一端与比较器的反相输入端相连接；分压电阻R7的一端与比较器的反相输入端相连接，分压电阻R7的另一端接地；所述第二分压电路包括分压电阻R4和分压电阻R5，分压电阻R4的一端与PWM控制信号相连接，分压电阻R4的另一端与比较器的同相输入端相连接；分压电阻R5的一端与比较器的正相输入端相连接，分压电阻R5的另一端接地；所述比较器的接地端接地，比较器的电源端与电源电压Vcc相连接。
所述比较器的输出端通过上拉电阻R8与电源电压Vcc相连接，上拉电阻R8提高比较器的输出能力，保证后续滤波电路的快速响应。
进一步地，所述低通滤波电路包括电阻R3和电容C3，电阻R3的一端与比较器的输出端相连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端和驱动模块相连接，电容C3的另一端接地。
稳压滤波模块的输入信号有PWM控制信号、电源电压Vcc。PWM控制信号通过分压电阻R4、R5分压后输入比较器U2A，通过与分压电阻R6、R7分压所得的基准电压比较，输出与电源电压Vcc同电位的PWM信号。而后，再通过电阻R3、电容C3构成的低通滤波电路，把PWM信号转换为相对稳定的信号电压，且随着PWM信号占空比的变化，所输出的信号电压也呈现线性变化。PWM信号为高电平时，滤波电路通过电阻R3给电容C3进行充电，当PWM信号为低电平时，电容C3通过电阻R3进行放电，所以对应PWM信号的频率选择合适的电阻和电容，就可以实现电容端电压与PWM的占空比相对应，并稳压输出，并直接作用于基于3629的驱动模块。
所述驱动模块包括驱动芯片，以驱动芯片3629为核心，驱动芯片把稳压滤波模块输出的稳压控制信号和电位器W1所提供的反馈信号进行比较，从而驱动马达M的有效转动。电源电压Vcc进入驱动模块，给驱动模块中的3629驱动芯片进行供电，使其能够正常工作。同时给与机械传动部分连接的电位器W1提供电源电压，使其能够输出有效的反馈电压。
所述驱动芯片的SET引脚通过电阻R2与稳压滤波模块的输出端相连接，驱动芯片的FB引脚通过电阻R1与电位器W1的调节端相连接，电位器W1的两个固定端分别与电源电压Vcc和地相连接，驱动芯片的SET引脚与FB引脚之间连接有滤波电容C4；驱动芯片的接地端接地，驱动芯片的两个电源端与电源电压Vcc相连接。所述驱动芯片的两个输出端分别与电容C5的两端相连接，电容C5的两端并联有驱动马达。SET引脚接收稳压控制信号，FB引脚接收稳压反馈信号，电容C4避免控制信号与反馈信号间的瞬态干扰压差导致的产品抖动，电容C5在马达端口消除马达导致的电压波动。电容C4、C5则可以有效地确保输入信号和输出电压的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，包括：电源输入信号通过电源保护模块提供稳定的电源电压Vcc，电源电压Vcc给后续的稳压滤波模块和驱动模块进行供电；同时，稳压滤波模块把车身输入的PWM控制信号转换为可线性变化的稳压控制信号Vset，稳压控制信号Vset给后续的驱动模块提供信号电压；驱动模块同时接收电位器W1的反馈信号Vfb，并基于稳压控制信号Vset与反馈信号Vfb的电压差来驱动内部马达进行工作，从而精确驱动调光电机进行工作。
2.根据权利要求1所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述电源保护模块包括整流二极管D1、TVS管D2、电解电容C1和电容C2，电源输入信号与整流二极管D1的正极相连接，整流二极管D1的负极与TVS管D2的负极相连接，TVS管D2的正极与接地相连接；所述TVS管D2两端并联有电解电容C1，电解电容C1与电容C2并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述稳压滤波模块包括比较器电路和低通滤波电路，输入的PWM控制信号与比较器电路相连接，比较器电路和低通滤波电路相连接，低通滤波电路与驱动模块相连接；比较器电路将输入的PWM信号转换为与电源电压Vcc同电位的PWM信号，再通过低通滤波电路把PWM信号转换为稳定的稳压控制信号Vset。
4.根据权利要求3所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述比较器电路中比较器的反相输入端通过第一分压电路与电源电压Vcc相连接，比较器的同相输入端通过第二分压电路与输入的PWM控制信号相连接，比较器的输出端与低通滤波电路相连接。
5.根据权利要求4所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述第一分压电路包括分压电阻R6和分压电阻R7，分压电阻R6的一端与电源电压Vcc相连接，分压电阻R6的另一端与比较器的反相输入端相连接；分压电阻R7的一端与比较器的反相输入端相连接，分压电阻R7的另一端接地；所述第二分压电路包括分压电阻R4和分压电阻R5，分压电阻R4的一端与PWM控制信号相连接，分压电阻R4的另一端与比较器的同相输入端相连接；分压电阻R5的一端与比较器的正相输入端相连接，分压电阻R5的另一端接地；所述比较器的接地端接地，比较器的电源端与电源电压Vcc相连接。
6.根据权利要求4或5所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述比较器的输出端通过上拉电阻R8与电源电压Vcc相连接。
7.根据权利要求6所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述低通滤波电路包括电阻R3和电容C3，电阻R3的一端与比较器的输出端相连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端和驱动模块相连接，电容C3的另一端接地。
8.根据权利要求1或7所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述驱动模块包括驱动芯片，驱动芯片把稳压滤波模块输出的稳压控制信号Vset和电位器W1所提供的反馈信号Vfb进行比较，从而驱动马达的有效转动。
9.根据权利要求8所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述驱动芯片的SET引脚通过电阻R2与稳压滤波模块的输出端相连接，驱动芯片的FB引脚通过电阻R1与电位器W1的调节端相连接，电位器W1的两个固定端分别与电源电压Vcc和地相连接，驱动芯片的SET引脚与FB引脚之间连接有滤波电容C4；驱动芯片的接地端接地，驱动芯片的两个电源端与电源电压Vcc相连接。
10.根据权利要求9所述的PWM信号驱动调光电机的电路实现方法，其特征在于，所述驱动芯片的两个输出端分别与电容C5的两端相连接，电容C5的两端并联有驱动马达。
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