CN204721658U - 带有温度检测的汽车多路恒流led照明电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，包括汽车电池、MCU的一个PWM输出端口和两个A/D采样端口、恒流驱动电路、温度检测电路和一路以上的支路照明电路，汽车电池的正极与恒流驱动电路的输入端相连，其输出端与所有支路照明电路的输入端相连，温度检测电路的输入端连接汽车电池的正极，其输出端连接至恒流驱动电路，MCU的两个A/D采样端口与温度检测电路相连，MCU的一个PWM输出端口与恒流驱动电路相连；任意一个支路照明电路包括一个限流电阻、一个三极管和至少一个发光二极管，所有发光二极管顺向串联连接。本实用新型可以提供无限多的LED输出能力，可以根据MCU输出不同的占空比PWM信号来调节LED亮度。

Description

带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电子多路恒流照明电路，具体地说是一种带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，属于汽车电子技术领域。

背景技术

近年来，LED照明在汽车中诸如音响娱乐系统、空调控制面板及组合仪表等汽车电子产品中的应用越来越多，人们对汽车内LED照明的要求也越来越高，目前主要集中的问题就是温度及电池电压的波动对LED照明的影响以及LED点亮发热所引起的负面影响。现有技术中常用的LED照明电路有以下几种：                                                LED串联一个电阻用电源直接连接起来，该电路成本最低，也最为简单，但是也存在很大的问题，它对电压以及温度的变化没有任何的克服能力，电压的波形会导致LED闪烁。在的基础上用三极管做开关控制，由微控制器（MCU）输出一个PWM信号来控制开关三极管的开和关；当电池电压升高时，降低PWM信号的占空比；当电池电压降低时，升高PWM信号的占空比。但是实现起来比较的困难，因为汽车电源电压的波动非常频繁且迅速，导致MCU的很大部分工作都是去采样电压以及控制PWM输出，很影响MCU的资源分配。在的基础上采用稳压的电源芯片产生一个稳定的电压。这种电路可以控制电压波动的影响，但是成本相应的会增加，同时对驱动的LED数量也有限制，另外当使用该电路驱动多串LED时，电源芯片的散热是需要关注的问题。由两个三极管组成的恒流电路，其中一个三极管的be结作为电流检测电路。这种电路避免了电池电压波动带来的问题，但同时它有引进了温度特性问题，三极管的be结的电压会随着温度而改变，从而造成这种电路较差的温度特性，当温度改变时，LED的亮度也会随之而改变。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，该电路能够恒流驱动多路LED点亮而不受外部电压波动影响，同时可以检测电路的温度变化，实现照明或背光亮度调节的同时改善电路板温度，电路结构简单，成本低。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，包括汽车电池、微控制器的一个PWM输出端口和两个A/D采样端口、恒流驱动电路、温度检测电路和至少一路的支路照明电路，所述汽车电池的正极与恒流驱动电路的输入端相连，所述恒流驱动电路的输出端与所有支路照明电路的输入端相连，所述温度检测电路的输入端连接汽车电池的正极，其输出端连接至恒流驱动电路，微控制器的两个A/D采样端口与所述温度检测电路相连，微控制器的一个PWM输出端口与恒流驱动电路相连；所述恒流驱动电路包括三极管Q1、基极分压电阻R10、保护电阻R9、分压电阻R8、二极管D1和D2，其中，保护电阻R9的一端与微控制器的一个PWM输出端口相连，另一端与基极分压电阻R10的一端相连，基极分压电阻R10的另一端接地，三极管Q1的基极连接至保护电阻R9和基极分压电阻R10之间引出的支路，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接至分压电阻R8的一端，分压电阻R8的另一端与二极管D2的负极相连，二极管D2的正极与D1的负极相连；所述温度检测电路包括电阻R4、R5、R6和R7，所述电阻R4和电阻R5串联后接地，所述电阻R6和电阻R7串联后接地，电阻R4的一端与汽车电池的正极相连，电阻R6连接至二极管D1和D2之间引出的支路上，电阻R4和R5之间引出的支路以及电阻R6和R7之间引出的支路各与微控制器的一个A/D采样端口相连；任意一个所述的支路照明电路包括一个限流电阻、一个三极管和至少一个发光二极管（LED），所有发光二极管顺向串联连接，所述限流电阻的一端与汽车电池的正极相连，另一端连接至三极管的发射极，三极管的基极与二极管D2的负极相连，三极管的集电极与发光二极管（LED）的正极相连，发光二极管（LED）的负极接地。

作为本实用新型的一种改进， 所述三极管Q1为NPN型三极管，所有支路照明电路中的三极管为同型号的PNP型三极管。

作为本实用新型的一种改进， 所述二极管D1和D2采用相同型号的二极管。

相对于现有技术，本实用新型的效果是积极和明显的。本实用新型在汽车的LED照明电路中采用四个电阻分别组成两个分压电路，用以对电池电压和二极管D1电压进行检测，同时配合恒流驱动电路，克服因温度变化和供电电压不稳定所导致的背光忽明忽暗的情况，使得照明更加稳定；各个照明支路相互独立，其LED电流可方便调整，同时也方便扩展更多路的LED输出能力，通过选取不同的限流电阻的阻值，使得各个照明支路的电流值可以任意配置，以达到客户的特殊要求；通过微控制器输出不同的PWM信号占空比，调节LED电流，从而无需改动电路而实现软件调光；由于温度检测电路的存在，能够保证印刷线路板（PCBA）在较好的工作环境下工作，提高了其使用寿命，根据电路中二极管D1和D2的压差来判断PCBA的温度信息，确保工作环境的优越性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路原理图。

图2为本实用新型实施例中二极管D1和D2的电压温度曲线。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

如图1所示，一种带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，包括汽车电池DC、微控制器的一个PWM输出端口和两个A/D采样端口、恒流驱动电路、温度检测电路和三路支路照明电路（分别为第一路支路照明电路、第二路支路照明电路和第三路支路照明电路，实际使用中只要汽车电池DC支持，可以实现无限路数支路照明电路，本实施例仅描述3路，每路最多可以穿三只LED灯。）。所述汽车电池DC的正极与恒流驱动电路的输入端相连，所述恒流驱动电路的输出端与所有支路照明电路的输入端相连，所述温度检测电路的输入端连接汽车电池DC的正极，其输出端连接至恒流驱动电路，微控制器的两个A/D采样端口与所述温度检测电路相连，微控制器的一个PWM输出端口与恒流驱动电路相连。所述恒流驱动电路包括三极管Q1、基极分压电阻R10、保护电阻R9、分压电阻R8、二极管D1和D2。其中，保护电阻R9的一端与微控制器的一个PWM输出端口相连，另一端与基极分压电阻R10的一端相连，基极分压电阻R10的另一端接地，三极管Q1的基极连接至保护电阻R9和基极分压电阻R10之间引出的支路，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接至分压电阻R8的一端，分压电阻R8的另一端与二极管D2的负极相连，二极管D2的正极与D1的负极相连。所述温度检测电路包括电阻R4、R5、R6和R7，所述电阻R4和电阻R5串联后接地，所述电阻R6和电阻R7串联后接地，电阻R4的一端与汽车电池DC的正极相连，电阻R6连接至二极管D1和D2之间引出的支路上，电阻R4和R5之间引出的支路以及电阻R6和R7之间引出的支路分别与微控制器的一个A/D采样端口相连。所述第一路支路照明电路包括限流电阻R1、三极管Q2以及发光二极管D3和D4，所述限流电阻R1的一端与汽车电池DC的正极相连，另一端连接至三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极与二极管D2的负极相连，三极管Q2的集电极与发光二极管D3的正极相连，所述发光二极管D3和D4顺向串联连接，即发光二极管D3的负极连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极接地。所述第二路支路照明电路包括限流电阻R2、三极管Q3以及发光二极管D5和D6，所述限流电阻R2的一端与汽车电池DC的正极相连，另一端连接至三极管Q3的发射极，三极管Q3的基极与二极管D2的负极相连，三极管Q3的集电极与发光二极管D5的正极相连，所述发光二极管D5和D6顺向串联连接，即发光二极管D5的负极连接发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接地。所述第三路支路照明电路包括限流电阻R3、三极管Q4以及发光二极管D7和D8，所述限流电阻R3的一端与汽车电池DC的正极相连，另一端连接至三极管Q4的发射极，三极管Q4的基极与二极管D2的负极相连，三极管Q4的集电极与发光二极管D7的正极相连，所述发光二极管D7和D8顺向串联连接，即发光二极管D7的负极连接发光二极管D8的正极，发光二极管D8的负极接地。

所述三极管Q1为NPN型三极管，Q1的基极通过保护电阻R9与微控制器的输出PWM信号的I/O端口相连，同时Q1的基极通过基极分压电阻R10和其发射极相连，起到分流/分压的作用；Q1的集电极与分压电阻R8相连，从而把汽车电池DC的电压主要分布到分压电阻R8上，以减少三极管Q1的负荷，延长其使用寿命；而R8的另一端与所述三极管Q2、Q3和Q4的基极相连（Q2、Q3和Q4为同型号的PNP型三极管），从而形成一个LED控制电路，实现LED的点亮控制。所述二极管D1和D2为普通的同型号二极管（在本实施例中，二极管D1和D2采用型号为BAS21的二极管），他们与限流电阻R1、R2和R3分别串联在三极管Q2、Q3和Q4的基极和发射极之间，主要作用是限制住A端和C端的压降以保持恒定，从而使得限流电阻R1、R2和R3的电压值也可以保持恒定，最终通过调整限流电阻R1、R2和R3的值来调整流过发光二极管的电流大小，以实现对发光二极管的恒流控制作用。

温度检测电路中的电阻R4和R5组成一个分压电路，检测汽车电池DC的电压V1，电阻R6和R7也形成另一个分压电路，检测经过二极管D1的电压V2，从而二极管D2的压降为电压V1和V2之差，再根据二极管D2的电压温度曲线（如图2所示）得到印刷线路板板中LED电路的温度，以达到检测LED背光温度的设计。

根据恒流驱动电路和温度检测电路的相互配合，并依据如下原理：一般LED的光输出随其温度的升高而降低，而又已知LED的光输出与其驱动电流成正比，因此当温度升高时，我们应设法提高其驱动电流，以补偿其光输出随其温度的变化。在当印刷线路板中各支路照明电路的温度过高时，通过调节LED的背光使温度得到控制，同时温度的变化会导致D1和D2的电压发生变化，从而使得微控制器根据A/D采样端口采集到的这个变化来调整微控制器I/O端口输出的PWM信号占空比，达到保持LED背光亮度不变的要求。其中，假设输出的占空比为Duty，则流过发光二极管D3和D4上的电流为Duty*（Vd1+Vd2-Vq2be）/R1，其它支路上发光二极管的电流以此类推。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (3)

1.带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，其特征在于：包括汽车电池、微控制器的一个PWM输出端口和两个A/D采样端口、恒流驱动电路、温度检测电路和至少一路的支路照明电路，所述恒流驱动电路包括三极管Q1、基极分压电阻R10、保护电阻R9、分压电阻R8、二极管D1和D2，其中，保护电阻R9的一端与微控制器的一个PWM输出端口相连，另一端与基极分压电阻R10的一端相连，基极分压电阻R10的另一端接地，三极管Q1的基极连接至保护电阻R9和基极分压电阻R10之间引出的支路，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接至分压电阻R8的一端，分压电阻R8的另一端与二极管D2的负极相连，二极管D2的正极与D1的负极相连；所述温度检测电路包括电阻R4、R5、R6和R7，所述电阻R4和电阻R5串联后接地，所述电阻R6和电阻R7串联后接地，电阻R4的一端与汽车电池的正极相连，电阻R6连接至二极管D1和D2之间引出的支路上，电阻R4和R5之间引出的支路以及电阻R6和R7之间引出的支路各与微控制器的一个A/D采样端口相连；任意一个所述的支路照明电路包括一个限流电阻、一个三极管和至少一个发光二极管，所有发光二极管顺向串联连接，所述限流电阻的一端与汽车电池的正极相连，另一端连接至三极管的发射极，三极管的基极与二极管D2的负极相连，三极管的集电极与发光二极管的正极相连，发光二极管的负极接地。

2.如权利要求1所述的带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，其特征在于，所述三极管Q1为NPN型三极管，所有支路照明电路中的三极管为同型号的PNP型三极管。

3.如权利要求1所述的带有温度检测的汽车多路恒流LED照明电路，其特征在于，所述二极管D1和D2采用相同型号的二极管。