CN207382625U - 一种智能车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能车灯，包括输入电源、主控芯片、隔离光耦、LED灯组、LED驱动芯片、LED控制单元和FET驱动管，所述主控芯片的输出端通过隔离光耦与LED控制单元的输入端耦合，所述LED驱动芯片的输出端分别与主控芯片的电源输入端和FET驱动管的栅极连接，所述LED灯组的负极与LED控制单元的输入端连接，所述LED控制单元的输出端与FET驱动管的漏极连接，所述输入电源的正极与LED灯组的正极和LED驱动芯片的输入端连接，所述LED驱动芯片、FET驱动管的源极和主控芯片均接地。增设了隔离光耦，克服电压不匹配的问题，增加了车灯的可靠性。本实用新型可以广泛应用于汽车电子领域。

Description

一种智能车灯

技术领域

本实用新型涉及汽车电子领域，尤其是一种智能车灯。

背景技术

随着经济的发展，汽车越来越普及了，汽车电子领域也随之崛起，车灯是每辆汽车必备的配件，其起到照明和指示的作用，尤其在夜间行车，是不能没有车灯的。在现今复杂的交通情况下，车灯的可靠性显得尤为重要。目前在汽车上一般使用蓄电池(12V)对电子设备进行供电，由于车灯中功率LED的工作电压与主控芯片的工作电压不同，如果不经隔离，直接用主控芯片去控制这些功率LED，会因为两者的参考电压不同而出现电压不匹配的问题，可能会导致无法控制，或者损坏主控芯片。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种带隔离光耦的智能车灯。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种智能车灯，包括输入电源、主控芯片、隔离光耦、LED灯组、LED驱动芯片、LED控制单元和FET驱动管，所述主控芯片的输出端通过隔离光耦与LED控制单元的输入端耦合，所述LED驱动芯片的输出端分别与主控芯片的电源输入端和FET驱动管的栅极连接，所述LED灯组的负极与LED控制单元的输入端连接，所述LED控制单元的输出端与FET驱动管的漏极连接，所述输入电源的正极与LED灯组的正极和LED驱动芯片的输入端连接，所述LED驱动芯片、FET驱动管的源极和主控芯片均接地。

进一步，所述LED灯组包括白光LED灯和黄光LED灯。

进一步，所述LED控制单元包括第一FET开关管和第二FET开关管，所述第一FET开关管的漏极与白光LED灯的负极连接，所述第二FET开关管的漏极与黄光LED灯的负极连接，所述第一FET开关管的源极和第二FET开关管的源极均与FET驱动管的漏极连接，所述第一FET开关管的栅极和第二FET开关管的栅极均与LED灯组的正极连接。

进一步，所述隔离光耦包括第一隔离光耦和第二隔离光耦，所述第一隔离光耦的输出端正极与第一FET开关管的栅极连接，所述第二隔离光耦的输出端正极与第二FET开关管的栅极连接，所述第一隔离光耦的输出端负极和第二隔离光耦的输出端负极均与FET驱动管的漏极连接。

进一步，还包括第一FET控制管和第二FET控制管，所述第一FET控制管的漏极与第一隔离光耦的输入端负极连接，所述第二FET控制管的漏极与第二隔离光耦的输入端负极连接，所述第一FET控制管的源极和第二FET控制管的源极均接地，所述第一FET控制管的栅极和第二FET控制管的栅极均与主控芯片的输出端连接，所述第一隔离光耦的输入端正极和第二隔离光耦的输入端正极均与输入电源连接。

进一步，还包括电感和续流二极管，所述输入电源的正极通过电感与LED灯组的正极连接，所述续流二极管的正极与FET驱动管的漏极连接，所述续流二极管的负极与LED灯组的正极连接。

进一步，还包括上电单元，所述LED驱动芯片的输出端通过上电单元与主控芯片的电源输入端连接，所述上电单元包括PNP三极管、NPN三极管、稳压管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述输入电源的正极与稳压管的负极连接，所述稳压管的正极与第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端分别与第二分压电阻的一端和NPN三极管的基极连接，所述第二分压电阻的另一端和NPN三极管的射极均接地，所述NPN三极管的集电极与PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的射极与LED驱动芯片的输出端连接，所述PNP三极管的集电极与主控芯片的输入端连接。

进一步，还设有防反接二极管，所述输入电源的正极与防反接二极管的正极连接，所述防反接二极管的负极与LED驱动芯片的输入端和LED灯组的正极连接。

进一步，所述LED驱动芯片包括一个内置的LDO。

进一步，还包括散热风扇，所述散热风扇的正极与LED灯组的正极连接，所述散热风扇的负极接地。

本实用新型的有益效果是：包括输入电源、主控芯片、隔离光耦、LED灯组、LED驱动芯片、LED控制单元和FET驱动管，增设了隔离光耦，使得主控芯片可以通过隔离光耦与LED控制单元耦合，并通过隔离光耦传输控制信号，从而克服电压不匹配的问题，增加了车灯的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接框图；

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，一种智能车灯，包括输入电源、主控芯片、隔离光耦、LED灯组、LED驱动芯片、LED控制单元和FET驱动管，所述主控芯片的输出端通过隔离光耦与LED控制单元的输入端耦合，所述LED驱动芯片的输出端分别与主控芯片的电源输入端和FET驱动管的栅极连接，所述LED灯组的负极与LED控制单元的输入端连接，所述LED控制单元的输出端与FET驱动管的漏极连接，所述输入电源的正极与LED灯组的正极和LED驱动芯片的输入端连接，所述LED驱动芯片、FET驱动管的源极和主控芯片均接地。

进一步作为优选的实施方式，所述LED灯组包括白光LED灯和黄光LED灯。

进一步作为优选的实施方式，所述LED控制单元包括第一FET开关管和第二FET开关管，所述第一FET开关管的漏极与白光LED灯的负极连接，所述第二FET开关管的漏极与黄光LED灯的负极连接，所述第一FET开关管的源极和第二FET开关管的源极均与FET驱动管的漏极连接，所述第一FET开关管的栅极和第二FET开关管的栅极均与LED灯组的正极连接。

进一步作为优选的实施方式，所述隔离光耦包括第一隔离光耦和第二隔离光耦，所述第一隔离光耦的输出端正极与第一FET开关管的栅极连接，所述第二隔离光耦的输出端正极与第二FET开关管的栅极连接，所述第一隔离光耦的输出端负极和第二隔离光耦的输出端负极均与FET驱动管的漏极连接。

进一步作为优选的实施方式，还包括第一FET控制管和第二FET控制管，所述第一FET控制管的漏极与第一隔离光耦的输入端负极连接，所述第二FET控制管的漏极与第二隔离光耦的输入端负极连接，所述第一FET控制管的源极和第二FET控制管的源极均接地，所述第一FET控制管的栅极和第二FET控制管的栅极均与主控芯片的输出端连接，所述第一隔离光耦的输入端正极和第二隔离光耦的输入端正极均与输入电源连接。

进一步作为优选的实施方式，还包括电感和续流二极管，所述输入电源的正极通过电感与LED灯组的正极连接，所述续流二极管的正极与FET驱动管的漏极连接，所述续流二极管的负极与LED灯组的正极连接。

进一步作为优选的实施方式，还包括上电单元，所述LED驱动芯片的输出端通过上电单元与主控芯片的电源输入端连接，所述上电单元包括PNP三极管、NPN三极管、稳压管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述输入电源的正极与稳压管的负极连接，所述稳压管的正极与第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端分别与第二分压电阻的一端和NPN三极管的基极连接，所述第二分压电阻的另一端和NPN三极管的射极均接地，所述NPN三极管的集电极与PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的射极与LED驱动芯片的输出端连接，所述PNP三极管的集电极与主控芯片的输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，还设有防反接二极管，所述输入电源的正极与防反接二极管的正极连接，所述防反接二极管的负极与LED驱动芯片的输入端和LED灯组的正极连接。

进一步作为优选的实施方式，所述LED驱动芯片包括一个内置的LDO。

进一步作为优选的实施方式，还包括散热风扇，所述散热风扇的正极与LED灯组的正极连接，所述散热风扇的负极接地。

实施例1

参照图2，一种智能车灯，主要包括输入电源、主控芯片U1、LED驱动芯片U2、第一隔离光耦、第二隔离光耦、第一FET控制管Q3、第二FET控制管Q4、白光LED灯LED1、黄光LED灯LED2、LED控制单元、FET驱动管Q5、散热风扇FAN、电感L1、续流二极管D3、上电单元和防反接二极管D4；还包括其他电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R10、R11、R13、R14和R15，其他电容C1、C2、C3、C4和C5；

所述LED控制单元主要包括第一FET开关管Q1和第二FET开关管Q2；

所述上电单元包括PNP三极管Q7、NPN三极管Q6、稳压管D1、第一分压电阻R12、第二分压电阻R7、R8、R9和二极管D2。

所述第一FET开关管、第二FET开关管、第一FET控制管、第二FET控制管和FET驱动管可以为JFET管或者MOSFET管。

所述LED驱动芯片可以用OC5011系列芯片实现，所述主控芯片可以使用PIC12F675实现。所述的第一FET开关管Q1、第二FET开关管Q2、第一FET控制管Q3、第二FET控制管Q4和FET驱动管Q5均可以使用GM6430型FET管实现，或者使用其他现有的增强型FET管实现，所述电感L1可以采用现有的大功率电感实现，根据LED灯的功率需要灵活选用参数，所述第一隔离光耦和第二隔离光耦可以选用PC817型光耦实现，其他电容、电阻、二极管、稳压管、三极管均可以采用现有器件实现，根据实际情况灵活选择器件的参数。

如图2所示，所述输入电源的正极通过防反接二极管D4向LED驱动芯片U2的VIN引脚供电。所述R13、R14和R15并联；所述防反接二极管的负极通过R13与LED驱动芯片U2的CS引脚连接。所述LED驱动芯片U2的CS引脚通过电感L1与白光LED灯LED1的正极、黄光LED灯LED2的正极和续流二极管D3的负极连接，所述白光LED灯LED1的负极与第一FET开关管Q1的漏极连接；所述黄光LED灯LED2的负极与第二FET开关管Q2的漏极连接。所述R1连接在白光LED灯LED1的正极与第一FET开关管Q1的栅极之间；所述R2连接在黄光LED灯LED2的正极与第二FET开关管Q2的栅极之间。所述第一隔离光耦的输出端OP1-B的正极与第一FET开关管Q1的栅极连接，所述第二隔离光耦的输出端OP2-B的正极与第二FET开关管Q2的栅极连接，所述续流二极管D3的正极、第一FET开关管Q1的源极、第二FET开关管Q2的源极、第一隔离光耦的输出端OP1-B的负极和第二隔离光耦的输出端OP2-B的负极均与FET驱动管Q5的漏极连接，所述FET驱动管Q5的栅极与LED驱动芯片U2的DVR引脚连接；所述散热风扇FAN的正极与白光LED灯LED1的正极连接，所述FET驱动管Q5的源极和散热风扇FAN的负极均接地。

所述R5的一端和R6的一端均与LED驱动芯片U2的CS引脚连接，所述R5的另一端与第一隔离光耦的输入端OP1-A的正极连接，所述R6的另一端与第二隔离光耦的输入端OP2-A的正极连接；所述第一隔离光耦的输入端OP1-A的负极与第一FET控制管Q3的漏极连接，所述第二隔离光耦的输入端OP2-A的负极与第二FET控制管Q4的漏极连接；所述第一FET控制管Q3的栅极与主控芯片U1的PB6引脚连接，所述第二FET控制管Q4的栅极与主控芯片U1的PB5引脚连接；所述第一FET控制管Q3的源极和第二FET控制管Q4的源极均接地。所述R3连接在第一FET控制管Q3的栅极与地之间，所述R4连接在第二FET控制管Q4的栅极与地之间。

所述LED驱动芯片U2的VCC引脚和DIM引脚通过上电单元与主控芯片U1的VCC引脚连接，所述输入电源与稳压管D1的负极连接，所述稳压管D1的正极与第一分压电阻R12的一端连接，所述第一分压电阻R12的另一端分别与第二分压电阻R7的一端和NPN三极管Q6的基极连接，所述第二分压电阻R7的另一端和NPN三极管Q6的射极均接地，所述NPN三极管Q6的集电极通过R9与PNP三极管Q7的基极连接，所述PNP三极管Q7的射极与R8的一端、LED驱动芯片U2的VCC和DIM引脚连接，所述R8的另一端与NPN三极管Q6的集电极连接，所述PNP三极管Q7的集电极与二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极与主控芯片U1的VCC引脚连接。

所述C1和C2连接在防反接二极管D4的负极与地之间；所述C3连接在LED驱动芯片U2的VCC与地之间；所述R10连接在主控芯片U1的VCC引脚与地之间；所述C4并联在R10的两端；所述C5并联在电阻R7的两端；所述R11连接在输入电压的正极和负极之间。

本实施例的工作原理如下：

LED驱动芯片U2通过DVR引脚向FET驱动管Q5的栅极提供一个固定的PWM波，所述PWM波为LED驱动芯片内置的，所述主控芯片U1由LED驱动芯片U2内置的LDO供电，所述主控芯片U1通过引脚PB5和引脚PB6分别控制第一FET控制管Q3和第二FET控制管Q4的导通，以白光LED灯LED1为例，当PB5发出一个高电平信号时，第一FET控制管Q3导通，第一隔离光耦的输入端OP1-A中的二极管导通发光，光信号耦合到第一隔离光耦的输出端OP1-B，使得第一隔离光耦中的光敏半导体导通，从而拉低第一FET开关管栅极电压，使得第一FET开关管截止，从而白光灯熄灭，即主控芯片可以通过PB5引脚和PB6引脚输出高低电平来控制白光LED灯和黄光LED灯的亮灭。

上电单元的工作原理：

在NPN三极管Q6的基极和输入电源的正极之间，设有稳压二极管D1和第一分压电阻R12，当输入电压小于稳压二极管D1的电压时，NPN三极管Q6的基极电压不足以让NPN三极管Q6导通，所以PNP三极管Q7截止，主控芯片U1的VCC端相当于与电源断开，主控芯片U1不工作，当输入电源的电压是工作电压时，第一分压电阻R12和第二分压电阻R7的总压降为输入电压减去稳压管电压，此时，电阻R7使得NPN三极管Q6的基极获得足够的电压，NPN三极管Q6导通，同时PNP三极管Q7导通，此时主控芯片的VCC引脚与LED驱动芯片U2的VCC引脚连接，获得工作电压，正常工作。

本实用新型包括以下优点：

1)增设了上电单元，能够有效地隔离低于工作电压的干扰电压，避免主控芯片向LED灯组发送错误的控制信号。

2)增设了散热风扇，能够在LED灯组工作时对其进行散热降温，有效地增加了LED灯的寿命。

3)采用内置LDO的驱动芯片，省去了额外的LDO驱动芯片，节省了电路板空间，同时节省了成本。

4)采用本实用新型的连接方式，在MCU损坏的情况下，第一FET开关管和第二FET开关管在上电状态下保持导通，使得车灯能在MCU损坏的情况下正常亮灯。

5)采用光黄LED灯和白光LED灯，可以实现多种灯光效果，例如白光黄光交替闪亮，功能多，能适应多种灯光需求。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种智能车灯，其特征在于：包括输入电源、主控芯片、隔离光耦、LED灯组、LED驱动芯片、LED控制单元和FET驱动管，所述主控芯片的输出端通过隔离光耦与LED控制单元的输入端耦合，所述LED驱动芯片的输出端分别与主控芯片的电源输入端和FET驱动管的栅极连接，所述LED灯组的负极与LED控制单元的输入端连接，所述LED控制单元的输出端与FET驱动管的漏极连接，所述输入电源的正极与LED灯组的正极和LED驱动芯片的输入端连接，所述LED驱动芯片、FET驱动管的源极和主控芯片均接地。

2.根据权利要求1所述的一种智能车灯，其特征在于：所述LED灯组包括白光LED灯和黄光LED灯。

3.根据权利要求2所述的一种智能车灯，其特征在于：所述LED控制单元包括第一FET开关管和第二FET开关管，所述第一FET开关管的漏极与白光LED灯的负极连接，所述第二FET开关管的漏极与黄光LED灯的负极连接，所述第一FET开关管的源极和第二FET开关管的源极均与FET驱动管的漏极连接，所述第一FET开关管的栅极和第二FET开关管的栅极均与LED灯组的正极连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能车灯，其特征在于：所述隔离光耦包括第一隔离光耦和第二隔离光耦，所述第一隔离光耦的输出端正极与第一FET开关管的栅极连接，所述第二隔离光耦的输出端正极与第二FET开关管的栅极连接，所述第一隔离光耦的输出端负极和第二隔离光耦的输出端负极均与FET驱动管的漏极连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能车灯，其特征在于：还包括第一FET控制管和第二FET控制管，所述第一FET控制管的漏极与第一隔离光耦的输入端负极连接，所述第二FET控制管的漏极与第二隔离光耦的输入端负极连接，所述第一FET控制管的源极和第二FET控制管的源极均接地，所述第一FET控制管的栅极和第二FET控制管的栅极均与主控芯片的输出端连接，所述第一隔离光耦的输入端正极和第二隔离光耦的输入端正极均与输入电源连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能车灯，其特征在于：还包括电感和续流二极管，所述输入电源的正极通过电感与LED灯组的正极连接，所述续流二极管的正极与FET驱动管的漏极连接，所述续流二极管的负极与LED灯组的正极连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能车灯，其特征在于：还包括上电单元，所述LED驱动芯片的输出端通过上电单元与主控芯片的电源输入端连接，所述上电单元包括PNP三极管、NPN三极管、稳压管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述输入电源的正极与稳压管的负极连接，所述稳压管的正极与第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端分别与第二分压电阻的一端和NPN三极管的基极连接，所述第二分压电阻的另一端和NPN三极管的射极均接地，所述NPN三极管的集电极与PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的射极与LED驱动芯片的输出端连接，所述PNP三极管的集电极与主控芯片的输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能车灯，其特征在于：还设有防反接二极管，所述输入电源的正极与防反接二极管的正极连接，所述防反接二极管的负极与LED驱动芯片的输入端和LED灯组的正极连接。

9.根据权利要求1所述的一种智能车灯，其特征在于：所述LED驱动芯片包括一个内置的LDO。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种智能车灯，其特征在于：还包括散热风扇，所述散热风扇的正极与LED灯组的正极连接，所述散热风扇的负极接地。