CN207565465U - 一种汽车led车灯的故障诊断反馈系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，包括驱动模块、采样模块、诊断模块、反馈模块，所述驱动模块通过电阻式线性或晶体管恒流式驱动电路驱动LED灯；所述采样模块采集LED串中低边LED灯电压，将电压信号缩放后输入给后极诊断模块；所述诊断模块对检测到的LED电压进行故障判断，并将故障诊断信号传递给反馈模块；反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号给驱动模块并输出故障信号，驱动模块对LED灯进行通电断电控制。本实用新型满足了目前汽车LED驱动中单串少量LED驱动及诊断功能的要求，不仅成本低，而且性价比高。

Description

一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统

技术领域

本实用新型涉及汽车电子应用技术领域，具体涉及一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统。

背景技术

近年来，随着汽车级LED成本降低，光效提高，汽车主机厂的灯具开始越来越多的采用LED光源方案来取代传统的灯泡光源方案。而由于LED具有的半导体特性，其需要的驱动方式较传统方案更为复杂。目前的汽车电子测试中，电源供电电压为9-16V，单颗LED电压在2-3V左右，一般采用驱动芯片驱动开关电路做通用驱动方案，并自带故障诊断功能。但是在一些特殊的单串少量的LED方案中，这种方案成本相对较高，且电子试验风险大，性价比低。

专利201510502661.9，公开了一种汽车挂车灯具的控制电路系统及检测方法，包括有转向灯开关、制动灯开关、主车转向灯、挂车转向灯、主车制动灯、挂车制动灯、车身控制器及仪表控制器；主车转向灯、挂车转向灯、主车制动灯及挂车制动灯均同驱动电路的输出端连接；在车身控制器至少设置有微控制单元和驱动电路。专利201310581003.4，公开了一种双功能LED驱动电路，包括保护电路模块、电源模块、PWM信号产生模块、电流调节模块、故障诊断模块和LED灯，所述保护电路模块、电源模块、PWM信号产生模块、电流调节模块依次电连接，所述保护电路模块的输出端与电流调节模块的输出端分别连接LED灯的阳极和阴极，所述故障诊断模块输入端与LED灯阴极连接、输出端连接PWM信号产生模块。上述专利通过车身控制器中的诊断用微控制单元采集端电压的大小来区分负载类型，并对负载进行故障诊断；实现通一串LED灯发出两种不同亮度的光，可以有效减少车身上LED光源数量，增加车身的空间利用率。对于LED车灯的故障诊断并没有给出相应的技术方案。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型的为了克服上述现有技术单串少量LED车灯故障诊断的缺陷问题，本实用新型提供一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，满足了目前汽车LED驱动中单串少量LED驱动及诊断功能的要求，不仅成本低，而且性价比高。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，包括驱动模块、采样模块、诊断模块、反馈模块，所述驱动模块通过电阻式线性或晶体管恒流式驱动电路驱动LED灯；所述采样模块采集LED串中低边LED灯电压，将电压信号缩放后输入给后极诊断模块；所述诊断模块对检测到的LED电压进行故障判断，并将故障诊断信号传递给反馈模块；反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号给驱动模块并输出故障信号，驱动模块对LED灯进行通电断电控制。

进一步地，所述驱动模块包括电阻R1、R2，晶体管Q1、Q2，稳压管ZD1，LED灯LT1、LT2、LT3，输入电压Vi，所述输入电压Vi通过电阻R1与晶体管Q1的集电极相连，输入电压Vi还与LT1的阳极相连；所述LT1的阴极与LT2的阳极相连，所述LT2的阴极与LT3的阳极相连，所述LT3的阴极与晶体管Q2的集电极相连；所述晶体管Q2的基极与晶体管Q1的集电极相连，晶体管Q2的发射极通过电阻R2接地；所述晶体管Q1的发射极接地，晶体管Q1的基极与反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号相连；所述稳压管ZD1并联在晶体管Q1的集电极和发射极之间。

进一步地，所述晶体管Q1、Q2为NPN型三极管。

进一步地，所述采样模块包括三端稳压器7805、电阻R3、R4、R5、R6，运算放大器U1，所述三端稳压器的输入端与输入电压Vi相连，三端稳压器输出+5V电压；所述运算放大器U1的反相输入端通过电阻R3与LT2的阴极相连，运算放大器U1的反相输入端还通过电阻R5接地，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4与LT3的阴极相连，算放大器U1的同相输入端还通过电阻R6接地，运算放大器U1的输出端与故障诊断模块相连。

进一步地，所述运算放大器U1的电源端与三端稳压器7805的输出端相连，运算放大器U1的接地端与地相连。

进一步地，所述故障诊断模块包括运算放大器U2、U3，电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12，二极管D1、D2，所述运算放大器U2的同相输入端、运算放大器U3的反相输入端与运算放大器U1的输出端相连；运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7与三端稳压器7805输出端相连，运算放大器U2的反相输入端还通过电阻R8接地；运算放大器U3的同相输入端通过电阻R9与三端稳压器7805输出端相连，运算放大器U3的同相输入端还通过电阻R10接地；运算放大器U2的输出端通过电阻R11、运算放大器U3的输出端通过电阻R12与7805输出端相连，运算放大器U2的输出端通过二极管D1、运算放大器U3的输出端通过二极管D2与反馈模块相连。

进一步地，所述运算放大器U2、U3的电源端与三端稳压器7805的输出端相连，运算放大器U2、U3的接地端与地相连。

进一步地，所述反馈模块包括电阻R13、R14、R15，晶体管Q3，输出信号Vo，所述晶体管Q3的基极通过电阻R13与二极管D1、D2的阴极相连，晶体管Q3的集电极通过电阻R14与三端稳压器7805输出端相连，晶体管Q3的发射极通过电阻R15接地，有反馈信号通过晶体管Q3的基极与晶体管Q1的基极相连，输出信号Vo与晶体管Q3的集电极相连。

进一步地，所述晶体管Q3为NPN型三极管。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果：一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，可以为汽车车灯单串少量LED应用提供低成本的驱动和诊断，通过监测低边LED的电压，判断LED的工作状态，从而电路做出反馈动作提供反馈信号；本实用新型能满足测试要求，且成本较低，具有较好的价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型故障诊断反馈系统原理图。

相关元件符号说明：电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15；晶体管Q1、Q2、Q3；稳压管ZD1；LED灯LT1、LT2、LT3；三端稳压器7805；运算放大器U1、U2、U3；二极管D1、D2；输入电压Vi；输出信号Vo。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1，一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，包括驱动模块、采样模块、诊断模块、反馈模块。驱动模块通过电阻式线性或晶体管恒流式驱动电路驱动LED灯；采样模块采集LED串中低边LED灯电压，将电压信号缩放后输入给后极诊断模块；诊断模块对检测到的LED电压进行故障判断，并将故障诊断信号传递给反馈模块；反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号给驱动模块并输出故障信号，驱动模块对LED灯进行通电断电控制。

驱动模块包括电阻R1、R2，晶体管Q1、Q2，稳压管ZD1，LED灯LT1、LT2、LT3，输入电压Vi。输入电压Vi通过电阻R1与晶体管Q1的集电极相连，输入电压Vi还与LT1的阳极相连；LT1的阴极与LT2的阳极相连，LT2的阴极与LT3的阳极相连，LT3的阴极与晶体管Q2的集电极相连；晶体管Q2的基极与晶体管Q1的集电极相连，晶体管Q2的发射极通过电阻R2接地；晶体管Q1的发射极接地，晶体管Q1的基极与反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号相连；稳压管ZD1并联在晶体管Q1的集电极和发射极之间；晶体管Q1、Q2为NPN型三极管。

采样模块包括三端稳压器7805、电阻R3、R4、R5、R6，运算放大器U1。三端稳压器的输入端与输入电压Vi相连，三端稳压器输出+5V电压；运算放大器U1的反相输入端通过电阻R3与LT2的阴极相连，运算放大器U1的反相输入端还通过电阻R5接地，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4与LT3的阴极相连，算放大器U1的同相输入端还通过电阻R6接地，运算放大器U1的输出端与故障诊断模块相连；运算放大器U1的电源端与三端稳压器7805的输出端相连，运算放大器U1的接地端与地相连。

故障诊断模块包括运算放大器U2、U3，电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12，二极管D1、D2。运算放大器U2的同相输入端、运算放大器U3的反相输入端与运算放大器U1的输出端相连；运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7与三端稳压器7805输出端相连，运算放大器U2的反相输入端还通过电阻R8接地；运算放大器U3的同相输入端通过电阻R9与三端稳压器7805输出端相连，运算放大器U3的同相输入端还通过电阻R10接地；运算放大器U2的输出端通过电阻R11、运算放大器U3的输出端通过电阻R12与7805输出端相连，运算放大器U2的输出端通过二极管D1、运算放大器U3的输出端通过二极管D2与反馈模块相连。运算放大器U2、U3的电源端与三端稳压器7805的输出端相连，运算放大器U2、U3的接地端与地相连。

反馈模块包括电阻R13、R14、R15，晶体管Q3，输出信号Vo。晶体管Q3的基极通过电阻R13与二极管D1、D2的阴极相连，晶体管Q3的集电极通过电阻R14与三端稳压器7805输出端相连，晶体管Q3的发射极通过电阻R15接地，有反馈信号通过晶体管Q3的基极与晶体管Q1的基极相连，输出信号Vo与晶体管Q3的集电极相连。晶体管Q3为NPN型三极管。

具体实施时，基于LED灯断路、短路不同电压特性，设计了汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，包括电阻式线性或晶体管恒流式LED驱动模块、监测LED灯串中低边LED电压的采样模块、对检测到的LED电压进行故障判断的诊断模块和根据诊断信号进行动作的反馈模块。

对于单串2-3颗LED的方案，驱动电路可选择电阻式线性方案或晶体管恒流式方案。因为供电电压最低到9V，而3颗LED工作电压刚好9V，如果采用LED低边的电压作为反馈监控电压，会因为电压太低，不能打开后极的晶体管而造成误诊断；采样模块使用差分放大电路，监控低边LED两端的电压差，按比例缩放至运算放大器可输出的电压，并输出给后极的诊断模块。

诊断模块根据LED的工作电压来设定比较电压的阈值。当LED正常工作时，两个比较器都输出低电平；当低边LED断路时，LED两端电压大于其正常工作电压的最大值，此时比较器1输出高电平，比较器2输出低电平，经过二极管，最终输出高电平；当低边LED短路或高边的其他LED断路时，LED两端电压小于其正常工作电压的最小值，此时比较器2输出高电平，比较器1输出低电平，经过二极管，最终输出高电平。由此，LED正常工作时，诊断模块输出低电平，当LED工作故障时，诊断模块输出高电平。

反馈模块根据接收的诊断模块输出电平来决定其动作。当接收到低电平时，反馈模块对驱动电路没有动作，并向外部输出一个高电平来表示其属于正常工作状态。当接收到高电平时，反馈模块对驱动模块动作，使其截止以关断驱动功能，并向外部输出一个低电平来表示其属于故障状态。

综上所述，本实用新型实施例，汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，可以为汽车车灯单串少量LED应用提供低成本的驱动和诊断，通过监测低边LED的电压，判断LED的工作状态，从而电路做出反馈动作提供反馈信号；本实用新型能满足测试要求，且成本较低，具有较好的价值。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于：包括驱动模块、采样模块、诊断模块、反馈模块，所述驱动模块通过电阻式线性或晶体管恒流式驱动电路驱动LED灯；所述采样模块采集LED串中低边LED灯电压，将电压信号缩放后输入给后极诊断模块；所述诊断模块对检测到的LED电压进行故障判断，并将故障诊断信号传递给反馈模块；反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号给驱动模块并输出故障信号，驱动模块对LED灯进行通电断电控制。

2.如权利要求1所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述驱动模块包括电阻R1、R2，晶体管Q1、Q2，稳压管ZD1，LED灯LT1、LT2、LT3，输入电压Vi，所述输入电压Vi通过电阻R1与晶体管Q1的集电极相连，输入电压Vi还与LT1的阳极相连；所述LT1的阴极与LT2的阳极相连，所述LT2的阴极与LT3的阳极相连，所述LT3的阴极与晶体管Q2的集电极相连；所述晶体管Q2的基极与晶体管Q1的集电极相连，晶体管Q2的发射极通过电阻R2接地；所述晶体管Q1的发射极接地，晶体管Q1的基极与反馈模块根据故障诊断信号发出反馈信号相连；所述稳压管ZD1并联在晶体管Q1的集电极和发射极之间。

3.如权利要求2所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述晶体管Q1、Q2为NPN型三极管。

4.如权利要求2所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述采样模块包括三端稳压器7805、电阻R3、R4、R5、R6，运算放大器U1，所述三端稳压器的输入端与输入电压Vi相连，三端稳压器输出+5V电压；所述运算放大器U1的反相输入端通过电阻R3与LT2的阴极相连，运算放大器U1的反相输入端还通过电阻R5接地，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4与LT3的阴极相连，算放大器U1的同相输入端还通过电阻R6接地，运算放大器U1的输出端与故障诊断模块相连。

5.如权利要求4所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述运算放大器U1的电源端与三端稳压器7805的输出端相连，运算放大器U1的接地端与地相连。

6.如权利要求4所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括运算放大器U2、U3，电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12，二极管D1、D2，所述运算放大器U2的同相输入端、运算放大器U3的反相输入端与运算放大器U1的输出端相连；运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7与三端稳压器7805输出端相连，运算放大器U2的反相输入端还通过电阻R8接地；运算放大器U3的同相输入端通过电阻R9与三端稳压器7805输出端相连，运算放大器U3的同相输入端还通过电阻R10接地；运算放大器U2的输出端通过电阻R11、运算放大器U3的输出端通过电阻R12与7805输出端相连，运算放大器U2的输出端通过二极管D1、运算放大器U3的输出端通过二极管D2与反馈模块相连。

7.如权利要求6所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述运算放大器U2、U3的电源端与三端稳压器7805的输出端相连，运算放大器U2、U3的接地端与地相连。

8.如权利要求6所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述反馈模块包括电阻R13、R14、R15，晶体管Q3，输出信号Vo，所述晶体管Q3的基极通过电阻R13与二极管D1、D2的阴极相连，晶体管Q3的集电极通过电阻R14与三端稳压器7805输出端相连，晶体管Q3的发射极通过电阻R15接地，有反馈信号通过晶体管Q3的基极与晶体管Q1的基极相连，输出信号Vo与晶体管Q3的集电极相连。

9.如权利要求8所述的一种汽车LED车灯的故障诊断反馈系统，其特征在于，所述晶体管Q3为NPN型三极管。