CN207802463U - 一种驱动电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种驱动电路及电动汽车，涉及汽车灯具技术领域，所述驱动电路包括：LED灯组；固定在所述LED灯组上的温度传感器和光强传感器；分别与所述温度传感器和所述光强传感器电连接的信号调理电路；与所述信号调理电路电连接的控制器；分别与所述LED灯组和所述控制器电连接的驱动芯片；其中，所述控制器根据所述信号调理电路输出的与所述温度传感器采集的温度对应的第一电信号和所述光强传感器采集的光强对应的第二电信号，控制所述驱动芯片调整所述LED灯组的亮度。本实用新型的方案实现了根据温度和光强调整LED灯组的亮度，降低了汽车照明系统出现严重故障的可能性。

Description

一种驱动电路及电动汽车

技术领域

本实用新型属于汽车灯具技术领域，尤其是涉及一种驱动电路及电动汽车。

背景技术

LED正越来越多的用于汽车大灯及其他前视照明系统。目前主要采用专业直流-直流电源芯片来实现LED的驱动控制。LED在工作过程中，其所需的驱动电流会随着温度的变化而变化。LED制造商通常会在数据表给出包含显示LED最大允许正向电流和温度的图线，以确保部件的可靠性，这也称为安全工作区。一般，LED的最大电流额定值是在较低温度时测得，但在超出特定温度后，最大允许电流值降低。由于LED系统的首要设计要素是适当的散热和通风，因此很多应用需要考虑不可预测的状况，即使最佳的热设计也可能无法预防这些状况。例如大灯组件被污泥或其他碎屑堵塞的情况。由于大灯对车辆的安全操作至关重要，因此在此类情况下，需要保持LED在较低操作点正常照明，同时使电流保持在安全工作区，以预防照明系统出现严重故障。但是，不同颜色的LED对于工作电流的需求也不同，因此仅依靠温度参数对LED的工作电流进行修正并不是十分准确。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种驱动电路及电动汽车，从而解决现有技术中根据温度修正LED灯组的工作电流不准确，导致LED灯组不满足最低照明要求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种驱动电路，包括：

LED灯组；

固定在所述LED灯组上的温度传感器和光强传感器；

分别与所述温度传感器和所述光强传感器电连接的信号调理电路；

与所述信号调理电路电连接的控制器；

分别与所述LED灯组和所述控制器电连接的驱动芯片；

其中，所述控制器根据所述信号调理电路输出的与所述温度传感器采集的温度对应的第一电信号和所述光强传感器采集的光强对应的第二电信号，控制所述驱动芯片调整所述LED灯组的亮度。

其中，所述驱动电路还包括带通滤波电路；

其中，所述带通滤波电路分别与所述控制器和所述驱动芯片电连接。

其中，所述驱动电路还包括：直流电源、第一稳压电路和第二稳压电路；

其中，所述直流电源与所述驱动芯片电连接；

所述直流电源通过所述第一稳压电路分别与所述温度传感器和所述光强传感器电连接；

所述直流电源通过所述第二稳压电路分别与所述控制器、所述信号调理电路和所述带通滤波电路电连接。

其中，所述直流电源输出的电压为24V或12V。

其中，所述第一稳压电路输出的电压为3.3V。

其中，所述第二稳压电路输出的电压为5V。

其中，所述控制器接收所述信号调理电路输出的所述第一电信号和所述第二电信号，并根据所述第一电信号和所述第二电信号输出脉冲信号至所述驱动芯片。

其中，所述驱动芯片接收所述控制器输出的脉冲信号，并根据所述脉冲信号输出电流信号至所述LED灯组。

其中，所述控制器是单片机。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的驱动电路。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例的驱动电路根据光强传感器采集的光强和温度传感器器采集的温度，对产生的驱动LED灯组照亮的电流信号进行动态修正，提高了电流信号修正的准确性，使所述LED灯组能够在较低操作点正常照明，同时使电流保持在安全工作区，最终降低了汽车的照明系统出现严重故障的可能性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的驱动电路的第一示意图；

图2是本实用新型实施例的驱动电路的第二示意图。

附图标记说明：

1-LED灯组，2-温度传感器，3-光强传感器，4-信号调理电路，5-控制器，6-驱动芯片，7-直流电源，8-第一稳压电路，9-第二稳压电路，10-带通滤波电路，31-光敏电阻，51-单片机，81-3.3V线性稳压电源芯片，91-5V线性稳压电源芯片。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例针对现有的驱动电路只通过温度传感器采集的温度对驱动LED灯组的电流信号进行修正，使得修正的准确性较低，导致电流信号无法始终处于安全工作区，且LED灯组无法在较低操作点正常照明，导致汽车的照明系统出现严重故障的问题，提供了一种驱动电路，所述驱动电路通过温度和光强对电流信号进行动态修正，提高了修正的准确性，确保LED灯组能够在较低安全点正常照明，并对修正后的电流信号进行带通滤波，有效滤除干扰信号的影响并确保脉冲频率在合理范围内，降低了汽车的照明系统出现严重故障的可能性。

如图1所示，本实用新型实施例的驱动电路包括：

LED灯组1；

固定在所述LED灯组1上的温度传感器2和光强传感器3；

分别与所述温度传感器2和所述光强传感器3电连接的信号调理电路4；

与所述信号调理电路4电连接的控制器5；

分别与所述LED灯组1和所述控制器5电连接的驱动芯片6；

其中，所述控制器5根据所述信号调理电路4输出的与所述温度传感器2采集的温度对应的第一电信号和所述光强传感器3采集的光强对应的第二电信号，控制所述驱动芯片6调整所述LED灯组1的亮度。

具体的，所述温度传感器2设置于所述LED灯组1的外壳的内部，所述温度传感器2能够实时采集所述LED灯组1的温度，并将所述LED灯组1的温度转换为第一电压信号，并将所述第一电压信号输出至所述信号调理电路4；所述光强传感器3设置于所述LED灯组1的壳体内，且位于所述LED灯组1的发光面上，所述光强传感器3能够实时采集所述LED灯组1的光强，并将所述LED灯组1的光强转换为第二电压信号，并将所述第二电压信号输出至所述信号调理电路4；其中所述第一电压信号和所述第二电压信号均为模拟信号。

这里，需要说明的是，由于汽车电磁环境复杂，模拟信号在传输过程中较易被干扰，而且所述第一电压信号和所述第二电压信号的幅值都较小，所述控制器5无法识别这些低压信号，因此，本实用新型实施例在所述温度传感器2和所述光强传感器3与所述控制器5之间设置有所述信号调理电路4。其中，所述信号调理电路4用于对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行滤波和放大处理，并将所述第一电压信号放大后的第一电信号输出至所述控制器5，同时，将所述第二电压信号放大后的第二电信号输出至所述控制器5，最终使所述控制器5能够识别所述第一电信号和所述第二电信号。

其中，LED制造商在生产所述LED灯组1时，会通过实验测得LED的最大允许正向电流与温度之间关系的对应曲线，并在数据表中给出，比如：10℃～20℃时2A，20℃～30℃时1A，30℃～40℃时0.5A等。

这些数据以及对应关系会预先存储在所述控制器5中。所述LED灯组1工作时，所述控制器5会根据温度传感器测得的所述LED灯组1的温度选择应该在哪个区间控制电流，比如：测得10℃～20℃时，所述控制器5会控制所述LED灯组1最大的驱动电流不超过2A。但是，根据实际使用的情况来看，只根据温度修正LED最大允许电流并不准确。

因此，本实用新型实施例充分考虑光强因素对所述LED灯组1的亮度的影响，在所述控制器5中预先存储通过实验测得的所述LED灯组1的最大允许正向电流与温度和光强之间关系的对应曲线，例如：在输出电流为0A时，测得温度为T℃，光强为Acd(cd为单位，坎德拉)，此时LED灯组1正常工作；然后增加电流为0.1A，再次测得温度为T1℃，光强为A1cd；重复这个过程直到电流达到某一数值时所述LED灯组1烧毁，此时测得的温度和光强就与这个最大允许电流相对应，这些测得的点就可以形成电流与温度和光强的关系曲线。

较优的，如图2所示，所述控制器5为单片机51，由于所述单片机51的IO口的驱动能力太小，即IO口输出的电流不足以点亮所述LED灯组1，所以，本实用新型实施例需要通过专用的驱动芯片来点亮所述LED灯组1，而驱动芯片一般都是频率控制型的，即芯片的输入信号是一组脉冲信号，因此，本实用新型实施例的所述控制器5输出的信号为脉冲信号。其中，在设计所述驱动电路时，设计人员会根据所述驱动芯片6的数据手册和所述电流与温度和光强的关系曲线计算出不同的温度和光强下，所述控制器5输出的脉冲信号的频率，并形成频率与光强和温度的关系曲线。将所述频率与光强和温度的关系曲线预先存储在所述控制器5中。

所述控制器5在工作时，根据预先存储的频率与光强和温度的关系曲线，以及接收到的所述第一电信号和第二电信号，计算出此时需要输出的脉冲信号的频率，并将该频率的所述脉冲信号输出至所述驱动芯片6。

其中，所述驱动芯片6用于根据所述脉冲信号的频率的大小，输出不同的电流值，其中，所述驱动芯片6的数据手册中会给出每一频率对应的电流值，在设计过程中，只需按照所述驱动芯片6的数据手册进行编程即可。

由上述内容可知，如图2所示，本实用新型实施例的驱动电路的工作过程为：所述温度传感器2实时采集所述LED灯组1的温度，并将所述温度转换为第一电压信号输出至所述信号调理电路4；所述光强传感器3实时采集所述LED灯组1的光强，并将所述光强转换为第二电压信号输出至所述信号调理电路4；所述信号调理电路4将所述第一电压信号和所述第二电压信号进行滤波和放大，形成第一电信号和第二电信号，并输出至所述控制器5，所述控制器5根据所述第一电信号和所述第二电信号输出脉冲信号至所述驱动芯片6，所述驱动芯片6根据所述脉冲信号输出电流信号至所述LED灯组1，从而驱动所述LED灯组1点亮。

本实用新型实施例通过调整所述脉冲信号的频率，实现了对所述驱动芯片6输出的电流信号的动态修正，从而保证了所述LED灯组1在较低操作点的正常照明。

具体的，如图2所示，所述光强传感器3为光敏电阻31，所述光敏电阻31的阻值根据采集的所述LED灯组1的光强的变化而变化，由于所述光敏电阻31的阻值的变化，使得输入至所述信号调理电路4的所述第二电压信号发生变化。

为了保证本实用新型实施例的驱动电路的正常工作，所述驱动电路还包括直流电源7、第一稳压电路8和第二稳压电路9。

其中，所述直流电源7与所述驱动芯片6电连接，输出12V或24V的电压信号至所述驱动芯片6，使所述驱动芯片6能够正常工作。需要说明的是，所述直流电源7为车载蓄电池，所述直流电源7输出的电压值根据不同的车型确定。

其中，所述直流电源7通过所述第一稳压电路8分别与所述温度传感器2和所述光强传感器3电连接；从而为所述温度传感器2和所述光强传感器3提供工作电压。较优的，如图2所示，所述第一稳压电路8为3.3V线性稳压电源芯片81，所述第一稳压电路8用于将所述直流电源7输出的电压转换为3.3V的电压并输出，从而满足所述温度传感器2和所述光强传感器3的工作需求。

其中，所述直流电源7通过所述第二稳压电路9分别与所述控制器5和所述信号调理电路4电连接，从而为所述控制器5和所述信号调理电路4提供工作电压，较优的，所述第二稳压电路9为5V线性稳压电源芯片91，所述第二稳压电路9用于将所述直流电源7输出的电压转换为5V的电压输出，从而满足所述控制器5和所述信号调理电路4的工作需求。

进一步的，本实用新型实施例为了避免所述驱动电路输出的电流信号大于所述LED灯组1的最大电流或小于所述LED灯组1的最小电流，导致所述LED灯组1无法安全工作，使得汽车的照明系统存在出现严重故障的风险，本实用新型实施例在所述控制器5和所述驱动芯片6之间设置有带通滤波电路10，其中，所述带通滤波电路10用于将所述控制器5输出的脉冲信号的频率限制在第一预设频率和第二预设频率之间，其中，所述第一预设频率为所述LED灯组1安全工作的最小电流所对应的脉冲信号的频率，所述第二频率为所述LED灯组1安全工作的最大电流所对应的脉冲信号的频率。

具体的，所述带通滤波电路10通过所述第二稳压电路9与所述直流电源7电连接，从而使所述直流电源7为所述带通滤波电路10提供工作电压。

需要说明的是，本实用新型实施例的图2中的箭头为信号传输方向。

本实用新型实施例通过在现有驱动电路的基础上设置所述光强传感器3，使得所述驱动电路输出的电流信号更精确；通过设置所述信号调理电路4，减小了输出至所述控制器5的第一电信号和第二电信号的电磁干扰；通过设置所述带通滤波电路10，确保了所述LED灯组1始终工作在安全区域，最终降低了汽车的照明系统出现严重故障的风险。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的驱动电路。

相应的，由于本实用新型实施例的驱动电路应用于电动汽车，因此，本实用新型实施例还提供了一种电动汽车，其中，上述驱动电路所述实现实施例均适用于该电动汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括：

LED灯组(1)；

固定在所述LED灯组(1)上的温度传感器(2)和光强传感器(3)；

分别与所述温度传感器(2)和所述光强传感器(3)电连接的信号调理电路(4)；

与所述信号调理电路(4)电连接的控制器(5)；

分别与所述LED灯组(1)和所述控制器(5)电连接的驱动芯片(6)；

其中，所述控制器(5)根据所述信号调理电路(4)输出的与所述温度传感器(2)采集的温度对应的第一电信号和所述光强传感器(3)采集的光强对应的第二电信号，控制所述驱动芯片(6)调整所述LED灯组(1)的亮度。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括带通滤波电路(10)；

其中，所述带通滤波电路(10)分别与所述控制器(5)和所述驱动芯片(6)电连接。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：直流电源(7)、第一稳压电路(8)和第二稳压电路(9)；

其中，所述直流电源(7)与所述驱动芯片(6)电连接；

所述直流电源(7)通过所述第一稳压电路(8)分别与所述温度传感器(2)和所述光强传感器(3)电连接；

所述直流电源(7)通过所述第二稳压电路(9)分别与所述控制器(5)、所述信号调理电路(4)和所述带通滤波电路(10)电连接。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述直流电源(7)输出的电压为24V或12V。

5.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述第一稳压电路(8)输出的电压为3.3V。

6.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述第二稳压电路(9)输出的电压为5V。

7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述控制器(5)接收所述信号调理电路(4)输出的所述第一电信号和所述第二电信号，并根据所述第一电信号和所述第二电信号输出脉冲信号至所述驱动芯片(6)。

8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动芯片(6)接收所述控制器(5)输出的脉冲信号，并根据所述脉冲信号输出电流信号至所述LED灯组(1)。

9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述控制器(5)是单片机。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的驱动电路。