CN214315679U - 一种多通道24v卡车前照灯led驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其技术方案要点是：包括有驱动器系统，所述驱动器系统中主要包括滤波防反电路、Boost通道、Buck1通道、Buck2通道、LED矩阵电路、控制电路、信号检测电路和LDO供电电路；所述滤波防反电路设有若干组，所述Boost通道包括有第一Boost通道和第二Boost通道，所述Buck1通道包括有第一Buck1通道和第二Buck1通道，所述Buck2通道包括有第一Buck2通道和第二Buck2通道；本实用新型拥有功率输入通道多，LED驱动输出通道多，整体输出功率高，具有迎宾效果以及部分输出通道能够在部分LED损坏情况下继续点亮其他LED。

Description

一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器

技术领域

本实用新型涉及LED驱动控制领域，特别涉及一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器。

背景技术

目前市场上大部分卡车前照灯仍然采用卤素灯泡方案，不仅发光效率低发热量大，路照效果不理想，而且卤素灯泡的寿命偏短，一般在500小时左右。LED方案则优势明显，不仅发光效率更高发热量小，路照效果更好。而且寿命远远高于卤素灯泡，可达上万小时。目前高端卡车也在逐步配置LED前照灯，增加终端客户的可选择性。此外部分LED前照灯不满足简单点亮LED，还会集成炫酷的迎宾效果，如多个功能间歇点亮，呼吸以及流水。

以往前照灯远近光LED驱动会与其他信号灯驱动分开，两个驱动器需要更多的壳体空间。由于工况更加恶劣，卡车前照灯远近光功能所需的流明值相对乘用车更大，驱动器的整体功率也就更大。如果驱动器要同时驱动远近光以及信号灯LED，其整体功率会更大，驱动器的散热将面临更大的挑战。此外卡车更多的野外使用场景，会对驱动器做出一些额外的功能要求，如要求远光在部分LED损坏的情况下其他LED能够继续点亮保证行车安全。同时目前大部分的车身BCM仍然采用继电器方案，每一个输出管脚都是功率脚，这就要求LED驱动器要有足够多的功率输入通道。

卡车前照灯属于24V系统，相对乘用车12V系统工作电压更高。16-32V 的工作电压范围对驱动器选用的元器件提出更高的要求。更高的工作电压对于为MCU提供5V稳定输出的LDO电源芯片意味着在输出同样电流的情况下芯片自身的耗散功率更大。此外信号检测电路常用元器件的阈值是一定的，在高压系统中沿用以往电路会出现信号误检测的问题。以往在使用无源晶振时未考虑晶振与芯片驱动信号匹配的问题。芯片输出的晶振驱动信号一般为5V，而部分无源晶振的最佳工作电压为3.3V，这就需要增加额外的匹配电路以提高晶振的工作寿命，同时减少晶振对其他电路的干扰。

实用新型内容

针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种多通道24V 卡车前照灯LED驱动器，以解决背景技术中提到的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，包括有驱动器系统，所述驱动器系统中主要包括滤波防反电路、Boost通道、Buck1通道、Buck2通道、LED 矩阵电路、控制电路、信号检测电路和LDO供电电路；

所述滤波防反电路设有若干组，所述Boost通道包括有第一Boost通道和第二Boost通道，所述Buck1通道包括有第一Buck1通道和第二Buck1通道，所述Buck2通道包括有第一Buck2通道和第二Buck2通道，一组所述滤波防反电路电性连接有第一Boost通道，所述第一Boost通道电性连接有第二Buck1通道，所述第二Buck1通道电性连接有LED矩阵电路，所述LED矩阵电路上电性连接有LED，一组所述滤波防反电路电性连接有第二Boost通道，所述第二Boost通道电性连接有第一Buck2通道，所述第一Buck2通道电性连接与LED，一组所述滤波防反电路通过第一Buck1通道电性连接LED，另一组所述滤波防反电路通过第二Buck2通道电性连接LED，所述信号检测电路、所述LDO供电电路、所述Boost通道和所述第二Buck2通道均与所述控制电路电性连接，所述控制电路、所述第一Buck1通道、所述第二Buck1通道和所述第一Buck2通道均与所述LED矩阵电路电性连接，所述信号检测电路与所述滤波防反电路电性连接。

通过采用上述技术方案，滤波防反电路，在电路的最前端放置合适封装功率和适当截止电压的TVS管，随后放置高耐压值的小容值电容组合，二者共同吸收高压脉冲信号。同时根据该通道输出功率大小选择防反元器件，防反元器件后放置Π型滤波器，最后普通耐压值的大容值电容。

LDO供电电路的LDO芯片为TPS7A6650-Q1。在芯片输入端通过串联适当阻值、封装和数量的电阻进行分压，降低芯片输入端口的电压值以及减少芯片自身的耗散功率。

信号检测电路，Q1为NPN型三极管。三极管基极通过R2接到GND，通过限流电阻R1与输入通道相接。三极管集电极通过上拉限流电阻R3上拉到5V，同时该极与MCU的IO口相连。当没有电信号时，三极管集电极为高电平；当输入通道有电信号时，三极管导通使集电极为低电平，从而使MCU检测到输入通道的电信号。通过降低R2相对R1的阻值，使得R2上分得的电压更低。

当信号检测电路检测到输入通道有电信号输入时，控制电路中的MCU通过SPI总线依次初始化相应的Boost通道、Buck1通道和Buck2通道。Boost 通道逐步将输出电压升至设定电压值，为恒流Buck1通道和Buck2通道提供恒压源。第一Boost通道定义为远光输出，第二Boost通道定义为近光输出。 Boost通道采用电感、MOS管以及续流二极管外置的方案，保证大功率的输出。双通道恒流Buck1通道和Buck2通道采用内置MOS的同步整流方案，外围只需放置电感即可。第一Buck1通道定义为转向灯输出，第二Buck1通道定义为远光灯输出；第一Buck2通道定义为近光灯输出，第二Buck2通道定义为日行位置灯输出。Boost通道、Buck1通道和Buck2通道都选用输入电压范围在60V以上的型号。此外通过修改控制电路的程序可以实现各个功能自由组合的迎宾效果，多个功能同步呼吸以及依次点亮等效果。

LED矩阵电路采用最高输入电压60V的6通道矩阵芯片，单通道的耐压值为20V。将所有LED串联布置，LED的正负两极分别与单通道的正负极相接。同时为矩阵芯片配置8MHz金属外壳无源晶振。无源晶振驱动电路，晶振两端匹配小容值电容，驱动输出管脚上串联适当电阻和电容，减少到达晶振两端的驱动电压值。

较佳的，所述滤波防反电路是由高耐压电容以及普通耐压电容组成的滤波网络。

通过采用上述技术方案，可以有效的实现对电压进行滤波处理，并且能够防止反接损坏电路。

较佳的，所述LDO供电电路包括有电阻分压电路和LDO周边电路。

通过采用上述技术方案，可以实现对LDO供电电路进行分压，防止电压过高对LDO供电电路造成损坏。

较佳的，所述信号检测电路包括有NPN三极管、匹配电阻R1、匹配电阻 R2和上拉电阻R3。

通过采用上述技术方案，可以实现对信号进行有效的检测。

较佳的，所述LED矩阵电路包括有LED矩阵芯片周边电路和无源晶振驱动电路。

通过采用上述技术方案，可以实现对LED矩阵电路进行稳定的驱动和运行。

较佳的，所述无源晶振驱动电路还包括有晶振驱动分压电路。

通过采用上述技术方案，可以使得无源晶振驱动电路在运行的时候能够保证安全，不会因为电压过高对无源晶振驱动电路造成损坏。

较佳的，两组所述Buck1通道为远光灯与转向灯输出电路，两组所述的 Buck2通道为近光灯与日行位置灯输出电路。

通过采用上述技术方案，实现不同的供电电压，进而实现LED灯不同强度的照明效果，完成对远近灯的调节。

较佳的，所述信号检测电路和所述无源晶振驱动电路均设有接地端。

通过采用上述技术方案，可以实现对电路进行安全防护，并且实现循环电路。

综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：

本实用新型拥有功率输入通道多，LED驱动输出通道多，整体输出功率高，具有迎宾效果以及部分输出通道能够在部分LED损坏情况下继续点亮其他LED。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型的信号检测电路原理图；

图3为本实用新型的无源晶振驱动电路原理图。

附图标记：1、驱动器系统；2、滤波防反电路；3、Boost通道；4、Buck1 通道；5、LED矩阵电路；6、Buck2通道；7、控制电路；8、信号检测电路； 9、LDO供电电路。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1

参考图1-3，一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，包括有驱动器系统 1，驱动器系统1中主要包括滤波防反电路2、Boost通道3、Buck1通道4、 Buck2通道6、LED矩阵电路5、控制电路7、信号检测电路8和LDO供电电路 9；

滤波防反电路2设有若干组，Boost通道3包括有第一Boost通道和第二 Boost通道，Buck1通道4包括有第一Buck1通道和第二Buck1通道，Buck2 通道6包括有第一Buck2通道和第二Buck2通道，一组滤波防反电路2电性连接有第一Boost通道，第一Boost通道电性连接有第二Buck1通道，第二 Buck1通道电性连接有LED矩阵电路5，LED矩阵电路5上电性连接有LED，一组滤波防反电路2电性连接有第二Boost通道，第二Boost通道电性连接有第一Buck2通道，第一Buck2通道电性连接与LED，一组滤波防反电路2通过第一Buck1通道电性连接LED，另一组滤波防反电路2通过第二Buck2通道电性连接LED，信号检测电路8、LDO供电电路9、Boost通道3和第二Buck2 通道均与控制电路7电性连接，控制电路7、第一Buck1通道、第二Buck1通道和第一Buck2通道均与LED矩阵电路5电性连接，信号检测电路8与滤波防反电路2电性连接。

通过采用上述技术方案，滤波防反电路2，在电路的最前端放置合适封装功率和适当截止电压的TVS管，随后放置高耐压值的小容值电容组合，二者共同吸收高压脉冲信号。同时根据该通道输出功率大小选择防反元器件，防反元器件后放置Π型滤波器，最后普通耐压值的大容值电容。

LDO供电电路9的LDO芯片为TPS7A6650-Q1。在芯片输入端通过串联适当阻值、封装和数量的电阻进行分压，降低芯片输入端口的电压值以及减少芯片自身的耗散功率。

信号检测电路8，Q1为NPN型三极管。三极管基极通过R2接到GND，通过限流电阻R1与输入通道相接。三极管集电极通过上拉限流电阻R3上拉到 5V，同时该极与MCU的IO口相连。当没有电信号时，三极管集电极为高电平；当输入通道有电信号时，三极管导通使集电极为低电平，从而使MCU检测到输入通道的电信号。通过降低R2相对R1的阻值，使得R2上分得的电压更低。

当信号检测电路8检测到输入通道有电信号输入时，控制电路中的MCU 通过SPI总线依次初始化相应的Boost通道3、Buck1通道4和Buck2通道6。 Boost通道3逐步将输出电压升至设定电压值，为恒流Buck1通道4和Buck2 通道6提供恒压源。第一Boost通道定义为远光输出，第二Boost通道定义为近光输出。Boost通道3采用电感、MOS管以及续流二极管外置的方案，保证大功率的输出。双通道恒流Buck1通道4和Buck2通道6采用内置MOS的同步整流方案，外围只需放置电感即可。第一Buck1通道定义为转向灯输出，第二Buck1通道定义为远光灯输出；第一Buck2通道定义为近光灯输出，第二Buck2通道定义为日行位置灯输出。Boost通道与Buck1、通道4和Buck2 通道6都选用输入电压范围在60V以上的型号。此外通过修改控制电路的程序可以实现各个功能自由组合的迎宾效果，多个功能同步呼吸以及依次点亮等效果。

LED矩阵电路采用最高输入电压60V的6通道矩阵芯片，单通道的耐压值为20V。将所有LED串联布置，LED的正负两极分别与单通道的正负极相接。同时为矩阵芯片配置8MHz金属外壳无源晶振。如图3所示为无源晶振驱动电路，晶振两端匹配小容值电容，驱动输出管脚上串联适当电阻和电容，减少到达晶振两端的驱动电压值。

为了实现稳定的供电和防止反接的目的；滤波防反电路2是由高耐压电容以及普通耐压电容组成的滤波网络。效果为，可以有效的实现对电压进行滤波处理，并且能够防止反接损坏电路。

为了防止电压过高损坏LDO供电电路9的目的；LDO供电电路9包括有电阻分压电路和LDO周边电路。效果为，可以实现对LDO供电电路9进行分压，防止电压过高对LDO供电电路9造成损坏。

参考图2，为了实现对信号进行有效的检测的目的；信号检测电路8包括有NPN三极管、匹配电阻R1、匹配电阻R2和上拉电阻R3。效果为，可以实现对信号进行有效的检测。

为了为了实现稳定的驱动的目的；LED矩阵电路5包括有LED矩阵芯片周边电路和无源晶振驱动电路。效果为，可以实现对LED矩阵电路5进行稳定的驱动和运行。

参考图3，为了防止高电压损坏电路的目的；无源晶振驱动电路还包括有晶振驱动分压电路。效果为，可以使得无源晶振驱动电路在运行的时候能够保证安全，不会因为电压过高对无源晶振驱动电路造成损坏。

参考图1，为了实现区别驱动不同的LED灯的目的；两组Buck1通道4为远光灯与转向灯输出电路，两组的Buck2通道6为近光灯与日行位置灯输出电路。效果为，实现不同的供电电压，进而实现LED灯不同强度的照明效果，完成对远近灯的调节。

参考图2和3，为了保护电路运行的目的；信号检测电路8和无源晶振驱动电路均设有接地端。效果为，可以实现对电路进行安全防护，并且实现循环电路。

使用原理及优点：

滤波防反电路2，在电路的最前端放置合适封装功率和适当截止电压的 TVS管，随后放置高耐压值的小容值电容组合，二者共同吸收高压脉冲信号。同时根据该通道输出功率大小选择防反元器件，防反元器件后放置Π型滤波器，最后普通耐压值的大容值电容。

LDO供电电路9的LDO芯片为TPS7A6650-Q1。在芯片输入端通过串联适当阻值、封装和数量的电阻进行分压，降低芯片输入端口的电压值以及减少芯片自身的耗散功率。

信号检测电路8，Q1为NPN型三极管。三极管基极通过R2接到GND，通过限流电阻R1与输入通道相接。三极管集电极通过上拉限流电阻R3上拉到5V，同时该极与MCU的IO口相连。当没有电信号时，三极管集电极为高电平；当输入通道有电信号时，三极管导通使集电极为低电平，从而使MCU检测到输入通道的电信号。通过降低R2相对R1的阻值，使得R2上分得的电压更低。

当信号检测电路8检测到输入通道有电信号输入时，控制电路中的MCU 通过SPI总线依次初始化相应的Boost通道3、Buck1通道4和Buck2通道6。 Boost通道3逐步将输出电压升至设定电压值，为恒流Buck1通道4和Buck2 通道6提供恒压源。第一Boost通道定义为远光输出，第二Boost通道定义为近光输出。Boost通道3采用电感、MOS管以及续流二极管外置的方案，保证大功率的输出。双通道恒流Buck1通道4和Buck2通道6采用内置MOS的同步整流方案，外围只需放置电感即可。第一Buck1通道定义为转向灯输出，第二Buck1通道定义为远光灯输出；第一Buck2通道定义为近光灯输出，第二Buck2通道定义为日行位置灯输出。Boost通道与Buck1、通道4和Buck2 通道6都选用输入电压范围在60V以上的型号。此外通过修改控制电路的程序可以实现各个功能自由组合的迎宾效果，多个功能同步呼吸以及依次点亮等效果。

LED矩阵电路采用最高输入电压60V的6通道矩阵芯片，单通道的耐压值为20V。将所有LED串联布置，LED的正负两极分别与单通道的正负极相接。同时为矩阵芯片配置8MHz金属外壳无源晶振。如图3所示为无源晶振驱动电路，晶振两端匹配小容值电容，驱动输出管脚上串联适当电阻和电容，减少到达晶振两端的驱动电压值。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，包括有驱动器系统(1)，其特征在于：所述驱动器系统(1)中主要包括滤波防反电路(2)、Boost通道(3)、Buck1通道(4)、Buck2通道(6)、LED矩阵电路(5)、控制电路(7)、信号检测电路(8)和LDO供电电路(9)；

所述滤波防反电路(2)设有若干组，所述Boost通道(3)包括有第一Boost通道和第二Boost通道，所述Buck1通道(4)包括有第一Buck1通道和第二Buck1通道，所述Buck2通道(6)包括有第一Buck2通道和第二Buck2通道，一组所述滤波防反电路(2)电性连接有第一Boost通道，所述第一Boost通道电性连接有第二Buck1通道，所述第二Buck1通道电性连接有LED矩阵电路(5)，所述LED矩阵电路(5)上电性连接有LED，一组所述滤波防反电路(2)电性连接有第二Boost通道，所述第二Boost通道电性连接有第一Buck2通道，所述第一Buck2通道电性连接与LED，一组所述滤波防反电路(2)通过第一Buck1通道电性连接LED，另一组所述滤波防反电路(2)通过第二Buck2通道电性连接LED，所述信号检测电路(8)、所述LDO供电电路(9)、所述Boost通道(3)和所述第二Buck2通道均与所述控制电路(7)电性连接，所述控制电路(7)、所述第一Buck1通道、所述第二Buck1通道和所述第一Buck2通道均与所述LED矩阵电路(5)电性连接，所述信号检测电路(8)与所述滤波防反电路(2)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：所述滤波防反电路(2)是由高耐压电容以及普通耐压电容组成的滤波网络。

3.根据权利要求1所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：所述LDO供电电路(9)包括有电阻分压电路和LDO周边电路。

4.根据权利要求1所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：所述信号检测电路(8)包括有NPN三极管、匹配电阻R1、匹配电阻R2和上拉电阻R3。

5.根据权利要求1所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：所述LED矩阵电路(5)包括有LED矩阵芯片周边电路和无源晶振驱动电路。

6.根据权利要求5所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：所述无源晶振驱动电路还包括有晶振驱动分压电路。

7.根据权利要求1所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：两组所述Buck1通道(4)为远光灯与转向灯输出电路，两组所述的Buck2通道(6)为近光灯与日行位置灯输出电路。

8.根据权利要求6所述的一种多通道24V卡车前照灯LED驱动器，其特征在于：所述信号检测电路(8)和所述无源晶振驱动电路均设有接地端。

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