CN218287572U - 一种多功能动画组合尾灯控制系统模组 - Google Patents
一种多功能动画组合尾灯控制系统模组 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，包括电源控制电路、MCU控制线路、各灯电源开关控制电路、倒车灯PCB、位置灯PCB、转向灯PCB、呼吸灯PCB以及其它驱动PCB；所述电源控制电路具有TVS防反接保护电路，能有效防止输入电源正负极接反或接入高压烧毁后级电路，实现对整个产品的保护；所述MCU控制线路与所述电源控制电路电连接，MCU控制线路采用R5F109GECKFB 32位微控制器，利用32位微控制器产生PWM占空比控制示廓灯与转向灯开启动态流水亮灯与灭灯；各灯电源开关控制电路与MCU控制线路电连接，再接入倒车灯PCB、位置灯PCB、转向灯PCB、呼吸灯PCB。本系统电路模组达到实时控制，敏捷反馈，用一个系统同时控制位置灯，刹车灯，转向灯，倒车灯，实现多种控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子领域技术，尤其是指一种多功能动画组合尾灯控制系统模组。
背景技术
随着技术的发展，汽车车灯设计，尤其是头灯和尾灯的设计对于动态效果的需求日益增加，其中对转向灯的流水功能的需求，或者对转向灯、位置灯、刹车灯、日间行车灯、格栅灯等多个功能一起实现组合动态效果的需求，以及与驾驶者的互动效应包括欢迎与欢送功能的需求都已成为趋势，上述的各类动态效果和互动功能能够凸显整车价值感与互动感，成为了各个整车厂的关注点和广大客户购车时的加分项。
专利号为CN 112498227 B，公布日2022.04.08的发明专利公开了一种汽车动态车灯控制系统及汽车，利用单个电子控制器模块ECU、至少一个的被控制模块单元和实现上述两部分之间信号连接和传输的通信部分，实现使用单一电子控制器模块控制整车车灯的多动态点亮，既保证信号协议传输可靠，传输距离远，可控制功能多，又相较传统方案节省了大量电子控制器的设计费用。
上述专利侧重于各配件之间的有线/无线连接和控制、信号协议传输方法等，而然并未公开控制元器件以及电子电路。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，侧重于电子电路，由单片机组成最小的应用系统，利用单片机输出端口控制LED，使之按照设定时间流水点亮。动态流水是有方向性的转向灯，能有效提高行车辨识度，清晰提醒后车变道信号减少碰尾事件，提高行车安全。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，包括
电源控制电路，所述电源控制电路具有TVS防反接保护电路；
MCU控制线路，与所述电源控制电路电连接，所述MCU控制线路采用R5F109GECKFB32位微控制器；
各灯电源开关控制电路，与MCU控制线路电连接；
倒车灯PCB、位置灯PCB、转向灯PCB、呼吸灯PCB，各PCB分别电连接于各灯电源开关控制电路。
作为一种优选方案，所述电源控制电路具有电源接口ST1，所述电源接口ST1的第一输出电源电路TURN_POWER、第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO上均设有TVS防反接保护电路；
第一输出电源电路TURN_POWER的TVS防反接保护电路具有电容C6、双向瞬态电压抑制二极管D11、电阻R19，所述双向瞬态电压抑制二极管D11型号P6SMB30CA，所述电容C6、双向瞬态电压抑制二极管D11、电阻R19并联、一端相接于第一输出电源电路TURN_POWER、另一端接地；
作为一种优选方案，所述电源接口ST1的第三输出电源电路POWER_CONST上电连接过温保护电路，所述过温保护电路具有电阻R22、电容C9、电阻R21、热敏电阻NTC1，所述电阻R22一端接于第三输出电源电路POWER_CONST上、另一端并联相接电容C9、电阻R21、热敏电阻NTC1后接地；所述过温保护电路电连接于MCU控制线路。
作为一种优选方案，所述电源接口ST1的第三输出电源电路POWER_CONST上电连接MCU 5V供电电路，所述MCU 5V供电电路采用5V低压稳压器，所述5V低压稳压器的型号为L5150GJ，所述MCU 5V供电电路输出电连接于MCU控制线路。
作为一种优选方案，各灯电源开关控制电路有三路输入，分别接于第一输出电源电路TURN_POWER、第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO、第三输出电源电路POWER_CONST，三路输入均分别电连接肖特基二极管D14、D15、D16；各灯电源开关控制电路有三路输出，第一路输出TURN POWER-PRIO接入转向灯PCB；第二路输出TAIL POWER RELEASE接入呼吸灯PCB；第三路输出接入MCU控制线路。
作为一种优选方案，所述位置灯PCB排布LED阵列，使用MCU控制线路中32位微控制器产生的PWM占空比控制LED阵列流水动画显示。
作为一种优选方案，所述转向灯PCB上设有恒流IC(U4和U5)和左转向灯LED阵列、右转向灯LED阵列，所述恒流IC的型号为TLD2331_3EP，32位微控制器输出控制信号与恒流IC(U4和U5)相结合驱动左转向灯LED阵列、右转向灯LED阵列。
作为一种优选方案，所述呼吸灯PCB上设有LED驱动IC(U3)，LED驱动IC的型号为TLD1120EL，所述LED驱动IC输出至保护电阻R64、R65、R66、R67、R68作用于呼吸灯LED7。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，本方案使用32位微控制器RENESAS:R5F109GECKFB产生PWM占空比控制示廓灯与转向灯开启动态流水亮灯与灭灯。使用最小成本的半导体组件(小型贴片，MCU芯片系统)有效降低成本达到高性能动态动画。与传统方案相比大大减少了硬件控制系统，降低成本同时产品性能大大提升，伴有呼吸功能，给人更加炫酷的视觉效果，整个控制系统。
为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型之实施例的电路结构框图。
图2是本实用新型之实施例的电路图。
图3是图2中TVS防反接保护电路的放大图。
图4是图2中过温保护电路的放大图。
图5是图2中MCU 5V供电电路的放大图。
图6是图2中MCU控制线路的放大图。
图7是图2中各灯电源开关控制电路的放大图。
图8是图2中倒车灯PCB的电路放大图。
图9是图2中位置灯PCB的电路放大图。
图10是图2中转向灯PCB的电路放大图。
图11是图2中呼吸灯PCB的电路放大图。
图12是图2中其它驱动PCB的电路放大图。
附图标识说明：
10、电源控制电路 11、TVS防反接保护电路
12、过温保护电路 13、MCU 5V供电电路
20、MCU控制线路 30、各灯电源开关控制电路
40、倒车灯PCB 50、位置灯PCB
60、转向灯PCB 70、呼吸灯PCB
80、其它驱动PCB。
具体实施方式
请参照图1至图12所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，包括
电源控制电路10，所述电源控制电路具有TVS防反接保护电路11；
MCU控制线路20，与所述电源控制电路电连接，所述MCU控制线路采用R5F109GECKFB 32位微控制器；
各灯电源开关控制电路30，与MCU控制线路电连接；
倒车灯PCB 40、位置灯PCB 50、转向灯PCB 60、呼吸灯PCB 70以及其它驱动PCB80，各PCB分别电连接于各灯电源开关控制电路30。
本方案使用32位微控制器:R5F109GECKFB产生PWM占空比控制示廓灯与转向灯开启动态流水亮灯与灭灯。使用最小成本的半导体组件(小型贴片，MCU芯片系统)有效降低成本达到高性能动态动画。与传统方案相比大大减少了硬件控制系统，降低成本同时产品性能大大提升，伴有呼吸功能，给人更加炫酷的视觉效果，整个控制系统。
其中，所述电源控制电路具有电源接口ST1，所述电源接口ST1的第一输出电源电路TURN_POWER、第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO上均设有TVS防反接保护电路；
第一输出电源电路TURN_POWER的TVS防反接保护电路具有电容C6、双向瞬态电压抑制二极管D11、电阻R19，所述双向瞬态电压抑制二极管D11型号P6SMB30CA，所述电容C6、双向瞬态电压抑制二极管D11、电阻R19并联、一端相接于第一输出电源电路TURN_POWER、另一端接地。以及第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO上也有与第一输出电源电路TURN_POWER相同的TVS防反接保护电路。
输入端使用新型高效电路保护器件TVS 32位微控制器，有效防止输入电源正负极接反或接入高压烧毁后级电路，实现对整个产品的保护。
更进一步的，所述电源接口ST1的第三输出电源电路POWER_CONST上电连接过温保护电路，所述过温保护电路具有电阻R22、电容C9、电阻R21、热敏电阻NTC1，所述电阻R22一端接于第三输出电源电路POWER_CONST上、另一端并联相接电容C9、电阻R21、热敏电阻NTC1后接地；所述过温保护电路电连接于MCU控制线路。从而防止本发明的电路模组因温度过热而造成威害。
作为一种优选方案，所述电源接口ST1的第三输出电源电路POWER_CONST上电连接MCU 5V供电电路，所述MCU 5V供电电路采用5V低压稳压器，所述5V低压稳压器的型号为L5150GJ，所述MCU 5V供电电路输出电连接于MCU控制线路。以适用于MCU控制线路信号控制的供电要求。
总而言之，所述电源控制电路供应稳定可靠的电源，为各灯电源开关控制电路、MCU控制线路提供电源供给。
各灯电源开关控制电路有三路输入，分别接于第一输出电源电路TURN_POWER、第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO、第三输出电源电路POWER_CONST，三路输入均分别电连接肖特基二极管D14、D15、D16；各灯电源开关控制电路有三路输出，第一路输出TURN POWER-PRIO接入转向灯PCB；第二路输出TAIL POWER RELEASE接入呼吸灯PCB；第三路输出接入MCU控制线路。通过各灯电源开关控制电路实现了各种方式驱动LED或其他器件，选择各种不同的驱动功能。
所述位置灯PCB排布LED阵列，使用MCU控制线路中32位微控制器产生的PWM占空比控制LED阵列流水动画显示。
所述转向灯PCB上设有恒流IC(U4和U5)和左转向灯LED阵列、右转向灯LED阵列，所述恒流IC的型号为TLD2331_3EP，32位微控制器输出控制信号与恒流IC(U4和U5)相结合驱动左转向灯LED阵列、右转向灯LED阵列。
恒流IC TLD2331_3EP实现了LED开路短路检测和保护功能。恒流IC的ERRN引脚与SLS-REF/D/DS引脚形成故障检测功能，当检测到其中一个通道处于故障状态(至少是过滤器时间故障)时，恒流IC TLD2331_3EP的ERRN引脚将下拉电流/ERRN(故障)下沉到GND。因此，当VERRN<VERRN(fault)时，在ERRN引脚处可以检测到一个活跃的低状态，如果达到这个条件，只要延迟引脚D设置正确，所有通道都被关闭。同样，故障排除后，ERRN引脚恢复到高阻抗状态，一旦D引脚电压低于Vo(th)值，通道再激活过程即可完成，恢复正常状态。
以及所述呼吸灯PCB上设有LED驱动IC(U3)，LED驱动IC的型号为TLD1120EL，所述LED驱动IC输出至保护电阻R64、R65、R66、R67、R68作用于呼吸灯LED7，使用MCU控制线路中32位微控制器产生的PWM占空比控制呼吸灯PCB上的呼吸灯LED7流水动画显示
综上所述，本实用新型的设计重点在于：
1、使用32位微控制器RENESAS:R5F109GECKFB产生PWM占空比控制示廓灯与转向灯开启动态流水亮灯与灭灯：转向灯驱动LED有LED流水动画显示，呼吸灯驱动LED有LED流水动画显示、位置灯驱动LED有LED流水动画显示。使用最小成本的半导体组件(32位微控制器是小型贴片，MCU芯片系统)有效降低成本达到高性能动态动画。与传统方案相比大大减少了硬件控制系统，降低成本同时产品性能大大提升，伴有呼吸功能，给人更加炫酷的视觉效果，整个控制系统。需要说明的是，倒车灯驱动LED没有LED流水动画显示，倒车LED是常亮状态，以确保倒车安全警示。
2、MCU输出控制信号与恒流ICINFINEON:TLD2331-3EP相结合驱动LED，当LED点亮或熄灭时，系统自动检测各引脚信号状态，实现高电流精度，高效率，底纹波，低噪声以及LED开路短路检测和保护功能,IC ERRN引脚与SLS-REF/D/DS引脚形成故障检测功能，当检测到其中一个通道处于故障状态(至少是过滤器时间故障)时，opendrain ERRN引脚将下拉电流/ERRN(故障)下沉到GND。因此，当VERRN<VERRN(fault)时，在ERRN引脚处可以检测到一个活跃的低状态，如果达到这个条件，只要延迟引脚D设置正确，所有通道都被关闭。同样，故障排除后，ERRN引脚恢复到高阻抗状态，一旦D引脚电压低于Vo(th)值，通道再激活过程即可完成，恢复正常状态。达到实时控制，敏捷反馈，用一个系统同时控制位置灯，刹车灯，转向灯，倒车灯，实现多种控制。
3、输入端使用新型高效电路保护器件TVS，有效防止输入电源正负极接反或接入高压烧毁后级电路，实现对整个产品的保护。
4、由单片机组成最小的应用系统，利用单片机输出端口控制LED，使之按照设定时间流水点亮。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：包括
电源控制电路，所述电源控制电路具有TVS防反接保护电路；
MCU控制线路，与所述电源控制电路电连接，所述MCU控制线路采用R5F109GECKFB 32位微控制器；
各灯电源开关控制电路，与MCU控制线路电连接；
倒车灯PCB、位置灯PCB、转向灯PCB、呼吸灯PCB，各PCB分别电连接于各灯电源开关控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：所述电源控制电路具有电源接口ST1，所述电源接口ST1的第一输出电源电路TURN_POWER、第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO上均设有TVS防反接保护电路；
第一输出电源电路TURN_POWER的TVS防反接保护电路具有电容C6、双向瞬态电压抑制二极管D11、电阻R19，所述双向瞬态电压抑制二极管D11型号P6SMB30CA，所述电容C6、双向瞬态电压抑制二极管D11、电阻R19并联、一端相接于第一输出电源电路TURN_POWER、另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：所述电源接口ST1的第三输出电源电路POWER_CONST上电连接过温保护电路，所述过温保护电路具有电阻R22、电容C9、电阻R21、热敏电阻NTC1，所述电阻R22一端接于第三输出电源电路POWER_CONST上、另一端并联相接电容C9、电阻R21、热敏电阻NTC1后接地；所述过温保护电路电连接于MCU控制线路。
4.根据权利要求2所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：所述电源接口ST1的第三输出电源电路POWER_CONST上电连接MCU 5V供电电路，MCU 5V供电电路采用5V低压稳压器，5V低压稳压器的型号为L5150GJ，MCU 5V供电电路输出电连接于MCU控制线路。
5.根据权利要求2所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：各灯电源开关控制电路有三路输入，分别接于第一输出电源电路TURN_POWER、第二输出电源电路LED_ANIM_WEHO、第三输出电源电路POWER_CONST，三路输入均分别电连接肖特基二极管D14、D15、D16；各灯电源开关控制电路有三路输出，第一路输出TURN POWER-PRIO接入转向灯PCB；第二路输出TAIL POWER RELEASE接入呼吸灯PCB；第三路输出接入MCU控制线路。
6.根据权利要求2所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：所述位置灯PCB排布LED阵列，使用MCU控制线路中32位微控制器产生的PWM占空比控制LED阵列流水动画显示。
7.根据权利要求2所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：所述转向灯PCB上设有恒流IC U4和U5和左转向灯LED阵列、右转向灯LED阵列，所述恒流IC的型号为TLD2331_3EP，32位微控制器输出控制信号与恒流IC U4和U5相结合驱动左转向灯LED阵列、右转向灯LED阵列。
8.根据权利要求2所述的一种多功能动画组合尾灯控制系统模组，其特征在于：所述呼吸灯PCB上设有LED驱动IC U3，LED驱动IC的型号为TLD1120EL，所述LED驱动IC输出至保护电阻R64、R65、R66、R67、R68作用于呼吸灯LED7，使用MCU控制线路中32位微控制器产生的PWM占空比控制呼吸灯PCB上的呼吸灯LED7流水动画显示。
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