CN221043283U - 一种防过压的警示灯电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了警示灯电路设计领域中的一种防过压的警示灯电路，防反接电路的输入端与输入电压连接，防反接电路的输出端与防过压电路的输入端连接，防过压电路的输出端分别与单片机供电电路的输入端、LED驱动电路的输入端连接，单片机供电电路的输出端与单片机电路的供电端连接，且单片机电路的驱动信号输出端与LED驱动电路的控制端连接。本实用新型解决了现有的警示灯电路不具有保护电路，或者仅对单片机电路进行保护，容易导致电路过载、电路稳定性差、电力浪费及增加成本的问题，其能够对整体电路进行保护，防止警示灯电流过大而损坏，能够提高电路的整体稳定性和警示效果，减少电力浪费，降低成本。

Description

一种防过压的警示灯电路

技术领域

本实用新型涉及警示灯电路设计技术领域，具体地说，是涉及一种防过压的警示灯电路。

背景技术

随着现代道路安全理念的日益重要，载具用警示灯在保障行车安全方面所发挥的作用也日益凸显。在道路交通中，车辆和摩托车等交通工具不仅是重要的交通工具，更是道路安全的基石。载具用警示灯是一种车载设备，可以在车辆行驶过程中发出警示信号。首先，载具用警示灯可以增加车辆和摩托车的可见性。在夜间或恶劣天气下，载具用警示灯可以在这种条件下增加车辆和摩托车的亮度，使得驾驶员更加容易发现这些车辆，从而提高行车的安全性。其次，载具用警示灯可以提醒其他道路使用者注意本车所在位置，避免发生危险。再次，车载警示灯的防水、防尘等功能可以在恶劣天气和环境下使用，可以有效地避免这些影响，使得车辆和摩托车在任何环境下都能够正常运行和使用。

然而，现有的警示灯电路不具有保护电路，或者仅对单片机电路进行保护，没有对整体电路进行保护，警示灯可能会因为电流过大而损坏，甚至可能引起火灾等安全问题；其次，如果只有单片机电路受到保护，而其他电路没有保护，可能会使电路的整体稳定性变差，导致警示灯的闪烁频率、亮度等不稳定，影响警示效果；同时，当警示灯在没有必要时仍然闪烁或者亮度过高时，就会浪费电力，使得电池的使用时间缩短，从而增加了成本。

以上缺陷，亟需解决。

实用新型内容

为了解决现有的警示灯电路不具有保护电路，或者仅对单片机电路进行保护，容易导致电路过载、电路稳定性差、电力浪费及增加成本的问题，本实用新型提供一种防过压的警示灯电路。

本实用新型技术方案如下所述：

一种防过压的警示灯电路，包括防反接电路、防过压电路、单片机供电电路、单片机电路和LED驱动电路，所述防反接电路的输入端与输入电压连接，所述防反接电路的输出端与所述防过压电路的输入端连接，所述防过压电路的输出端分别与所述单片机供电电路的输入端、所述LED驱动电路的输入端连接，所述单片机供电电路的输出端与所述单片机电路的供电端连接，且所述单片机电路的驱动信号输出端与所述LED驱动电路的控制端连接。

根据上述方案的本实用新型，所述防反接电路包括连接器J2、二极管D1、二极管D2，所述连接器J2的一端接地端，所述连接器J2的另一端分别与所述二极管D1的第一端、所述二极管D2的第二端连接，所述二极管D1的第二端与接地端，所述二极管D2的第一端与所述防过压电路的输入端连接。

进一步的，所述二极管D2为肖特基二极管。

根据上述方案的本实用新型，所述防过压电路包括二极管D3、电阻R2、二极管D4、电阻R3、MOS管Q1，所述防反接电路的输出端分别与所述二极管D3的第一端、所述电阻R2的一端、所述二极管D4的第一端、所述电阻R3的一端、所述MOS管Q1的S极连接，所述二极管D3的第二端分别与电阻R7的一端、电阻R8的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与三极管Q2的C极、电阻R9的一端、三极管Q3的B极连接，所述二极管D4的第二端分别与所述电阻R3的另一端、所述MOS管Q1的G极、电阻R4的一端连接，所述MOS管Q1的D极分别与所述单片机供电电路、所述LED驱动电路的输入端连接，所述电阻R4的另一端与所述三极管Q3的C极连接，所述电阻R8的另一端、所述三极管Q2的E极、所述电阻R9的另一端、所述三极管Q3的E极均接地端。

进一步的，所述二极管D4为齐纳二极管。

根据上述方案的本实用新型，所述单片机供电电路包括电阻R1、电容C5、电源管理芯片U2，所述电阻R1的一端与所述防过压电路的输出端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C5的一端、所述电源管理芯片U2的第3引脚连接，所述电容C5的另一端、所述电源管理芯片U2的第1引脚、电容C6的一端均接地端，所述电源管理芯片U2的第2引脚分别与所述电容C6的另一端、所述单片机电路的供电端连接。

根据上述方案的本实用新型，所述单片机电路包括电阻R16、电容C2，所述电阻R16的一端与所述单片机供电电路的输出端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、单片机的第1引脚连接，所述电容C2的另一端接地端，所述单片机的第1引脚还与连接器J1的第3引脚连接，所述单片机的第28引脚与所述连接器J1的第2引脚连接，所述单片机的第3引脚与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端、端子排J2的第01引脚连接，所述电阻R6的另一端接地端，所述单片机的第7引脚、所述连接器J1的第1引脚、所述端子排J2的第02引脚均与3.3V电压连接，所述单片机的第6引脚接地端，所述单片机的第14引脚与所述LED驱动电路的控制端连接。

根据上述方案的本实用新型，所述LED驱动电路包括LED驱动芯片U3，所述单片机电路的驱动信号输出端与所述LED驱动芯片U3的第2引脚连接，所述LED驱动芯片U3的第2引脚还与电容C13的一端连接，所述电容C13的另一端接地端，所述LED驱动芯片U3的第3引脚分别与二极管D7的第二端、电容C12的一端、电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端分别与电容C11的一端、电容C10的一端、LED灯珠D6的一端连接，所述LED灯珠D6的另一端与LED灯珠D5的一端连接，所述LED灯珠D5的另一端分别与所述电容C10的另一端、所述电容C11的另一端、所述LED驱动芯片U3的第5引脚、电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述LED驱动芯片U3的第4引脚、电阻R11的一端、电感FB1的一端、电容C9的一端、电容C8的一端、电容C7的一端、电容C4的一端、电感L1的一端连接，所述电阻R11的另一端与电容C12的另一端连接，所述电感FB1的另一端与二极管D7的第一端连接，所述电容C9的另一端、所述电容C8的另一端、所述电容C7的另一端、所述LED驱动芯片U3的第1引脚均接地端，所述电容C4的另一端接地端，所述电感L1的另一端分别与电容C3的一端、所述防过压电路的输出端连接，所述电容C3的另一端接地端。

进一步的，所述电感L1、所述电容C3、所述电容C4、所述电感FB1、所述电阻R11、所述电容C12均为EMC优化被动元器件。

根据上述方案的本实用新型，所述LED灯珠D5、所述LED灯珠D6均为高亮LED灯珠。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：

上述防过压的警示灯电路中，通过防反接电路和防过压电路对整体电路进行保护，防止警示灯电流过大而损坏，能够提高电路的整体稳定性，并且提高警示效果，减少电力浪费，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为防反接电路的原理图；

图3为防过压电路的原理图；

图4为单片机供电电路的原理图；

图5为单片机电路的原理图；

图6为图5的A部分原理图；

图7为图5的B部分原理图；

图8为LED驱动电路的原理图；

图9为图8的C部分原理图；

图10为图8的D部分原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种防过压的警示灯电路，包括防反接电路、防过压电路、单片机供电电路、单片机电路和LED驱动电路，防反接电路的输入端与输入电压连接，防反接电路的输出端与防过压电路的输入端连接，防过压电路的输出端分别与单片机供电电路的输入端、LED驱动电路的输入端连接，单片机供电电路的输出端与单片机电路的供电端连接，且单片机电路的驱动信号输出端与LED驱动电路的控制端连接。

如图2所示，在本实施例中，输入电压为12V～24V，防反接电路包括连接器J2、二极管D1、二极管D2，连接器J2的一端接地端，连接器J2的另一端分别与二极管D1的第一端、二极管D2的第二端连接，二极管D1的第二端与接地端，二极管D2的第一端与防过压电路的输入端连接。此外，二极管D2为肖特基二极管，二极管D1为双向击穿二极管，当电路正常工作时，加在二极管D1两端的电压不会超过其额定电压，因此二极管D1保持高阻状态，不会影响电路的正常工作。当电路受到静电冲击或者尖峰电压冲击时，加在二极管D1两端的电压会超过其额定电压，二极管D1会迅速导通，并吸收浪涌电流，从而保护电路不受静电冲击的损坏。同时，由于二极管D1的双向导通特性，它能够双向抑制电路中的静电冲击，从而有效地保护整体电路的安全。

如图3所示，在本实施例中防过压电路包括二极管D3、电阻R2、二极管D4、电阻R3、MOS管Q1，二极管D2的第一端分别与二极管D3的第一端、电阻R2的一端、二极管D4的第一端、电阻R3的一端、MOS管Q1的S极连接，二极管D3的第二端分别与电阻R7的一端、电阻R8的一端连接，电阻R2的另一端分别与三极管Q2的C极、电阻R9的一端、三极管Q3的B极连接，二极管D4的第二端分别与电阻R3的另一端、MOS管Q1的G极、电阻R4的一端连接，MOS管Q1的D极分别与单片机供电电路的输入端、LED驱动电路的输入端连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的C极连接，电阻R8的另一端、三极管Q2的E极、电阻R9的另一端、三极管Q3的E极均接地端。在正常通电状况下电压通过电阻R2通向三极管Q3的Gate使三极管Q3导通，同时，电阻R3和电阻R4配合，让MOS管Q1处于弱导通形态，在二极管D4导通之前，MOS管Q1的电压上升趋势呈非线性，即软启动形式。当电压超过二极管D4雪崩电压时，MOS管Q1将完全导通正常通电。当电压超过二极管D3雪崩电压时，二极管D3导通，电压通过电阻R7将三极管Q2导通，则原本通过电阻R2将三极管Q3导通的电压全部从三极管Q2导通接地端，从而三极管Q3无拉高电压直接关闭，MOS管Q1的Gate会被持续导通的二极管D4和电阻R3的电压拉高，使得MOS管Q1过压关闭。此外，二极管D4为齐纳二极管，通过二极管D4控制MOS管Q1，在电压低于9V时，二极管D4不通路，关闭了MOS管Q1，从而断掉了整体的供电，对整体电路进行保护，防止警示灯电流过大而损坏，能够提高电路的整体稳定性，并且提高警示效果，减少电力浪费，降低成本。

如图4所示，在本实施例中，单片机供电电路包括电阻R1、电容C5、电源管理芯片U2，电阻R1的一端与MOS管Q1的D极连接，电阻R1的另一端分别与电容C5的一端、电源管理芯片U2的第3引脚连接，电容C5的另一端、电源管理芯片U2的第1引脚、电容C6的一端均接地端，电源管理芯片U2的第2引脚分别与电容C6的另一端、单片机电路的供电端连接，从而对单片机电路进行供电。

如图5至图7所示，在本实施例中，单片机电路包括电阻R16、电容C2，电阻R16的一端与电源管理芯片U2的第2引脚连接，电阻R16的另一端分别与电容C2的一端、单片机的第1引脚连接，电容C2的另一端接地端，单片机的第1引脚还与连接器J1的第3引脚连接，单片机的第28引脚与连接器J1的第2引脚连接，单片机的第3引脚与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端、端子排J2的第01引脚连接，电阻R6的另一端接地端，单片机的第7引脚、连接器J1的第1引脚、端子排J2的第02引脚均与3.3V电压连接，单片机的第6引脚接地端，单片机的第14引脚与LED驱动电路的控制端连接。此外，单片机为8位单片机，单片机的第28引脚、第1引脚、第2引脚为单片机的烧录引脚，单片机的第7引脚为供电引脚，单片机的第12引脚为生产测试用引脚，单片机的第3引脚为闪烁模式切换引脚，通过端子排J2的排针短接3.3V可切换模式。单片机的第14引脚为LED驱动电路的控制引脚，单片机可通过其第14引脚输出PWM频率来自主控制LED灯亮度，实现对警示灯亮度的调节。

如图8至图10所示，在本实施例中，LED驱动电路包括LED驱动芯片U3，单片机的第14引脚与LED驱动芯片U3的第2引脚连接，LED驱动芯片U3的第2引脚还与电容C13的一端连接，电容C13的另一端接地端，LED驱动芯片U3的第3引脚分别与二极管D7的第二端、电容C12的一端、电感L2的一端连接，电感L2的另一端分别与电容C11的一端、电容C10的一端、LED灯珠D6的一端连接，LED灯珠D6的另一端与LED灯珠D5的一端连接，LED灯珠D5的另一端分别与电容C10的另一端、电容C11的另一端、LED驱动芯片U3的第5引脚、电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端分别与LED驱动芯片U3的第4引脚、电阻R11的一端、电感FB1的一端、电容C9的一端、电容C8的一端、电容C7的一端、电容C4的一端、电感L1的一端连接，电阻R11的另一端与电容C12的另一端连接，电感FB1的另一端与二极管D7的第一端连接，电容C9的另一端、电容C8的另一端、电容C7的另一端、LED驱动芯片U3的第1引脚均接地端，电容C4的另一端接地端，电感L1的另一端分别与电容C3的一端、MOS管Q1的D极连接，电容C3的另一端接地端。此外，LED驱动芯片U3采用直流开关技术以达到高效率输出，电感L1、电容C3、电容C4、电感FB1、电阻R11、电容C12均为EMC优化被动元器件，降低开关电磁干扰影响。另外，LED驱动芯片U3的第2引脚与单片机的第14引脚进行亮度和开关控制，从而实现对警示灯的闪烁效果进行切换。同时，LED灯珠D5、LED灯珠D6均为高亮LED灯珠，利用两颗LED灯珠即可达到在低功率输出的同时还能保证达到国际标准的亮度。当然，LED灯珠也可以设计为三颗、四颗或者五颗，在实际设计时，可以根据实际情况来设计LED灯珠的数量，只要不超过LED驱动芯片U3的电流极限即可。同时，LED驱动电路还可以与单片机软件配合来自主控制警示灯的亮度，通过软件的定制化和亮度还可以实现各种不同的闪烁模式，达到各种不同的要求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防过压的警示灯电路，其特征在于，包括防反接电路、防过压电路、单片机供电电路、单片机电路和LED驱动电路，所述防反接电路的输入端与输入电压连接，所述防反接电路的输出端与所述防过压电路的输入端连接，所述防过压电路的输出端分别与所述单片机供电电路的输入端、所述LED驱动电路的输入端连接，所述单片机供电电路的输出端与所述单片机电路的供电端连接，且所述单片机电路的驱动信号输出端与所述LED驱动电路的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述防反接电路包括连接器J2、二极管D1、二极管D2，所述连接器J2的一端接地端，所述连接器J2的另一端分别与所述二极管D1的第一端、所述二极管D2的第二端连接，所述二极管D1的第二端与接地端，所述二极管D2的第一端与所述防过压电路的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述二极管D2为肖特基二极管。

4.根据权利要求1所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述防过压电路包括二极管D3、电阻R2、二极管D4、电阻R3、MOS管Q1，所述防反接电路的输出端分别与所述二极管D3的第一端、所述电阻R2的一端、所述二极管D4的第一端、所述电阻R3的一端、所述MOS管Q1的S极连接，所述二极管D3的第二端分别与电阻R7的一端、电阻R8的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与三极管Q2的C极、电阻R9的一端、三极管Q3的B极连接，所述二极管D4的第二端分别与所述电阻R3的另一端、所述MOS管Q1的G极、电阻R4的一端连接，所述MOS管Q1的D极分别与所述单片机供电电路的输入端、所述LED驱动电路的输入端连接，所述电阻R4的另一端与所述三极管Q3的C极连接，所述电阻R8的另一端、所述三极管Q2的E极、所述电阻R9的另一端、所述三极管Q3的E极均接地端。

5.根据权利要求4所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述二极管D4为齐纳二极管。

6.根据权利要求1所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述单片机供电电路包括电阻R1、电容C5、电源管理芯片U2，所述电阻R1的一端与所述防过压电路的输出端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C5的一端、所述电源管理芯片U2的第3引脚连接，所述电容C5的另一端、所述电源管理芯片U2的第1引脚、电容C6的一端均接地端，所述电源管理芯片U2的第2引脚分别与所述电容C6的另一端、所述单片机电路的供电端连接。

7.根据权利要求1所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述单片机电路包括电阻R16、电容C2，所述电阻R16的一端与所述单片机供电电路的输出端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、单片机的第1引脚连接，所述电容C2的另一端接地端，所述单片机的第1引脚还与连接器J1的第3引脚连接，所述单片机的第28引脚与所述连接器J1的第2引脚连接，所述单片机的第3引脚与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端、端子排J2的第01引脚连接，所述电阻R6的另一端接地端，所述单片机的第7引脚、所述连接器J1的第1引脚、所述端子排J2的第02引脚均与3.3V电压连接，所述单片机的第6引脚接地端，所述单片机的第14引脚与所述LED驱动电路的控制端连接。

8.根据权利要求1所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括LED驱动芯片U3，所述单片机电路的驱动信号输出端与所述LED驱动芯片U3的第2引脚连接，所述LED驱动芯片U3的第2引脚还与电容C13的一端连接，所述电容C13的另一端接地端，所述LED驱动芯片U3的第3引脚分别与二极管D7的第二端、电容C12的一端、电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端分别与电容C11的一端、电容C10的一端、LED灯珠D6的一端连接，所述LED灯珠D6的另一端与LED灯珠D5的一端连接，所述LED灯珠D5的另一端分别与所述电容C10的另一端、所述电容C11的另一端、所述LED驱动芯片U3的第5引脚、电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述LED驱动芯片U3的第4引脚、电阻R11的一端、电感FB1的一端、电容C9的一端、电容C8的一端、电容C7的一端、电容C4的一端、电感L1的一端连接，所述电阻R11的另一端与电容C12的另一端连接，所述电感FB1的另一端与二极管D7的第一端连接，所述电容C9的另一端、所述电容C8的另一端、所述电容C7的另一端、所述LED驱动芯片U3的第1引脚均接地端，所述电容C4的另一端接地端，所述电感L1的另一端分别与电容C3的一端、所述防过压电路的输出端连接，所述电容C3的另一端接地端。

9.根据权利要求8所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述电感L1、所述电容C3、所述电容C4、所述电感FB1、所述电阻R11、所述电容C12均为EMC优化被动元器件。

10.根据权利要求8所述的防过压的警示灯电路，其特征在于，所述LED灯珠D5、所述LED灯珠D6均为高亮LED灯珠。