CN220985894U - 用于多种负载的信号灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于多种负载的信号灯控制系统，包括输入防护模块、滤波模块、恒压输出模块、线性恒流电路、通讯模块、负载模块和逻辑切换电路，负载模块包括多种负载，其中，输入防护模块输入端连接供电电源，输入防护模块输出端经滤波模块与恒压输出模块输入端相连，恒压输出模块输出端与线性恒流电路输入端相连，线性恒流电路输出端分别与通讯模块、负载模块相连，负载模块还与逻辑切换电路相连。由此，多种负载复用一个线性恒流电路，且通过逻辑切换电路实现多种负载之间的切换，不仅可以避免可驱动负载数量受限的现象，还可以使得线性恒流电路的芯片得到充分复用，节约了成本。

Description

用于多种负载的信号灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽车信号灯技术领域，具体涉及一种用于多种负载的信号灯控制系统。

背景技术

现阶段汽车信号灯越来越普及，其包括的多种负载信号灯比如日行位置灯与转向灯使用同一发光面作为前部灯具的信号灯系统，并实现动态效果成为一种标配。

现有技术针对包含多种负载，尤其是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)负载的信号灯，往往采用多个线性恒流电路进行分别独立控制，一个线性恒流电路包括一颗芯片，该技术存在两个缺点：1、线性恒流电路芯片地址位受限，导致可驱动负载数量受限；2、线性恒流电路芯片没有得到充分复用，造成成本浪费。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种用于多种负载的信号灯控制系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提出了一种用于多种负载的信号灯控制系统，包括输入防护模块、滤波模块、恒压输出模块、线性恒流电路、通讯模块、负载模块和逻辑切换电路，所述负载模块包括多种负载，其中，所述输入防护模块输入端连接供电电源，所述输入防护模块输出端经所述滤波模块与所述恒压输出模块输入端相连，所述恒压输出模块输出端与所述线性恒流电路输入端相连，所述线性恒流电路输出端分别与所述通讯模块、所述负载模块相连，所述负载模块还与所述逻辑切换电路相连。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的用于多种负载的信号灯控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，用于多种负载的信号灯控制系统，还包括分BIN/温度保护管理电路和HCM(HeadLamp Controller Module，前灯控制器模块)驱动模块，所述分BIN/温度保护管理电路与所述HCM驱动模块相连，所述HCM驱动模块与所述线性恒流电路相连，所述通讯模块与所述HCM驱动模块之间进行CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)报文通讯。

在一些示例中，所述恒压输出模块包括DCDC控制芯片和DCDC转化电路，所述DCDC转化电路与所述DCDC控制芯片相连。

在一些示例中，所述线性恒流电路包括多颗线性恒流芯片，所述线性恒流芯片与所述通讯模块之间通过UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发射机)进行通讯。

在一些示例中，所述DCDC控制芯片的型号为LMR33630-Q1。

在一些示例中，所述线性恒流芯片的型号为TPS929120或者TPS929120A。

在一些示例中，多种所述负载包括发白光的日行位置灯与发黄光的转向灯，所述线性恒流电路的单个恒流输出通道同时驱动所述日行位置灯和所述转向灯。

本实用新型实施例的用于多种负载的信号灯控制系统，多种负载复用一个线性恒流电路，且通过逻辑切换电路实现多种负载之间的切换，不仅可以避免可驱动负载数量受限的现象，还可以使得线性恒流电路的芯片得到充分复用，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的用于多种负载的信号灯控制系统的结构框图。

图2为本实用新型一个示例的恒压输出模块的电路图。

图3为本实用新型一个示例的负载模块与逻辑切换电路的控制电路图。

图4为本实用新型一个示例的线性恒流电路的电路图。

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。

图1为本实用新型实施例的用于多种负载的信号灯控制系统的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例的用于多种负载的信号灯控制系统包括输入防护模块1、滤波模块2、恒压输出模块3、线性恒流电路4、通讯模块5、负载模块6和逻辑切换电路7，负载模块7包括共用同一发光面的多种负载，即多种信号灯，多种负载的发光颜色各不相同。

其中，输入防护模块1输入端连接信号灯的供电电源，输入防护模块1输出端经滤波模块2与恒压输出模块3输入端相连，恒压输出模块3输出端与线性恒流电路4输入端相连，线性恒流电路4输出端分别与通讯模块5、负载模块6连，负载模块6还与逻辑切换电路7相连。

其中，滤波模块2可以是π滤波模块，用于实现滤波。通讯模块5可以是CAN通讯模块，可进行私有子CAN通讯。负载模块6中的各负载可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)负载。

具体地，参照图1，供电电源(POWER)经输入防护模块1的输出端并经过滤波模2滤波后为恒压输出模块3供电，恒压输出模块3为线性恒流电路4提供一个稳定的输入电压，其常见的拓扑模式包括但不限于BUCK_CV(Constant Voltage，恒定电压)降压恒压输出拓扑、SEPIC_CV降压恒压输出拓扑，线性恒流电路4(数量为一个)为通讯模块5进行供电，并与通讯模块5进行通讯，线性恒流电路4还为负载模块6中的各种负载提供恒流输出，以点亮负载。逻辑切换电路7可分别连接各负载的功能开关，通过控制功能开关实现各负载之间的切换，即逻辑切换电路7可以实现多种负载之间的切换，通过通讯可以实现多种负载功能的动态调节效果，使多种负载不同时点亮，避免发光面出现不同颜色的混合光。

其中，线性恒流电路4内部的线性LDO(Low Drop Out，低压差线性稳压器)为通讯模块5供电。

其中，多种负载复用一个线性恒流电路4，一个线性恒流电路4可包括多颗线性恒流芯片，即线性恒流电路4由多颗线性恒流芯片及其周围元器件组成，便于扩展。线性恒流芯片与通讯模块5之间通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发射机)进行通讯，线性恒流芯片的型号可以为TPS929120或者TPS92912A，其具有12个恒流输出通道。

线性恒流电路4的单个恒流输出通道同时驱动多种负载，使用逻辑切换电路7实现多个负载功能的切换，通过通讯调节多个功能负载电流与动态效果的实施。相较于多个线性恒流电路分别单独控制多种负载的方案，本实用新型实施例仅用一个线性恒流电路，可以解决线性恒流电路芯片地址位受限，导致可驱动负载数量受限的问题，还可以使得线性恒流电路的芯片得到充分复用，避免成本浪费，节约了成本。

由此，本实用新型实施例的用于多种负载的信号灯控制系统，多种负载复用一个线性恒流电路，且通过逻辑切换电路实现多种负载之间的切换，不仅可以避免可驱动负载数量受限的现象，还可以使得线性恒流电路的芯片得到充分复用，节约了成本。

在本实用新型的一个示例中，用于多种负载的信号灯控制系统还包括分BIN/温度保护管理电路和HCM(HeadLamp Controller Module，前灯控制器模块)驱动模块(图1中未示出)，分BIN/温度保护管理电路与HCM驱动模块相连，HCM驱动模块与线性恒流电路4相连，用于控制线性恒流电路4输出电流至负载，通讯模块5与HCM驱动模块之间进行CAN报文通讯。通讯模块5将信号灯CAN报文转为UART数据后传输至线性恒流电路4，线性恒流电路4上报数据并通过CAN收发器反向传输至HCM驱动模块。

其中，BIN是指LED参数的某一范围，比如可以是指LED的色温范围。

具体而言，分BIN/温度保护管理电路用于向HCM驱动模块反馈LED负载分BIN管理与PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)温度保护监测结果，HCM驱动模块用于根据BIN等级和PCB温度检测结果控制线性恒流电路4输出电流至多种LED负载，以使多种LED负载的亮度保持一致。

在本实用新型的一个示例中，恒压输出模块3包括DCDC控制芯片和DCDC转化电路，DCDC转化电路(可以是降压电路)与DCDC控制芯片(可以是降压芯片)相连。

其中，DCDC控制芯片的型号可以为LMR33630-Q1。

具体而言，如图2所示，恒压输出模块3由DCDC控制芯片比如降压芯片LMR33630-Q1与周围元器件组成的DCDC转化电路组成，可以实现同步高效高精度降压恒压输出将车身电源转换为恒压输出，为后一级的线性恒流芯片提供恒定的输入电压。其中，电容C13、C14、C15、C16为DCDC降压电路和控制芯片提供经过滤波后的输入电压，电阻R12为降压芯片提供使能，电感L3为DCDC转化电路提供充放电储能，电阻R15与R16构成分压电路用于检测与设置本实施例的恒压输出模块3的恒压输出值，电容C27、C28、C32、C34、C35、C38、C39、C40将DCDC转化后的恒压输出进行滤波，抑制纹波对后端电路的影响。

在本实用新型的一个示例中，多种负载包括发白光的日行位置灯与发黄光的转向灯，线性恒流电路4的单个恒流输出通道(在HCM驱动模块的驱动下)同时驱动日行位置灯和转向灯。

具体而言，如图3所示，为了避免日行位置灯与转向灯同时点亮，HCM驱动模块通过高低电平分别控制NMOS管Q1A与Q1B不同时关断。

可设置多组负载，每组负载包括多种负载，图3中的LED1_W和LED2_W构成第一组日行位置灯LED串，LED1_Y和LED2_Y构成第一组转向灯LED串，LED3_W和LED4_W构成第二组日行位置灯LED串，LED3_Y和LED4_Y构成第二组转向灯LED串，D/T_LED1+是指线性恒流电路的第1个恒流输出通道，DRL_LED-为多组日行位置灯LED负载的负极，T1_LED-为多组转向灯LED负载的负极，DRL_LED-为多组日行位置灯LED负载的负极，T1_LED-为多组转向灯LED负载的负极。图中MOS管Q1A用于控制日行位置灯的点亮与熄灭，图中MOS管Q1B用于控制转向灯的点亮与熄灭，DRL_SW是指日行位置灯功能开关，TI_SW是指转向灯功能开关，DRL_SW与TI_SW由HCM驱动模块控制。

如需要转向灯开启、日行位置灯关闭时，HCM驱动模块给DRL_SW低电平，使NMOS管Q1A源极与漏极不导通，进而使日行位置灯LED串与GND间无法形成电气回路，从而无法点亮日行位置功能；同时HCM驱动模块给TI_SW高电平，使NMOS管Q1B源极与漏极导通，进而使转向灯LED串与GND间形成电气回路，从而点亮转向灯功能。

如需要转向灯关闭、日行位置灯开启时，HCM驱动模块给DRL_SW高电平，使NMOS管Q1A源极与漏极导通，进而使日行位置灯LED串与GND间形成电气回路，从而点亮日行位置灯功能；同时HCM驱动模块给TI_SW低电平，使NMOS管Q1B源极与漏极导通，进而使转向灯LED串与GND间无法形成电气回路，从而无法点亮转向灯功能。

根据光学法规的要求，HCM驱动模块不将DRL_SW与TI_SW同时置高电平，否则会出现日行位置灯与转向灯同时打开工况，进而使同一发光面出现黄白混光现象。

由此，可通过逻辑切换电路实现信号灯功能的切换，使同一发光面的日行位置灯与转向灯不同时点亮，避免同发光面出现黄白混光。

在本实用新型的一个示例中，线性恒流电路4包括多颗12通道恒流芯片TPS929120或者TPS929120A，其中，如图4所示，第一颗线性恒流芯片可以实现12通道(D/T_LED1+至D/T_LED12+)控制，可扩展为16颗芯片级联，可以实现192组LED负载(每组包括多种负载)的同时点亮调光，可以实现功能安全、开短路保护、单通道可编程调节等功能。

恒流芯片TPS929120/A与CAN通讯模块5之间通过UART进行通讯，实现动态调节指令收发与状态上报等，其芯片内置的5V线性LDO可以为CAN收发器供电。电容C23、C24和C25为恒流芯片TPS929120/A的供电PIN脚进行滤波，电阻R1为每个输出通道设置一个基础电流，电阻R11为芯片故障诊断脚提供一个上拉5V，电容C46～C57为输出通道提供滤波，恒流芯片TPS929120/A的引脚PIN9/PIN10/PIN11为芯片设置地址为ADDR[2:0]，TPS929120的地址位为0000～0111，TPS929120A的地址位为1000～1111，恒流芯片TPS929120/A内部集成了5V LDO通过PIN2为外部提供5V稳压。

HCM驱动模块检测分BIN/温度保护管理电路的不同电压值，HCM驱动模块可以通过CAN报文转UART通讯与恒流芯片TPS929120/A进行通讯，实现通道电流值的调节，可实现转向灯与日行灯电流的不同LED电流需求，可实现日行灯与位置灯LED电流的需求，控制线性恒流电路4的输出，进而实现LED负载的亮度BIN管理与PCB温度保护功能，也可实现不同通道间的不同亮度调节与呼吸、流水等功能。

实际应用中，LED根据生产时因制程原因会出现不同的亮度等级BIN，HCM驱动模块可检测这个BIN信息，控制线性恒流电路4输出不同的电流，使LED亮度保持一致。

综上所述，用于多种负载的信号灯控制系统可以用于驱动多种LED负载的汽车照明负载，可以实现多负载功能间的逻辑切换与调光，基于恒压输出电路、线性恒流芯片驱动方案为负载提供恒流，最后使用逻辑切换电路可以实现多种LED负载之间的切换，通过CAN通讯可以实现多种负载功能的动态效果调节。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，包括输入防护模块、滤波模块、恒压输出模块、线性恒流电路、通讯模块、负载模块和逻辑切换电路，所述负载模块包括多种负载，

其中，所述输入防护模块输入端连接供电电源，所述输入防护模块输出端经所述滤波模块与所述恒压输出模块输入端相连，所述恒压输出模块输出端与所述线性恒流电路输入端相连，所述线性恒流电路输出端分别与所述通讯模块、所述负载模块相连，所述负载模块还与所述逻辑切换电路相连。

2.根据权利要求1所述的用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，还包括分BIN/温度保护管理电路和HCM驱动模块，所述分BIN/温度保护管理电路与所述HCM驱动模块相连，所述HCM驱动模块与所述线性恒流电路相连，所述通讯模块与所述HCM驱动模块之间进行CAN报文通讯。

3.根据权利要求1所述的用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，所述恒压输出模块包括DCDC控制芯片和DCDC转化电路，所述DCDC转化电路与所述DCDC控制芯片相连。

4.根据权利要求1所述的用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，所述线性恒流电路包括多颗线性恒流芯片，所述线性恒流芯片与所述通讯模块之间通过UART进行通讯。

5.根据权利要求3所述的用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，所述DCDC控制芯片的型号为LMR33630-Q1。

6.根据权利要求4所述的用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，所述线性恒流芯片的型号为TPS929120或者TPS929120A。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于多种负载的信号灯控制系统，其特征在于，多种所述负载包括发白光的日行位置灯与发黄光的转向灯，所述线性恒流电路的单个恒流输出通道同时驱动所述日行位置灯和所述转向灯。