CN108575007A - 基于室内灯门控档的led恒流电路的渐暗渐亮处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，它包括输入保护电路、恒流控制电路、室内灯LED和门控输入电压处理电路；输入保护电路用于处理室内灯电源电平的干扰，并将处理后的稳定电平提供给恒流控制电路；恒流控制电路用于对室内灯LED渐亮、渐暗和恒流驱动点亮供电；室内灯LED用于车内阅读灯功能；门控输入电压处理电路用于处理门控电平，处理后的门控电平控制在门控作用中，关门时控制室内灯LED渐暗，开门时控制室内灯LED渐亮。本发明由于采用以上设置可以使得室内灯LED既能恒流驱动，又能满足渐亮和渐暗的要求。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于汽车室内灯技术领域。

Description

基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置

技术领域

本发明涉及汽车室内灯技术领域，尤其涉及一种基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置。

背景技术

近年来，LED技术的迅猛发展，凭借效率高、寿命长、安全、环保等等优点，其应用范围越来越广，尤其是在汽车车灯照明领域，备受业界青睐。随着汽车的更新换代，不仅是汽车的车型越来越多，室内灯的造型设计也种类繁多，因为室内灯的门控功能，在关门和开门时，需要渐暗和渐亮的过程，这限制了室内灯LED的驱动方式，目前市面上，大多数室内灯都是采用的电阻驱动方式，这是最简单的线性电路，电流随着电压的变化而线性变化。但是，众所周知，电阻式的驱动，驱动效率不高，且电压波动时，室内灯LED会有明暗变化，而普通的恒流电路，因为电流恒流，并不能满足室内灯渐亮，渐暗的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中门控作用时，不能满足关门时渐暗和开门时渐亮和普通恒流电路驱动室内灯时的驱动效率不高，且电压波动的问题，本发明提供一种基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，其特征在于：它包括输入保护电路、恒流控制电路、室内灯LED和门控输入电压处理电路；其中，所述输入保护电路输入端连接室内灯电源，输出端分别连接所述恒流控制电路的一个输入端和所述室内灯LED，所述门控输入电压处理电路的输出端连接所述恒流控制电路的另一个输入端；所述输入保护电路用于处理室内灯电源电磁的干扰，并将处理后的稳定电平提供给所述恒流控制电路；所述恒流控制电路用于对所述室内灯LED渐亮、渐暗和恒流驱动点亮供电；所述室内灯LED用于车内阅读灯功能；所述门控输入电压处理电路用于处理门控电平，处理后的门控电平控制在门控作用中，关门时控制所述室内灯LED渐暗，开门时控制所述室内灯LED渐亮。

所述输入保护电路包括第一电容、瞬态抑制二极管、第一电阻和二极管；其中，所述第一电容、所述瞬态抑制二极管、所述第一电阻之间并联，三者的输出端共同接地，三者形成EMC保护电路，三者的输入端连接所述二极管的正极；所述二极管的负极分别连接所述室内灯LE的输入端和所述恒流控制电路的输入端。

所述恒流控制电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、稳压二极管、第五电阻、第三电容、NPN三极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和室内灯开关；其中，所述第二电阻的一端连接所述二极管的负极，所述第二电阻的另一端连接所述第四电阻，所述第二电阻和所述第四电阻串联分压，所述稳压二极管并联在所述第四电阻两端；所述第二电容并联在所述稳压二极管两端，所述第二电容用于保护所述稳压二极管不受电磁干扰；所述稳压二极管的负极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接所述NPN三极管的基基，所述第三电容并联所述NPN三极管的基极和地之间；所述NPN三极管的发射集分别连接所述第七电阻、所述第八电阻、所述第九电阻、所述第十电阻的一端，所述第七电阻、所述第八电阻、所述第九电阻、所述第十电阻的另一端接地；所述NPN三极管的集电极与所述室内灯LED相连；所述室内灯开关设置在所述第二电阻和所述第四电阻之间，所述室内灯开关包括第一连接口、第二连接口和第三连接口，且所述第三连接口为空，所述室内灯开关的所述第二连接口连接所述第二电阻，所述第一连接口连接所述第四电阻；所述第三电阻一端连接所述门控输入电压处理电路的输出端，另一端连接所述第五电阻一端。

所述室内灯包括发光二极管和第六电阻，所述发光二极管并联所述第六电阻；所述室内灯LED的输出端连接所述NPN三极管的集电极，所述室内灯LED的输入端连接所述输入保护电路的输出端。

所述门控输入电压处理电路包括第十一电阻、PNP三极管和第十二电阻；其中，所述PNP三极管的基基连接所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端连接门控电平；所述PNP三极管的发射集连接室内灯电源；所述PNP三极管的集电极分别连接所述第三电阻的一端和所述第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端接地。

本发明的有益效果是1、本发明包括输入保护电路、恒流控制电路、室内灯LED和门控输入电压处理电路；输入保护电路用于处理室内灯电源电磁的干扰，并将处理后的稳定电平提供给恒流控制电路；恒流控制电路用于对室内灯LED渐亮、渐暗和恒流驱动点亮供电；室内灯LED用于车内阅读灯功能；门控输入电压处理电路用于处理门控电平，处理后的门控电平控制在门控作用中，关门时控制室内灯LED渐暗，开门时控制室内灯LED渐亮。本发明由于采用以上设置可以使得室内灯LED既能恒流驱动，又能满足渐亮和渐暗的要求。2、本发明相对于电阻式驱动电路，驱动效率不高，大部分能量都消耗在电阻上，且随着电压升高，电流上升，功率上升很大，但是恒流电路，随着电压升高，电流恒定，功率没有电阻式的大。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于汽车室内灯技术领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明在门控状态下的整体连接结构示意图；

图2为本发明在门控作用下关门时，室内灯LED的电流变化情况示意图；

图3为本发明在非门控作用时，室内灯LED的恒流变化电路曲线示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明包括输入保护电路100、恒流控制电路200、室内灯LED300和门控输入电压处理电路400。

其中，输入保护电路100输入端连接室内灯电源，输出端分别连接恒流控制电路200的一个输入端和室内灯LED300，门控输入电压处理电路400的输出端连接恒流控制电路200的另一个输入端。

输入保护电路100用于处理室内灯电源电磁的干扰，并将处理后的稳定电平提供给恒流控制电路200；恒流控制电路200用于对室内灯LED300渐亮、渐暗和恒流驱动点亮供电；室内灯LED300用于车内阅读灯功能；门控输入电压处理电路400用于处理门控电平，处理后的门控电平控制在门控作用中，关门时控制室内灯LED300渐暗，开门时控制室内灯LED300渐亮。

输入保护电路100用于处理室内灯电源电平的干扰，其输入端连接室内灯电源，且室内灯电源电平V1输入高电平，输入保护电路100包括第一电容C1、瞬态抑制二极管T1、第一电阻R1和二极管D1。

其中，第一电容C1、瞬态抑制二极管T1、第一电阻R1之间并联，三者的输出端共同接地，第一电容C1、瞬态抑制二极管T1、第一电阻R1之间并联形成EMC保护电路，经过EMC保护电路后，连接二极管D1的正极。二极管D1的负极分别连接室内灯LED300的输入端和恒流控制电路200的输入端。

上述输入保护电路100可以采用任何其他形式，只需满足EMC要求，仅在车身处在电磁干扰情况下工作，对正常工作的电路无影响。在此不做限定。

恒流控制电路200用于对所述室内灯LED300渐亮、渐暗和恒流驱动点亮供电，恒流控制电路200包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、稳压二极管D3、第五电阻R5、第三电容C3、NPN三极管Q3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和室内灯开关SW1。

其中，第二电阻R2的一端连接二极管D1的负极，第二电阻R2的另一端连接第四电阻R4，第二电阻R2和第四电阻R4串联分压，稳压二极管D3并联在第四电阻R4两端；第二电容C2并联在稳压二极管D3两端，第二电容C2用于保护稳压二极管D3不受电磁干扰。稳压二极管D3的负极连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接NPN三极管Q3的基基，第三电容C3并联NPN三极管Q3的基极和地之间，使NPN三极管Q3不受电磁干扰。NPN三极管Q3的发射集分别连接第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10的一端，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10的另一端接地，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10为功率电阻，消耗电路功率。NPN三极管Q3的集电极与室内灯LED300相连。

上述实施例中，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10四个电阻并联后的阻值为采样电阻，可以调节LED电流大小，因为一个电阻功率不够，所以需要四个电阻来分散功率。

室内灯开关SW1设置在第二电阻R2和第四电阻R4之间，室内灯开关SW1包括第一连接口1、第二连接口2和第三连接口3，且第三连接口3为空，室内灯开关SW1的第二连接口2连接第二电阻R2，第一连接口1连接第四电阻R4。当第二连接口2和第一连接口1连接时，恒流驱动电路200导通。当第二连接口2和第三连接口3，恒流驱动电路关闭。

第三电阻R3一端连接门控输入电压处理电路400的输出端，另一端连接第五电阻R5一端。

室内灯LED300用于车内阅读灯功能，室内灯LED300包括发光二极管LED1和第六电阻R6，发光二极管LED1并联第六电阻R6。室内灯LED300的输出连接NPN三极管Q3的集电极，室内灯LED300的输入连接输入保护电路100的输出端。

门控输入电压处理电路400用于处理门控电平V2，其包括第十一电阻R11、PNP三极管Q1和第十二电阻R12。

其中，PNP三极管Q1的基基连接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接门控电平V2；PNP三极管Q1的发射集连接室内灯电源电平V1；PNP三极管Q1的集电极分别连接第三电阻R3的一端和第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端接地。

在PNP三极管Q1的集电极P1点得到一个与门控电平V2反相的电平：

开门时，室内灯电源电平V1由高变低，开门后，保持在低电平，但是此时室内灯是打开的，所以我们需要一个高电平去打开NPN三极管Q3，去控制室内灯LED300中的发光二极管LED1点亮。

关门时，室内灯电源电平V1由低变高，关门后，保持在高电平，但是此时室内灯是关闭的，所以我们需要一个低电平去关闭NPN三极管Q3，去控制室内灯LED300中的发光二极管LED1熄灭。

通过门控输入电压处理电路400可以得到一个和输入电平反相的电压，控制NPN三极管Q3的打开和关闭，从而实现室内灯LED300中的发光二极管LED1的点亮与关闭。

本发明工作时：

(1)当本发明工作在门控状态时，当室内灯开关SW1的第二连接口2和第三连接口3之间连通：

11)关门时：

门控电平V2由车身控制系统输入(此为现有技术，故不再详述)，电平由0V上升到13.5V，P1点电压计算方式：PNP三极管Q1发射极的电压为V1，基极电压即为V1-0.7V，基极电流即为(V1-0.7V-V2)/R11，集电极电流即为β*(V1-0.7V-V2)/R11，P1点的电压即为β*(V1-0.7V-V2)*R12/R11。因为V1恒定为13.5V，所以P1点的电压为(12.8V-V2)*β*R12/R11。设定R12/R11＝1/β。则P1点的电压即为12.8V-V2。可以看出，当V2减小时，P1点电压升高，V2增大时，P1点电压降低。

P1电平与V2反相，P1点的电平用来控制NPN三极管Q3的打开和关闭，从而控制室内灯LED300中发光二极管LED1的点亮与熄灭。

设定第三电阻R3和第四电阻R4阻值(第三电阻R3和第四电阻R4阻值的设定根据工作人员工作经验，在此不做详述)，使稳压二极管D3，D3为5.1V稳压二极管，不完全打开，即稳压二极管D3两端的电压小于稳压电压5.1V，此时，稳压二极管D3两端的电压与电流有一段接近线性变化的曲线，随着P1点的电压线性变小，稳压二极管D3上的电流逐渐减小，稳压二极管D3端的电压由5.1V-0V线性变小，从而NPN三极管Q3发射极的电压线性变小，因为第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10阻值一定，则NPN三极管Q3发射极电流逐渐变小，从而使NPN三极管Q3集电极电流逐渐变小，即流经室内灯LED300中的发光二极管LED1电流线性变小，如图2所示，发光二极管LED1亮度逐渐变暗，驱动效率高，从而满足客户的要求。

12)开门时：

开门时，工作过程与关门时状态完全相反，故不再详述。

(2)当本发明工作在门控状态时，当室内灯开关SW1的第二连接口2和第一连接口1之间连通：

此时室内灯LED300打开，为恒流驱动，如图3所示，因为车身电压为9-16V，当室内灯电源电平V1电压达到9V时，设定第二电阻R2和第四电阻R4阻值(第二电阻R2和第四电阻R4阻值的设定根据工作人员工作经验，在此不做详述)此时，使稳压二极管D3上的电压达到5.1V，因为稳压二极管D3达到稳定电压，当V1继续上升，稳压二极管D3电压会稳定在5.1V，从而NPN三极管Q3基极电压稳定在5.1V，发射极电压为Ub-0.7V＝5.1V-0.7V＝4.4V，即采样电阻：第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10两端的电压稳定在4.4V，流经第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10的电流恒流不变，即发射极电流恒定，从而使得NPN三极管Q3集电极电流恒定，即流经室内灯LED300中的发光二极管LED1电流恒定，从而实现9-16V工作电压的发光二极管LED1恒流驱动。

(3)当本发明不工作在门控状态时：

当室内灯LED300不工作在门控状态时，门控电平V2悬空，没有门控信号输入，门控输入电压处理电路400不工作。

通过室内灯开关SW1的按下与弹起来控制室内灯LED300灯的亮、灭：室内灯开关SW1按下，即室内灯开关SW1的第二接口2与第一接口1连接，此时，室内灯LED300打开，室内灯LED300亮，此过程步骤(2)中已详述，故不再赘述。室内灯开关SW1弹起，即室内灯开关SW1的第二接口2与第三接口3连接，此时，控制室内灯LED300亮的NPN三极管Q3没有电压驱动，室内灯LED300灭。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，其特征在于：它包括输入保护电路(100)、恒流控制电路(200)、室内灯LED(300)和门控输入电压处理电路(400)；

其中，所述输入保护电路(100)输入端连接室内灯电源，输出端分别连接所述恒流控制电路(200)的一个输入端和所述室内灯LED(300)，所述门控输入电压处理电路(400)的输出端连接所述恒流控制电路(200)的另一个输入端；

所述输入保护电路(100)用于处理室内灯电源电磁的干扰，并将处理后的稳定电平提供给所述恒流控制电路(200)；所述恒流控制电路(200)用于对所述室内灯LED(300)渐亮、渐暗和恒流驱动点亮供电；所述室内灯LED(300)用于车内阅读灯功能；所述门控输入电压处理电路(400)用于处理门控电平，处理后的门控电平控制在门控作用中，关门时控制所述室内灯LED(300)渐暗，开门时控制所述室内灯LED(300)渐亮。

2.如权利要求1所述的基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，其特征在于：所述输入保护电路(100)包括第一电容(C1)、瞬态抑制二极管(T1)、第一电阻(R1)和二极管(D1)；

其中，所述第一电容(C1)、所述瞬态抑制二极管(T1)、所述第一电阻(R1)之间并联，三者的输出端共同接地，三者形成EMC保护电路，三者的输入端连接所述二极管(D1)的正极；所述二极管(D1)的负极分别连接所述室内灯LED(300)的输入端和所述恒流控制电路(200)的输入端。

3.如权利要求2所述的基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，其特征在于：所述恒流控制电路(200)包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第二电容(C2)、稳压二极管(D3)、第五电阻(R5)、第三电容(C3)、NPN三极管(Q3)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)和室内灯开关(SW1)；

其中，所述第二电阻(R2)的一端连接所述二极管(D1)的负极，所述第二电阻(R2)的另一端连接所述第四电阻(R4)，所述第二电阻(R2)和所述第四电阻(R4)串联分压，所述稳压二极管(D3)并联在所述第四电阻(R4)两端；所述第二电容(C2)并联在所述稳压二极管(D3)两端，所述第二电容(C2)用于保护所述稳压二极管(D3)不受电磁干扰；所述稳压二极管(D3)的负极连接所述第五电阻(R5)的一端，所述第五电阻(R5)的另一端连接所述NPN三极管(Q3)的基极，所述第三电容(C3)并联所述NPN三极管(Q3)的基极和地之间；所述NPN三极管(Q3)的发射集分别连接所述第七电阻(R7)、所述第八电阻(R8)、所述第九电阻(R9)、所述第十电阻(R10)的一端；所述第七电阻(R7)、所述第八电阻(R8)、所述第九电阻(R9)、所述第十电阻(R10)的另一端接地；所述NPN三极管(Q3)的集电极与所述室内灯LED(300)相连；所述室内灯开关(SW1)设置在所述第二电阻(R2)和所述第四电阻(R4)之间，所述室内灯开关(SW1)包括第一连接口(1)、第二连接口(2)和第三连接口(3)，且所述第三连接口(3)为空，所述室内灯开关(SW1)的所述第二连接口(2)连接所述第二电阻(R2)，所述第一连接口(1)连接所述第四电阻(R4)；所述第三电阻(R3)一端连接所述门控输入电压处理电路(400)的输出端，所述第三电阻(R3)另一端连接所述第五电阻(R5)一端。

4.如权利要求3所述的基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，其特征在于：所述室内灯LED(300)包括发光二极管(LED1)和第六电阻(R6)，所述发光二极管(LED1)并联所述第六电阻(R6)；所述室内灯LED(300)的输出端连接所述NPN三极管(Q3)的集电极，所述室内灯LED(300)的输入端连接所述输入保护电路(100)的输出端。

5.如权利要求4所述的基于室内灯门控档的LED恒流电路的渐暗渐亮处理装置，其特征在于：所述门控输入电压处理电路(400)包括第十一电阻(R11)、PNP三极管(Q1)和第十二电阻(R12)；

其中，所述PNP三极管(Q1)的基基连接所述第十一电阻(R11)的一端，所述第十一电阻(R11)的另一端连接门控电平(V2)；所述PNP三极管(Q1)的发射集连接室内灯电源；所述PNP三极管(Q1)的集电极分别连接所述第三电阻(R3)的一端和所述第十二电阻(R12)的一端，所述第十二电阻(R12)的另一端接地。