汽車車燈切換電路研究與應用

王 波，于 群，劉國學，劉 威

（常州通寶光電股份有限公司，江蘇 常州 213033）

1 背景

為解決現有技術中通過軟件控制日行燈和轉向燈切換工作導致可靠性低、成本高的技術問題，研究一種LED切換電路，無需依賴軟件控制即可實現轉向燈和日行燈的切換，可靠性高且成本低。

2 結構介紹

本實用新型的車燈切換電路包括日行燈驅動模塊、轉向燈驅動模塊和切換模塊。

1）日行燈驅動模塊，所述日行燈驅動模塊包括驅動芯片U1，所述驅動芯片U1具有升壓和降壓變換功能，所述驅動芯片U1的使能端獲取日行燈輸入信號。

2）轉向燈驅動模塊，所述轉向燈驅動模塊包括驅動芯片U51，所述驅動芯片U51具有升壓和降壓變換功能，所述驅動芯片U51的使能端獲取轉向燈輸入信號。

3）切換模塊，所述切換模塊包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的柵極獲取所述轉向燈輸入信號，所述MOS管Q1的漏極分別連接電源和所述驅動芯片U1的使能端，所述MOS管Q1的源極搭鐵。

3 有益效果

1）本實用新型的車燈切換電路結構簡單，通過切換模塊實現轉向燈和日行燈的切換，切換模塊為硬件電路，無需依賴軟件控制、可靠性高，且成本低。

2）本實用新型采用驅動芯片U1和驅動芯片U51的型號均為MP2483，MP2483是適用于升壓或降壓應用的LED驅動器，它具有出色的負載和線路調節能力，可在較寬的輸入電源范圍內實現2.5A峰值輸出電流。由于其峰值輸出電流較大，不僅適用于降壓應用，也適用于升壓應用，可以在輸出端串聯多個高功率的LED，而且其內部采用拓撲結構使得工作效率高、發熱量小、LED的工作壽命長。

3）本實用新型設有連接器和外部電路連接，車燈切換電路整體可形成為功能模塊集成在1塊電路板上，而且針對不同需求，只需將需求數量的LED串聯后形成的LED燈組的首端和尾端通過插針端子連接到插座V1的對應引腳即可實現對LED燈組的驅動，擴展性強。

4 技術方案

4.1 日行燈驅動模塊

日行燈驅動模塊中驅動芯片MP2483具有升壓和降壓變換功能，其使能端獲取日行燈輸入信號，通過日行燈驅動模塊的輸入端DRL獲取日行燈輸入信號，當日行燈輸入信號為高電平時，驅動芯片U1工作，通過日行燈驅動模塊的第1輸出端DRL+和第2輸出端DRL-驅動日行燈工作。

該芯片具有出色的負載和線路調節能力，可在較寬的輸入電源范圍內實現2.5A峰值輸出電流。由于其峰值輸出電流較大，不僅適用于降壓應用，也適用于升壓應用，可以在輸出端串聯多個高功率的LED，而且其內部采用拓撲結構使得工作效率高、發熱量小、LED的工作壽命長，并且其封裝尺寸僅為3mm×3mm，使得整體電路板尺寸減小。

日行燈驅動模塊還包括第1濾波電路，第1濾波電路用于去除日行燈輸入信號中不需要的諧波。具體地，第1濾波電路包括電容C2、電感L1和電容C3，三者形成π形濾波電路，且被配置在日行燈驅動模塊的輸入端DRL和驅動芯片U1之間。在日行燈驅動模塊的輸入端DRL和第1濾波電路之間還設有防反接二極管D1和雙向瞬態二極管TVS1，防反接二極管D1的陽極連接日行燈驅動模塊的輸入端DRL，陰極經第一濾波電路連接驅動芯片U1的使能端A，雙向瞬態二極管TVS1的一端搭鐵，另一端連接防反接二極管D1的陽極，當雙向瞬態二極管TVS1兩端經受瞬間的高能量沖擊時，TVS1能以極高的速度把其兩端的阻抗值由高阻抗變為低阻抗，以吸收一個瞬間大電流，從而把它的兩端電壓鉗制在一個預定的數值上，從而保護后面的驅動芯片U1不受瞬態高壓尖峰脈沖的沖擊，因此，TVS1可保護本實施例的車燈切換電路免受靜電等所產生的過電壓沖擊。

同樣，日行燈驅動模塊還包括共模電感L3，共模電感L3被配置在驅動芯片U1和日行燈之間。具體地，如圖1所示，共模電感L3的第1腳連接驅動芯片U1的Vdd腳，共模電感L3 的第2 腳連接日行燈驅動模塊的第1 輸出端DRL+，共模電感L3的第3腳連接日行燈驅動模塊的第2輸出端DRL-，共模電感L3的第4腳連接驅動芯片U1的FB腳。這種方案通過設置共模電感L3在共模電流流過時，增大了共模電感L3的電感量，也就是增大了共模電感L3對共模電流的感抗，使共模電流受到更大抑制，達到了衰減共模電流的目的，起到了抑制共模干擾噪聲的作用。在共模電感L3的兩側設置有電容C11、電容C13和電容C14。其中，電容C11對差模噪聲起抑制作用，電容C13和電容C14對共模噪聲起旁路作用。

圖1 日行燈驅動電路原理圖

4.2 轉向燈驅動模塊

轉向燈驅動模塊采用同樣的驅動芯片MP2483，運用同樣的原理，當轉向燈輸入信號為高電平時，驅動芯片工作，通過轉向燈驅動模塊的第1輸出端FDI+和第2輸出端FDI-驅動轉向燈工作。同樣，如圖2所示，轉向燈驅動模塊包括第2濾波電路，第2濾波電路用于去除轉向燈輸入信號中不需要的諧波，具體地，第2濾波電路包括電容C52、電感L51和電容C53，三者同樣形成π形濾波電路，被配置在轉向燈驅動模塊的輸入端FDI和驅動芯片之間。如圖2所示，在轉向燈驅動模塊的輸入端FDI和第2濾波電路之間也設有防反接二極管D51和雙向瞬態二極管TVS51。同樣，轉向燈驅動模塊還包括共模電感L53，共模電感L53被配置在驅動芯片U51和轉向燈之間。具體地，如圖2所示，共模電感L53的第1腳連接驅動芯片U51的Vdd腳，共模電感L53的第2腳連接轉向燈驅動模塊的第1輸出端FDI+，共模電感L53的第3腳連接轉向燈驅動模塊的第2輸出端FDI-，共模電感L53的第4腳連接驅動芯片U51的FB腳，共模電感L53的作用和上述共模電感L3作用相同，并且同樣在共模電感L53的兩側設置有電容C61、電容C63和電容C64。

4.3 切換模塊

切換模塊電路原理圖如圖3所示。切換模塊包括MOS管Q1，MOS管Q1為N-MOS管，MOS管Q1的柵極連接到轉向燈驅動模塊的輸入端FDI以獲取轉向燈輸入信號，MOS管Q1的漏極通過限流電阻R9連接電源，并同時連接驅動芯片U1的使能端A，MOS管Q1的源極搭鐵。這樣，在汽車正常行駛、駕駛員未撥動轉向燈開關時，日行燈輸入信號為高電平，轉向燈輸入信號為低電平，MOS管Q1截止，使得驅動芯片U1的使能端A保持為高電平，日行燈開啟，由于驅動芯片U51的使能端B為低電平，轉向燈關閉；而在汽車轉向、駕駛員撥動轉向燈開關時，轉向燈輸入信號為高電平，MOS管Q1導通，驅動芯片U1的使能端A搭鐵為低電平，使得日行燈關閉，而由于驅動芯片U51的使能端B為高電平，轉向燈開啟。

圖2 轉向燈驅動電路原理圖

切換模塊還包括限流電阻R10和限流電阻R9，限流電阻R10串聯在轉向燈驅動模塊的輸入端FDI和MOS管Q1的柵極之間，用于限制流入柵極的電流；限流電阻R9的第一端連接電源，限流電阻R9的第二端連接驅動芯片U1的使能端A，限流電阻R9用于限制MOS管Q1中由漏極流入源極的電流。電容C16的第一端連接驅動芯片U1的使能端A，第二端搭鐵。由于電容C16兩端電壓不能突變，電容C16可在MOS管Q1開斷瞬間吸收尖峰電壓，使電壓平緩變化。下拉電阻R11的第一端連接MOS管Q1的柵極，第二端搭鐵，下拉電阻一方面將MOS管Q1的柵極的初始電壓固定為低電平，避免柵極電壓的懸浮；另一方面作為泄放電阻泄放掉柵極和源極之間的少量靜電，防止MOS管Q1產生誤動作，甚至擊穿MOS管Q1，起到了保護MOS管Q1的作用。

優選地，本實施例的切換模塊還包括防反接二極管D4，防反接二極管D4的陽極連接轉向燈驅動模塊的輸入端FDI，防反接二極管D4的陰極連接MOS管Q1的柵極。

圖4 連接器引腳定義圖

車燈切換電路還包括連接器，連接器包括圖4所示的插座V1以及與插座V1插接的若干個插針端子（圖中未示出）。具體地，插座V1的第1腳和日行燈驅動模塊的輸入端DRL電連接，插座V1的第3腳和轉向燈驅動模塊的輸入端FDI電連接，插座V1的第4腳搭鐵，插座V1的第5腳和日行燈驅動模塊的第1輸出端DRL+電連接，插座V1的第6腳和日行燈驅動模塊的第2輸出端DRL-電連接，插座V1的第7腳和轉向燈驅動模塊的第1輸出端FDI+電連接，插座V1的第8腳和轉向燈驅動模塊的第2輸出端FDI-電連接。可通過插針端子將插座V1的第1腳、第3腳和第4腳連接到外部電路，并可通過另外的插針端子分別將插座的第5腳、第6腳連接日行燈，將插座的第7腳、第8腳連接轉向燈。本實施例通過設置插座V1便于電連接驅動芯片U1和日行燈，以及便于電連接驅動芯片U51和轉向燈，由于驅動芯片U1和U51均為MP2483，峰值輸出電流較大，可同時驅動多個串聯的高功率LED。

車燈切換電路整體可形成為功能模塊集成在一塊電路板上，而且針對不同需求，只需將需求數量的LED串聯后形成的LED燈組的首端和尾端通過插針端子連接到插座V1的對應引腳即可實現對LED燈組的驅動。

5 總結

這種車燈切換電路結構簡單，通過切換模塊實現轉向燈和日行燈的切換，切換模塊為硬件電路，無需依賴軟件控制，可靠性高，且成本低；采用MP2483驅動芯片升壓或降壓功能應用的LED驅動器，具有出色的負載和線路調節能力，可在較寬的輸入電源范圍內實現2.5A峰值輸出電流；由于其峰值輸出電流較大，不僅適用于降壓應用，也適用于升壓應用，可以在輸出端串聯多個高功率的LED；而且其內部采用拓撲結構使得工作效率高、發熱量小、LED的工作壽命長；設有連接器和外部電路連接，車燈切換電路整體可形成為功能模塊集成在一塊電路板上，而且針對不同需求，只需將需求數量的LED串聯后形成的LED燈組的首端和尾端通過插針端子連接到插座V1的對應引腳即可實現對LED燈組的驅動，擴展性強。