汽车车灯切换电路研究与应用

王 波，于 群，刘国学，刘 威

（常州通宝光电股份有限公司，江苏 常州 213033）

1 背景

为解决现有技术中通过软件控制日行灯和转向灯切换工作导致可靠性低、成本高的技术问题，研究一种LED切换电路，无需依赖软件控制即可实现转向灯和日行灯的切换，可靠性高且成本低。

2 结构介绍

本实用新型的车灯切换电路包括日行灯驱动模块、转向灯驱动模块和切换模块。

1）日行灯驱动模块，所述日行灯驱动模块包括驱动芯片U1，所述驱动芯片U1具有升压和降压变换功能，所述驱动芯片U1的使能端获取日行灯输入信号。

2）转向灯驱动模块，所述转向灯驱动模块包括驱动芯片U51，所述驱动芯片U51具有升压和降压变换功能，所述驱动芯片U51的使能端获取转向灯输入信号。

3）切换模块，所述切换模块包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极获取所述转向灯输入信号，所述MOS管Q1的漏极分别连接电源和所述驱动芯片U1的使能端，所述MOS管Q1的源极搭铁。

3 有益效果

1）本实用新型的车灯切换电路结构简单，通过切换模块实现转向灯和日行灯的切换，切换模块为硬件电路，无需依赖软件控制、可靠性高，且成本低。

2）本实用新型采用驱动芯片U1和驱动芯片U51的型号均为MP2483，MP2483是适用于升压或降压应用的LED驱动器，它具有出色的负载和线路调节能力，可在较宽的输入电源范围内实现2.5A峰值输出电流。由于其峰值输出电流较大，不仅适用于降压应用，也适用于升压应用，可以在输出端串联多个高功率的LED，而且其内部采用拓扑结构使得工作效率高、发热量小、LED的工作寿命长。

3）本实用新型设有连接器和外部电路连接，车灯切换电路整体可形成为功能模块集成在1块电路板上，而且针对不同需求，只需将需求数量的LED串联后形成的LED灯组的首端和尾端通过插针端子连接到插座V1的对应引脚即可实现对LED灯组的驱动，扩展性强。

4 技术方案

4.1 日行灯驱动模块

日行灯驱动模块中驱动芯片MP2483具有升压和降压变换功能，其使能端获取日行灯输入信号，通过日行灯驱动模块的输入端DRL获取日行灯输入信号，当日行灯输入信号为高电平时，驱动芯片U1工作，通过日行灯驱动模块的第1输出端DRL+和第2输出端DRL-驱动日行灯工作。

该芯片具有出色的负载和线路调节能力，可在较宽的输入电源范围内实现2.5A峰值输出电流。由于其峰值输出电流较大，不仅适用于降压应用，也适用于升压应用，可以在输出端串联多个高功率的LED，而且其内部采用拓扑结构使得工作效率高、发热量小、LED的工作寿命长，并且其封装尺寸仅为3mm×3mm，使得整体电路板尺寸减小。

日行灯驱动模块还包括第1滤波电路，第1滤波电路用于去除日行灯输入信号中不需要的谐波。具体地，第1滤波电路包括电容C2、电感L1和电容C3，三者形成π形滤波电路，且被配置在日行灯驱动模块的输入端DRL和驱动芯片U1之间。在日行灯驱动模块的输入端DRL和第1滤波电路之间还设有防反接二极管D1和双向瞬态二极管TVS1，防反接二极管D1的阳极连接日行灯驱动模块的输入端DRL，阴极经第一滤波电路连接驱动芯片U1的使能端A，双向瞬态二极管TVS1的一端搭铁，另一端连接防反接二极管D1的阳极，当双向瞬态二极管TVS1两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS1能以极高的速度把其两端的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，从而保护后面的驱动芯片U1不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击，因此，TVS1可保护本实施例的车灯切换电路免受静电等所产生的过电压冲击。

同样，日行灯驱动模块还包括共模电感L3，共模电感L3被配置在驱动芯片U1和日行灯之间。具体地，如图1所示，共模电感L3的第1脚连接驱动芯片U1的Vdd脚，共模电感L3 的第2 脚连接日行灯驱动模块的第1 输出端DRL+，共模电感L3的第3脚连接日行灯驱动模块的第2输出端DRL-，共模电感L3的第4脚连接驱动芯片U1的FB脚。这种方案通过设置共模电感L3在共模电流流过时，增大了共模电感L3的电感量，也就是增大了共模电感L3对共模电流的感抗，使共模电流受到更大抑制，达到了衰减共模电流的目的，起到了抑制共模干扰噪声的作用。在共模电感L3的两侧设置有电容C11、电容C13和电容C14。其中，电容C11对差模噪声起抑制作用，电容C13和电容C14对共模噪声起旁路作用。

图1 日行灯驱动电路原理图

4.2 转向灯驱动模块

转向灯驱动模块采用同样的驱动芯片MP2483，运用同样的原理，当转向灯输入信号为高电平时，驱动芯片工作，通过转向灯驱动模块的第1输出端FDI+和第2输出端FDI-驱动转向灯工作。同样，如图2所示，转向灯驱动模块包括第2滤波电路，第2滤波电路用于去除转向灯输入信号中不需要的谐波，具体地，第2滤波电路包括电容C52、电感L51和电容C53，三者同样形成π形滤波电路，被配置在转向灯驱动模块的输入端FDI和驱动芯片之间。如图2所示，在转向灯驱动模块的输入端FDI和第2滤波电路之间也设有防反接二极管D51和双向瞬态二极管TVS51。同样，转向灯驱动模块还包括共模电感L53，共模电感L53被配置在驱动芯片U51和转向灯之间。具体地，如图2所示，共模电感L53的第1脚连接驱动芯片U51的Vdd脚，共模电感L53的第2脚连接转向灯驱动模块的第1输出端FDI+，共模电感L53的第3脚连接转向灯驱动模块的第2输出端FDI-，共模电感L53的第4脚连接驱动芯片U51的FB脚，共模电感L53的作用和上述共模电感L3作用相同，并且同样在共模电感L53的两侧设置有电容C61、电容C63和电容C64。

4.3 切换模块

切换模块电路原理图如图3所示。切换模块包括MOS管Q1，MOS管Q1为N-MOS管，MOS管Q1的栅极连接到转向灯驱动模块的输入端FDI以获取转向灯输入信号，MOS管Q1的漏极通过限流电阻R9连接电源，并同时连接驱动芯片U1的使能端A，MOS管Q1的源极搭铁。这样，在汽车正常行驶、驾驶员未拨动转向灯开关时，日行灯输入信号为高电平，转向灯输入信号为低电平，MOS管Q1截止，使得驱动芯片U1的使能端A保持为高电平，日行灯开启，由于驱动芯片U51的使能端B为低电平，转向灯关闭；而在汽车转向、驾驶员拨动转向灯开关时，转向灯输入信号为高电平，MOS管Q1导通，驱动芯片U1的使能端A搭铁为低电平，使得日行灯关闭，而由于驱动芯片U51的使能端B为高电平，转向灯开启。

图2 转向灯驱动电路原理图

切换模块还包括限流电阻R10和限流电阻R9，限流电阻R10串联在转向灯驱动模块的输入端FDI和MOS管Q1的栅极之间，用于限制流入栅极的电流；限流电阻R9的第一端连接电源，限流电阻R9的第二端连接驱动芯片U1的使能端A，限流电阻R9用于限制MOS管Q1中由漏极流入源极的电流。电容C16的第一端连接驱动芯片U1的使能端A，第二端搭铁。由于电容C16两端电压不能突变，电容C16可在MOS管Q1开断瞬间吸收尖峰电压，使电压平缓变化。下拉电阻R11的第一端连接MOS管Q1的栅极，第二端搭铁，下拉电阻一方面将MOS管Q1的栅极的初始电压固定为低电平，避免栅极电压的悬浮；另一方面作为泄放电阻泄放掉栅极和源极之间的少量静电，防止MOS管Q1产生误动作，甚至击穿MOS管Q1，起到了保护MOS管Q1的作用。

优选地，本实施例的切换模块还包括防反接二极管D4，防反接二极管D4的阳极连接转向灯驱动模块的输入端FDI，防反接二极管D4的阴极连接MOS管Q1的栅极。

图4 连接器引脚定义图

车灯切换电路还包括连接器，连接器包括图4所示的插座V1以及与插座V1插接的若干个插针端子（图中未示出）。具体地，插座V1的第1脚和日行灯驱动模块的输入端DRL电连接，插座V1的第3脚和转向灯驱动模块的输入端FDI电连接，插座V1的第4脚搭铁，插座V1的第5脚和日行灯驱动模块的第1输出端DRL+电连接，插座V1的第6脚和日行灯驱动模块的第2输出端DRL-电连接，插座V1的第7脚和转向灯驱动模块的第1输出端FDI+电连接，插座V1的第8脚和转向灯驱动模块的第2输出端FDI-电连接。可通过插针端子将插座V1的第1脚、第3脚和第4脚连接到外部电路，并可通过另外的插针端子分别将插座的第5脚、第6脚连接日行灯，将插座的第7脚、第8脚连接转向灯。本实施例通过设置插座V1便于电连接驱动芯片U1和日行灯，以及便于电连接驱动芯片U51和转向灯，由于驱动芯片U1和U51均为MP2483，峰值输出电流较大，可同时驱动多个串联的高功率LED。

车灯切换电路整体可形成为功能模块集成在一块电路板上，而且针对不同需求，只需将需求数量的LED串联后形成的LED灯组的首端和尾端通过插针端子连接到插座V1的对应引脚即可实现对LED灯组的驱动。

5 总结

这种车灯切换电路结构简单，通过切换模块实现转向灯和日行灯的切换，切换模块为硬件电路，无需依赖软件控制，可靠性高，且成本低；采用MP2483驱动芯片升压或降压功能应用的LED驱动器，具有出色的负载和线路调节能力，可在较宽的输入电源范围内实现2.5A峰值输出电流；由于其峰值输出电流较大，不仅适用于降压应用，也适用于升压应用，可以在输出端串联多个高功率的LED；而且其内部采用拓扑结构使得工作效率高、发热量小、LED的工作寿命长；设有连接器和外部电路连接，车灯切换电路整体可形成为功能模块集成在一块电路板上，而且针对不同需求，只需将需求数量的LED串联后形成的LED灯组的首端和尾端通过插针端子连接到插座V1的对应引脚即可实现对LED灯组的驱动，扩展性强。