本實用新型涉及照明、電子技術(shù)、電器控制裝置，具體地說是一種隨環(huán)境光照強度變化自動調(diào)整發(fā)光強度的光控LED汽車大燈控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的成熟，LED照明燈具取代傳統(tǒng)照明燈具已經(jīng)是大勢所趨， LED照明燈具用作汽車燈具也是如此。前期，LED燈具只是用作汽車小燈，如歐洲立法規(guī)定，為了行駛安全，所有在售車型都必須裝配LED示寬燈。近幾年來，全車包括大燈在內(nèi)使用LED燈具作為照明燈具的車型越來越多，包括奔馳、奧迪等著名車型。
現(xiàn)行汽車上的大燈(包括遠光燈和近光燈)都是手動打開和關(guān)閉，且發(fā)光強度不可調(diào)，這是因為傳統(tǒng)燈具自動控光技術(shù)難度較大。LED直流低電壓工作的特性較容易實現(xiàn)控制發(fā)光強度。
光控LED汽車大燈的特點是汽車大燈的發(fā)光亮度受環(huán)境光調(diào)控，環(huán)境光照強時，燈不亮；環(huán)境光照弱時，燈自動點亮，并且，發(fā)光強度隨環(huán)境光照強度變換，環(huán)境光照越弱燈越亮。其優(yōu)點：1.自動光照，不用駕駛員手動控制開關(guān)；2.夜間在市區(qū)主干道或人員流動較大場所環(huán)境光照較強時，自動降低發(fā)光強度，減少車燈對市區(qū)的光污染；3.會車時自動降低遠光燈光亮度，利于行駛安全。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本實用新型提供了一種光控LED汽車大燈控制裝置，控制光控LED汽車大燈的發(fā)光強度隨環(huán)境光照強度自動調(diào)整發(fā)光強，有利于節(jié)約能源。
本實用新型采用以下技術(shù)方案：
光控LED汽車大燈控制裝置，其特征在于，包括穩(wěn)壓電路、脈沖信號電路和恒流驅(qū)動電路，穩(wěn)壓電路輸入端連接直流電壓源，穩(wěn)壓電路輸出端連接脈沖信號產(chǎn)生電路輸入端，脈沖信號產(chǎn)生電路輸出端連接恒流驅(qū)動電路信號輸入端，恒流驅(qū)動電路輸出端連接汽車大燈。
進一步的，所述的穩(wěn)壓電路包括電阻R1，電阻R1一端接直流電壓源，電阻R1另一端分別接脈沖信號產(chǎn)生電路輸入端、電阻R2一端、穩(wěn)壓芯片K極，電阻R2另一端分別連接穩(wěn)壓芯片R極和電阻R3一端，電阻R3另一端接地，穩(wěn)壓芯片的A極接地。
進一步的，所述的穩(wěn)壓芯片為TL431芯片。
進一步的，所述的脈沖信號產(chǎn)生電路包括三極管VT1，三極管VT1發(fā)射極分別連接穩(wěn)壓電路輸出端、電阻R5一端、RC時基芯片第八引腳、RC時基芯片第四引腳，電阻R5另一端分別連接三極管VT1基極、三極管VT2集電極，三極管VT2基極接RC時基芯片第三引腳，三極管VT2發(fā)射極通過電阻R6接地，三極管VT1集電極通過電阻R4接光敏傳感器一端，光敏傳感器另一端接滑動變阻器RP一個固定端，滑動變阻器RP的另一個固定端通過電阻R7接RC 時基芯片的第七引腳，滑動變阻器RP的移動端分別接電容C1一端、RC時基芯片第六引腳、RC時基芯片第二引腳，電容C1另一端接地，RC時基芯片第一引腳接地，RC時基芯片第五引腳通過電容C2接地，RC時基芯片第三引腳接恒流驅(qū)動電路的信號輸入端。
進一步的，光敏傳感器是型號為LXD/GB3的線性光敏傳感器。
進一步的，所述的RC時基芯片為IC7555芯片。
進一步的，所述的恒流驅(qū)動電路包括恒流驅(qū)動芯片U1，恒流驅(qū)動芯片U1 第一引腳分別接三極管VT11發(fā)射極、電阻R11一端，電阻R11另一端接地，三極管VT11集電極分別接二極管D11正極、電感L11一端，電感L11另一端分別接直流電壓源、電容C11一端、電容C14一端、LED組合光源負極，電容 C11另一端接地，電容C14另一端分別接二極管D11負極、電阻R13一端、恒流驅(qū)動芯片U1第三引腳、電阻R14一端，電阻R13另一端分別接LED組合光源正極、恒流驅(qū)動芯片U1第四引腳，電阻R14另一端分別接電阻R15一端、恒流驅(qū)動芯片U1第七引腳，電阻R15另一端接地，恒流驅(qū)動芯片U1第二引腳通過電容C12接地，恒流驅(qū)動芯片U1第五引腳通過電容C13接地，恒流驅(qū)動芯片U1第九引腳接地，恒流驅(qū)動芯片U1第六引腳通過電阻R12接脈沖信號產(chǎn)生電路的信號輸出端。
進一步的，所述的恒流驅(qū)動芯片U1的型號為MT7285。
進一步的，所述的LED組合光源包括若干串聯(lián)的白色LED燈。
本實用新型的有益效果是：
1、恒流驅(qū)動電路采用MT7285恒流驅(qū)動芯片和外接MOS三極管驅(qū)動電路與白光LED組合光源組成一款用于直流供電的高效、節(jié)能LED燈具。所述的MT7285芯片輸入電壓范圍寬(2.5V-40V)，通過其ADJ引腳可以模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。
2、本方案中脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出的脈沖電信號頻率和脈沖寬度受環(huán)境光強調(diào)制，該信號直接加到MT7285的ADJ引腳，實現(xiàn)PWM調(diào)光功能。感應環(huán)境光照強度的器件選用可見光線性傳感器LXD/GB3-A1DPS，該器件等效內(nèi)阻的變化直接反映出環(huán)境光強的變化。
3、為了使輸出穩(wěn)定的PWM信號，脈沖信號產(chǎn)生部分的供電電壓，經(jīng)由 TL431組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后供給，對于12V汽油汽車和24V柴油汽車可以通用。
附圖說明
圖1是本實用新型電路原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
如圖1所示的光控LED汽車大燈控制裝置，包括穩(wěn)壓電路、脈沖信號電路和恒流驅(qū)動電路，穩(wěn)壓電路輸入端連接直流電壓源，穩(wěn)壓電路輸出端連接脈沖信號產(chǎn)生電路輸入端，脈沖信號產(chǎn)生電路輸出端連接恒流驅(qū)動電路信號輸入端，恒流驅(qū)動電路輸出端連接汽車大燈。
穩(wěn)壓電路包括電阻R1，電阻R1一端接直流電壓源，電阻R1另一端分別接脈沖信號產(chǎn)生電路輸入端、電阻R2一端、穩(wěn)壓芯片K極，電阻R2另一端分別連接穩(wěn)壓芯片R極和電阻R3一端，電阻R3另一端接地，穩(wěn)壓芯片的A 極接地。其中，所述的穩(wěn)壓芯片為TL431芯片。
穩(wěn)壓電路的工作原理為：
汽車電瓶電壓在使用中是變化的，尤其是在啟動過程中，12V電瓶電壓會降低到9V以下。這個變化的電壓加到由TL431和R1、R2、R3組成的穩(wěn)壓電路。TL431是一種并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路。因其性能好、價格低，被廣泛應用在各種電源電路中。其允許最大輸入電壓為37V，最大工作電流150mA，內(nèi)基準電壓為2.5V，輸出電壓范圍為2.5V-30V。穩(wěn)壓輸出電壓大小由R2和R3的比值確定，輸出電壓U＝2.5(1+R2/R3)V。當選擇R2＝R3時，輸出5V穩(wěn)定的直流電壓。該電路的負載是由低功耗IC7555等組成的脈沖信號產(chǎn)生電路。
脈沖信號產(chǎn)生電路包括三極管VT1，三極管VT1發(fā)射極分別連接穩(wěn)壓電路輸出端、電阻R5一端、RC時基芯片第八引腳、RC時基芯片第四引腳，電阻 R5另一端分別連接三極管VT1基極、三極管VT2集電極，三極管VT2基極接 RC時基芯片第三引腳，三極管VT2發(fā)射極通過電阻R6接地，三極管VT1集電極通過電阻R4接光敏傳感器一端，光敏傳感器另一端接滑動變阻器RP一個固定端，滑動變阻器RP的另一個固定端通過電阻R7接RC時基芯片的第七引腳，滑動變阻器RP的移動端分別接電容C1一端、RC時基芯片第六引腳、RC 時基芯片第二引腳，電容C1另一端接地，RC時基芯片第一引腳接地，RC時基芯片第五引腳通過電容C2接地，RC時基芯片第三引腳接恒流驅(qū)動電路的信號輸入端。其中，光敏傳感器是型號為LXD/GB3的線性光敏傳感器，所述的 RC時基芯片為IC7555芯片。
脈沖信號產(chǎn)生電路的原理如下：
由IC7555、VT1、VT2、R4、LXD、RP、R7和C1組成一個無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。IC7555是采用CMOS工藝制造的RC時基電路，其具有低損耗、極低的端口輸入電流、寬電源電壓范圍(2V-18V)、工作頻率高、穩(wěn)定性好等特點，在許多重要性能上都超越了常用的555時基電路。
LXD是可見光線性傳感器。電容C1的充、放電回路是：在t1期間，電源通過VT1、R4、LXD和RPA給電容C1充電；在t2期間，C1通過RPB、R7和 7555的7腳放電。需要說明的是：(1)在C1充電到2/3閾值電平之前，IC7555 的3腳呈現(xiàn)高電平，即：t1期間，VT1導通，VT2飽和導通，VT2呈現(xiàn)很小的內(nèi)阻rVT2。(2)7555的觸發(fā)端(置位端)2腳和閾值電平端(復位端)6腳直接于C1并接，電路啟動后，充電時電容上的初值電壓為1/3*V2，充電終止值為2/3*V2。
充電時間t1＝0.693(rVT1+R4+RLXD+RPA)C1，放電時間t2＝0.693(RPB+R7)C1，式中：rVT1為VT1導通時的等效內(nèi)阻，VT1導通時阻值很小。RLXD為光敏電阻環(huán)境光照下的等效內(nèi)阻，隨光照強度變化。
由t1公式可看出，rVT1變化使t1變化，即脈沖寬度變化。T＝t1+t2＝0.693 (rVT1+R4+RLXD+RP+R7)C1，從式中可看出，周期T也受環(huán)境光照調(diào)制。
通過調(diào)整RP確定初始脈沖寬度，環(huán)境光強的變化使LXD的等效內(nèi)阻RLXD改變，實現(xiàn)輸出脈沖寬度的改變。
脈沖信號產(chǎn)生器通過IC7555的3腳輸出PWM信號。
需要說明的是：(1)R4、RP的選擇。為了適應不同的光照環(huán)境和獲得線性調(diào)光，要正確選擇充電回路與LXD串聯(lián)的電阻值(即R4、RP)。(2) LXD/GB3-A1DPS的額定電壓為12V，也可以通過改變其輸入電壓來改變照度- 電壓曲線。
恒流驅(qū)動電路包括恒流驅(qū)動芯片U1，恒流驅(qū)動芯片U1第一引腳分別接三極管VT11發(fā)射極、電阻R11一端，電阻R11另一端接地，三極管VT11集電極分別接二極管D11正極、電感L11一端，電感L11另一端分別接直流電壓源、電容C11一端、電容C14一端、LED組合光源負極，電容C11另一端接地，電容C14另一端分別接二極管D11負極、電阻R13一端、恒流驅(qū)動芯片U1第三引腳、電阻R14一端，電阻R13另一端分別接LED組合光源正極、恒流驅(qū)動芯片U1第四引腳，電阻R14另一端分別接電阻R15一端、恒流驅(qū)動芯片U1 第七引腳，電阻R15另一端接地，恒流驅(qū)動芯片U1第二引腳通過電容C12接地，恒流驅(qū)動芯片U1第五引腳通過電容C13接地，恒流驅(qū)動芯片U1第九引腳接地，恒流驅(qū)動芯片U1第六引腳通過電阻R12接脈沖信號產(chǎn)生電路的信號輸出端。其中，所述的恒流驅(qū)動芯片U1的型號為MT7285。
恒流驅(qū)動電路的工作原理為：
MT7285集成電路作為恒流驅(qū)動芯片、外接MOS三極管VT11擴展功率輸出、高亮度LED作光源等元件組成恒流驅(qū)動電路。最大驅(qū)動40WLED光源。
脈沖信號產(chǎn)生電路輸出的PWM信號經(jīng)電阻R12加到恒流驅(qū)動集成電路 TM7825的6腳(ADJ腳)。ADJ腳是亮度和開/關(guān)控制引腳，支持模擬調(diào)光和 PWM調(diào)光。當用PWM進行調(diào)光時，適應頻率為100Hz到10kHz的矩形波信號，要求信號振幅大于1.6V。LED電流隨著PWM信號占空比的改變在5％—100％之間變化。
需要進一步說明的是：MT7285芯片內(nèi)部包括過壓保護(OVP)、過流保護 (OCP)和過溫保護(OTP)等保護機制，以確保系統(tǒng)安全可靠地工作。LED 光源采用白光LED集成光源，根據(jù)汽車電瓶電壓和汽車燈亮度要求選擇LED 集成光源的功率和工作電壓。
整個裝置的工作過程為：
汽車電瓶的12V或24V直流電壓一路加到由TL431組成的穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路輸出的穩(wěn)定直流電壓作為后面脈沖產(chǎn)生電路的電源電壓；另一路直接加到恒流驅(qū)動電路，作為恒流驅(qū)動電路的電源電壓。恒流驅(qū)動電路的負載是 LED光源。
當汽車點火開關(guān)開啟，汽車大燈開關(guān)置于接通位置時，汽車大燈亮還是不亮，或者光亮度大小還要受外部自然光強的控制。外部光強通過LXD線性可見光傳感器控制LED恒流驅(qū)動電路的輸出大小。當環(huán)境光達到一定光強時，汽車大燈完全熄滅；當環(huán)境光弱到一定光強時，汽車大燈完全開啟；當環(huán)境光處于汽車大燈完全熄滅和完全開啟狀態(tài)之間變化時。脈沖產(chǎn)生器受LXD感光后產(chǎn)生的電流調(diào)制，輸出頻率和脈沖寬度變化的PWM信號。此信號加到恒流驅(qū)動集成電路MT7285的ADJ引腳，通過脈沖寬度的變化控制TM7285的恒流值，實現(xiàn)PWM調(diào)光。
應當指出，以上所述具體實施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本實用新型的具體結(jié)構(gòu)，但不以任何方式限制本實用新型創(chuàng)造。因此，盡管說明書及附圖和實施例對本實用新型創(chuàng)造已進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，仍然可以對本實用新型創(chuàng)造進行修改或者等同替換；而一切不脫離本實用新型創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均涵蓋在本實用新型創(chuàng)造專利的保護范圍當中。