（电路设计）转向灯电路.docx

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1、本项目中，我们将学习如何用555定时器和几个LED等来设计一个简单的转向灯电路。简介转向灯也常被称为方向指示器，它们是摩托车或汽车上很重要的一部分。转向灯会告知 其它司机我们转向的意图。设计转向灯时，厂商必须遵循某些规范和标准才能将其加入交通 工具内。转向信号用来提示其它司机该车辆的转向意图。你有尝试着自己设计过吗？转向灯电路原理该电路的用处是为了指示转向的方向。该电路中最重要的部分就是555定时器。此处的 555定时器用作一个非稳态多谐振荡器。它会生成宽度可调的脉冲信号。使用该脉冲信号， 我们可以为LED （开和关）设置不同的时间延迟。该电路有由两个重要的电阻组成（IOOkQ和470kQ）,

2、两者都与555定时器相连，用于 设置LED的时间延迟。555定时器的输出由滑动开关来确定走向左边的LED还是右边的 LED01N4148信号二极管作为输出端的反向偏压，用于保证输出上有恒定的电流。BC547 （NPN）三极管基于基极电流来控制LED的开关。330Q的电阻用于降压，不然LED可能 会被损坏。我们可以控制阻值或容值来改变输出脉冲的宽度。转向灯电路原理图所需元器件电阻 180 Q , 100k , 470k 电容IuF555定时器LED X 2二极管（1N4007） x2单刀双掷滑动开关9V电池转向灯电路的设计在该电路中，555定时器产生可变宽度的脉冲信号。脉冲宽度根据阻值或容值而改

3、变（100k, 470k IuF）o引脚2和引脚6短接，用于确保每个时间周期后的触发。引脚4为重置引脚，它与VeC （引脚8）短接从而避免突然重置。引脚7为放电引脚,通过一个470kQ的电阻与引脚6相接。下图解释了 555定时器的工作原理。非稳态模式下的555定时器在以上电路中，由555定时器的引脚3来生成脉冲。改变RA, RB和C的值，我们可 以改变脉冲宽度。脉冲周期的计算如下：T=T high + T low = 0.693 (RA+2RB) *C脉冲频率如下：F= 1T= 1.44/ (RA+2RB ) * C占空比如下：D=tcT * 100= (RA +RB) / (RA+ 2RB)

4、 * 100从555定时器上获得的脉冲通过滑动开关施加到LED上，从而在一定延迟下控制LED 的开关。LED的工作电压在2到3V,但我们从电池获得的是9V的电压。所以我们需要降 低该电压。因此我们用电阻与LED串联。电路操作步骤1 .将9V电源(电池)与电路相连。2 .将开关滑到左边，可以观察到左边的指示LED在一定延迟下开始闪烁。3 .将开关滑到右边，则右边的指示LED开始闪烁。4 .如果将开关置于中间，两端的LED都处于熄灭的状态。5 .如果你乐意的话，可以为两个LED设置不同的时间延迟，只需调整阻值和电容值即 可。.改变电阻或电容值后可以看到延迟的改变。注意：在以下展示的图中，每个通道（

5、左或右）只使用了一个LEDo但如果你想为每 个通道加入多个LED,你可以用三极管来实现，同时供以足够的电压。附参考资料：基于TPS92638的转向灯电路设计0引言随着人们生活水平的逐渐提高，选择汽车出行的概率大大上升，导致道路上到处都是疾 驰的汽车。为保证人们安全出行，汽车安全行驶已经成为工程师们关注的中心和重点。汽车 外部的各种灯具就起到安全警示的作用，而本文作者所设计的转向灯就是汽车行车安全不可 或缺的一部分，不仅要满足汽车界的法规，还要满足人们的视觉效果。1方案设计本文作者针对某车厂的贯穿式尾灯设计了转向灯电路，它具有故障反馈功能：转向灯功 能正常时，转向灯诊断线反馈高电平；转向灯功能不

6、正常时，转向灯诊断线反馈低电平。根 据车厂要求，该转向灯还必须和倒车灯一起使用双芯LED。经过配光，选用16颗首尔生产 的STWAE35YE灯珠,单颗LED的电流为65 mA,电压降为3.1 Vo如果采用普通的三极管 恒流式驱动来实现动态流水功能，则需要很多元器件，考虑到车灯的内部空间较少，为节约 空间择优选择芯片来驱动电路。该芯片包含温度监控器，可在集成电路结温超过温度阈值时 降低LED驱动电流，温度阈值可通过外部电阻进行编程，将TEMP引脚接地面可禁用热电 流监视功能，可在出厂程序中选择将结温以模拟电压的形式输出。1.1 TPS92638 芯片TPS92638是一款具有模拟和脉宽调制调光功

7、能的8条通道的LED驱动芯片,满足-40 125 的环境运行温度范围要求，器件人体模型静电放电分类等级为H2。该芯片有8个可 控制通道，每个通道的最大输出电流为70 mA,而每个通道的LED恒定电流可由基准电阻 器来设定，宽输入电压的范围是540 V；通过去毛刺脉冲实现LED开路和短路检测，在 多串灯应用中，该器件的优势在于可为LED灯串提供共阴极连接。因此，对于具有低端电 流感测功能的系统而言，只需要一条回线即可，而无需为每个LED灯串配一条回线；该芯 片能够使LED电流在高电流和低电流之间切换，以分别满足不同功能应用需求。可通过基 准电阻为每个输出设置这两种LED电流级别。1.2 硬件电路

8、设计经过配光，选用16颗首尔生产的STWAE35YE灯珠，单颗LED的电流为65 mA,电 压降为3.1 V,该车厂对该款转向灯有故障反馈和时序流水功能要求，针对这些功能要求， 硬件电路设计框图。1.2.1 输入端电路常规车灯的输入电压为13.5 V,如图3所示电阻TRl可以消耗漏电流，电容TCl-TC4 和TVS管TTl电路处理静电、过脉冲试验，使灯具在实验时能够达到实验标准，二极管TDl 实现防反接保护。1.2.2 芯片驱动电路当点亮转向灯时，如果此时点亮倒车灯，需通过自身电路控制关闭后转向灯。转向灯带 时序流水功能，为了满足转向灯的功能要求，经过分析比较选用TPS92638芯片作为LED

9、 的驱动芯片。在上面的芯片驱动电路图中，号引脚的REF端的电阻值有如下计算公式：Rref=(VrefGi)Z(Ioutx)规定芯片的Vref= 1.22 V, Gi=200,而每一路LED的电流需求为65 mA,即IOUtX=65 mA,代入公式，算出Rrea3.75 kQ,所以TR5设定电阻值为3.75 kQ。该芯片包含温度 监控器，可在集成电路结温超过温度阈值时降低LED驱动电流，芯片中9号引脚的TEMP 端放置一颗51 kQ的电阻，可以保护芯片到125 ,当线路板温度升高时，该芯片的温度监 控器也能监控温度使该芯片正常工作。芯片中8号引脚的FAULT是故障反馈脚，当灯具中 任意一颗LED

10、坏掉时都会反馈到芯片的FAULT脚然后熄灭掉所有的LED,从而反馈到车 身BCM端，提醒用户已有一颗灯坏掉及时更换。芯片中4-7号引脚为PWM波的输入端， 使用单片机来控制这些PWM引脚进行PWM调光以满足光色的需求。芯片中1号引脚是该 芯片的供电引脚。最后，芯片每个引脚接的电容都可以滤波。1.2.3 LED 电路由于每一路LED的电流需求是65 mA,接近TPS92638每一路的输出电流70 mA,为 了避免电流使用满载而影响电路功能，在设计通道的时候选用两路输出通道作为一路LED 的输出，这样就会有效避免电流满载，使转向灯的功能更加稳定。每个芯片可以带动8颗 LED0首尔的STWAE35Y

11、E每颗LED的电压降为3.1 V,由于该车厂要求车灯是916 V供电， 为了满足LED能在9 V被点亮，所以设计两颗LED为一串，每颗LED旁边的电容能够滤 波，提高EMC实验通过的概率。1.2.4 MCU(Microcontroller Unit)控制电路每一个驱动芯片都需要单片机来控制，利用软件来控制MCU,从而通过MCU控制单 片机来决定LED是点亮还是熄灭。图所示是LDO模块，其主要功能是为MCU提供稳定的 5 V电压。MCU控制芯片选用的是KEA8RM,通过软件烧写程序进入此控制芯片。芯片中的6-13 号引脚是每一路LED的控制脚；芯片中的5号引脚是输入电压采样电路，检测TUm端的电 平，只在Turn端高电平时进行诊断，避免时序变化带来的误诊断；3号引脚是该芯片5 V 供电脚；芯片中的1、2、16号引脚为芯片程序的烧写口，通过程序代码来实现转向灯的动 态流水功能。2结语实现基于驱动芯片TPS92638的转向灯设计，详细论述了驱动电路的整个设计过程，从 输入电路、芯片驱动电路、LED电路和MCU控制电路4个模块来完成。通过对各个模块具 体的参数设计，此款转向灯的功能需求都已得到了验证，并将进一步应用于后续的车辆转向 灯的研究设计中。