车灯保护电路、车灯和车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆领域，尤其涉及一种车灯保护电路、车灯和车辆。


背景技术：

2.相关技术中，车灯内的微控制单元(micro control unit，mcu)一般通过低压差稳压器(low-dropout regulator，ldo)供电，也即ldo直接输出一个电压给mcu供电。通常，ldo输出5v或3.3v给mcu供电。然而，当ldo被击穿或者短路等情况下，ldo输出电压会大幅上升，损坏mcu。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种车灯保护电路、车灯和车辆。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种车灯保护电路，包括依次串联连接的低压差稳压器、过压保护电路和微控制单元，其中：所述低压差稳压器，用于接收输入电压，对所述输入电压进行降压处理并向所述过压保护电路输出输出电压；所述过压保护电路，用于在所述输出电压符合所述微控制单元的电压需求的情况下，将所述输出电压传输给所述微控制单元，并在所述输出电压不符合所述微控制单元的电压需求的情况下，阻止所述输出电压被传输给所述微控制单元；以及所述微控制单元，用于将所述过压保护电路传输的输出电压用作电源电压。
5.可选地，所述过压保护电路包括稳压管，其中，所述过压保护电路利用所述稳压管的稳压作用来控制所述低压差稳压器的、符合所述微控制单元的电压需求的输出电压被传输给所述微控制单元并阻止所述低压差稳压器的、不符合所述微控制单元的电压需求的输出电压被传输给所述微控制单元。
6.可选地，所述过压保护电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和稳压管，其中：所述稳压管的负极连接所述低压差稳压器的输出端、所述第二电阻的第二端、所述第一电阻的第二端和所述第一开关管的第一端；所述稳压管的正极连接所述第五电阻的第一端；所述第五电阻的第二端连接所述第三开关管的控制端和所述第六电阻的第一端；所述第六电阻的第二端、所述第三开关管的第二端和所述第二开关管的第二端均接地；所述第三开关管的第一端连接所述第四电阻的第一端和所述第二电阻的第一端；所述第四电阻的第二端连接所述第二开关管的控制端；所述第二开关管的第一端连接所述第三电阻的第二端；所述第三电阻的第一端连接所述第一开关管的控制端和所述第一电阻的第一端；以及所述第一开关管的第二端连接所述微控制单元的电源端。
7.可选地，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管为半导体开关管。
8.可选地，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管选自三极管和mos管中的一者。
9.可选地，所述稳压管的反向击穿电压是基于所述微控制单元的电压需求确定的。
10.可选地，所述过压保护电路还包括电磁兼容抗干扰子电路，用于对所述低压差稳压器的输出电压进行电磁兼容抗干扰处理。
11.可选地，所述电磁兼容抗干扰子电路包括第一电容，其中，所述第一电容的第一端连接所述低压差稳压器的输出端，所述第一电容的第二端接地。
12.根据本公开实施例的第二方面，提供一种车灯，包括根据本公开第一方面任一项所述的车灯保护电路。
13.根据本公开实施例的第三方面，提供一种车辆，包括根据本公开第二方面所述的车灯。
14.通过采用上述技术方案，由于在低压差稳压器和微控制单元之间增加了过压保护电路，而且过压保护电路在低压差稳压器的输出电压符合微控制单元的电压需求的情况下将输出电压传输给微控制单元、并在低压差稳压器的输出电压不符合微控制单元的电压需求的情况下阻止输出电压被传输给微控制单元，这样，就能够避免超出微控制单元电源电压承受能力的大电压被传输到微控制单元，从而可以在低压差稳压器发生故障的情况下，保护微控制单元不被大电压击穿损坏，有效防止了微控制单元被烧坏。而且，该车灯保护电路的结构简单，成本低。
15.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
17.图1是根据一示例性实施例示出的一种车灯保护电路的示意框图。
18.图2是根据一示例性实施例示出的一种车灯保护电路的又一示意图。
19.图3是一示例性实施例示出的一种车辆的功能框图示意图。
具体实施方式
20.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
21.需要说明的是，本技术中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
22.图1是根据一示例性实施例示出的一种车灯保护电路的示意框图。该车灯保护电路可以应用于车辆中，例如车辆的车灯内。
23.如图1所示，该车灯保护电路包括依次串联连接的低压差稳压器10、过压保护电路11和微控制单元12。
24.低压差稳压器10用于接收输入电压，对输入电压进行降压处理并向过压保护电路11输出输出电压。
25.例如，低压差稳压器10可以通过车灯上的电源接口(例如power+接口)从车身接收供电电压，然后低压差稳压器10对输入的供电电压进行降压处理，并输出一个稳定电压，也即低压差稳压器10向过压保护电路11输出的输出电压是一个稳定电压。
26.过压保护电路11，用于在输出电压符合微控制单元12的电压需求的情况下，将输出电压传输给微控制单元12，并在输出电压不符合微控制单元12的电压需求的情况下，阻止输出电压被传输给微控制单元12。
27.输出电压符合微控制单元12的电压需求指的是输出电压不超过微控制单元12的电源电压承受能力。举例而言，假设微控制单元12的电源电压为5v，但是低压差稳压器10的输出电压为20v，这说明低压差稳压器的输出电压超出了微控制单元12的电源电压承受能力，如果将这样的输出电压用作微控制单元12的电源电压，则会损坏微控制单元12。
28.微控制单元12用于将过压保护电路11传输的输出电压用作电源电压。
29.微控制单元12是对车辆灯具内的车灯进行控制的部件。微控制单元12可以是微控制器、现场可编程门阵列、单片机等。
30.通过采用上述技术方案，由于在低压差稳压器10和微控制单元12之间增加了过压保护电路11，而且过压保护电路11在低压差稳压器10的输出电压符合微控制单元12的电压需求的情况下将输出电压传输给微控制单元12、并在低压差稳压器10的输出电压不符合微控制单元12的电压需求的情况下阻止输出电压被传输给微控制单元12，这样，就能够避免超出微控制单元12电源电压承受能力的大电压被传输到微控制单元12，从而可以在低压差稳压器10发生故障的情况下，保护微控制单元12不被大电压击穿损坏，有效防止了微控制单元12被烧坏。而且，该车灯保护电路的结构简单，成本低。
31.在一些实施例中，过压保护电路11包括稳压管，其中，过压保护电路11利用稳压管的稳压作用来控制低压差稳压器10的、符合微控制单元12的电压需求的输出电压被传输给微控制单元12并阻止低压差稳压器10的、不符合微控制单元12的电压需求的输出电压被传输给微控制单元12。
32.举例而言，在低压差稳压器10的输出电压没有超出稳压管的反向击穿电压的情况下，低压差稳压器10的输出电压会被过压保护电路11传输给微控制单元12；如果低压差稳压器10的输出电压超出了稳压管的反向击穿电压，则稳压管会被反向击穿，从而会将低压差稳压器10的输出电压传导到地，这样低压差稳压器10的输出电压就不会被传输到微控制单元12，从而防止了微控制单元12被大电压损坏。
33.图2是根据一示例性实施例示出的一种车灯保护电路的又一示意图。如图2所示，过压保护电路11包括第一开关管tr1、第二开关管tr2、第三开关管tr3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和稳压管z1。
34.稳压管z1的负极连接低压差稳压器10的输出端、第二电阻r2的第二端、第一电阻r1的第二端和第一开关管tr1的第一端。稳压管z1的正极连接第五电阻r5的第一端。第五电阻r5的第二端连接第三开关管tr3的控制端和第六电阻r6的第一端。第六电阻r6的第二端、第三开关管tr3的第二端和第二开关管tr2的第二端均接地。第三开关管tr3的第一端连接第四电阻r4的第一端和第二电阻r2的第一端。第四电阻r4的第二端连接第二开关管tr2的控制端。第二开关管tr2的第一端连接第三电阻r3的第二端。第三电阻r3的第一端连接第一开关管tr1的控制端和第一电阻r1的第一端。第一开关管tr1的第二端连接微控制单元12的
电源端。
35.其中，第一开关管tr1、第二开关管tr2和第三开关管tr3可以为半导体开关管。例如，第一开关管tr1、第二开关管tr2和第三开关管tr3可以选自三极管和mos管中的一者。图2中，第一开关管tr1、第二开关管tr2和第三开关管tr3是以三极管为例示出的。
36.稳压管z1的反向击穿电压是基于微控制单元12的电压需求确定的。举例而言，稳压管z1的反向击穿电压可以设置为比微控制单元12的电源电压稍高一些。例如，假设微控制单元12的电源电压为5v，那么稳压管z1的反向击穿电压可以为6.8v。
37.图2所示的过压保护电路11的工作原理如下。
38.正常工作情况下，低压差稳压器10接收到输入电压之后，对输入电压进行降压后输出一个稳定电压给后端供电。当低压差稳压器10的输出电压正常时(例如，假设微控制单元12的电源电压要求为5v，则低压差稳压器10的输出电压一般为5v；假设微控制单元12的电源电压要求为3.3v，则低压差稳压器10的输出电压一般为3.3v)，由于稳压管z1采用的是反向击穿电压稍高于微控制单元12的电源电压的稳压管(例如，反向击穿电压为6.8v的稳压管)，所以稳压管z1此时不会被击穿，处于非工作状态，所以第三开关管tr3基极无电压，故第三开关管tr3不导通；第二开关管tr2则会被导通，处于饱和区工作模式，同时第一开关管tr1也导通，处于饱和区工作模式；故低压差稳压器10的输出电压会基本无衰减的传递到微控制单元12的vcc脚，给微控制单元12供电。
39.当低压差稳压器10发生故障，如短路或者内部击穿等，低压差稳压器10就会输出一个大电压，低压差稳压器10的输出电压会接近车身的供电电压(例如，从车灯的power+接口接收到的电压)，因此，稳压管z1会被反向击穿，开始工作，从而第三开关管tr3的pn结导通，第三开关管tr3处于饱和区；此时，第二开关管tr2的基极电压接近0v，故第二开关管tr2断开不工作，所以第一开关管tr1也无法导通，处于断开模式；这样，微控制单元12的vcc脚就不会有电压输入，防止了微控制单元12被大电压损坏。
40.另外，如图2所示，车身是通过power+接口给低压差稳压器10供电的。另外，车身提供的电压会先经过二极管d1，然后才会被传输给低压差稳压器10的输入端。二极管d1可以实现低压差稳压器10的输入端与power+接口之间的隔离。
41.在一些实施例中，过压保护电路11还可以包括电磁兼容抗干扰子电路，用于对低压差稳压器10的输出电压进行电磁兼容抗干扰处理。如图2所示，电磁兼容抗干扰子电路包括第一电容c1，其中，第一电容c1的第一端连接低压差稳压器10的输出端，第一电容c1的第二端接地。通过第一电容c1，就能够实现电磁兼容抗干扰处理和滤波处理。
42.如上描述的车灯保护电路可以是独立的电子设备，也可是独立电子设备的一部分，例如在一种实施例中，该车灯保护电路可以是集成电路(integrated circuit，ic)或芯片，其中该集成电路可以是一个ic，也可以是多个ic的集合；该芯片可以包括但不限于以下种类：gpu(graphics processing unit，图形处理器)、cpu(central processing unit，中央处理器)、fpga(field programmable gate array，可编程逻辑阵列)、dsp(digital signal processor，数字信号处理器)、asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)、soc(system on chip，soc，片上系统或系统级芯片)等。
43.本公开还提供一种车灯，包括如上描述的车灯保护电路。
44.本公开还提供一种车辆，包括如上描述的车灯。
45.参阅图3，图3是一示例性实施例示出的一种车辆600的功能框图示意图。车辆600可以被配置为完全或部分自动驾驶模式。例如，车辆600可以通过感知系统620获取其周围的环境信息，并基于对周边环境信息的分析得到自动驾驶策略以实现完全自动驾驶，或者将分析结果呈现给用户以实现部分自动驾驶。
46.车辆600可包括各种子系统，例如，信息娱乐系统610、感知系统620、决策控制系统630、驱动系统640以及计算平台650。可选的，车辆600可包括更多或更少的子系统，并且每个子系统都可包括多个部件。另外，车辆600的每个子系统和部件可以通过有线或者无线的方式实现互连。
47.在一些实施例中，信息娱乐系统610可以包括通信系统611，娱乐系统612以及导航系统613。
48.通信系统611可以包括无线通信系统，无线通信系统可以直接地或者经由通信网络来与一个或多个设备无线通信。例如，无线通信系统可使用3g蜂窝通信，例如cdma、evd0、gsm/gprs，或者4g蜂窝通信，例如lte。或者5g蜂窝通信。无线通信系统可利用wifi与无线局域网(wireless local area network，wlan)通信。在一些实施例中，无线通信系统可利用红外链路、蓝牙或zigbee与设备直接通信。其他无线协议，例如各种车辆通信系统，例如，无线通信系统可包括一个或多个专用短程通信(dedicated short range communications，dsrc)设备，这些设备可包括车辆和/或路边台站之间的公共和/或私有数据通信。
49.娱乐系统612可以包括显示设备，麦克风和音响，用户可以基于娱乐系统在车内收听广播，播放音乐；或者将手机和车辆联通，在显示设备上实现手机的投屏，显示设备可以为触控式，用户可以通过触摸屏幕进行操作。
50.在一些情况下，可以通过麦克风获取用户的语音信号，并依据对用户的语音信号的分析实现用户对车辆600的某些控制，例如调节车内温度等。在另一些情况下，可以通过音响向用户播放音乐。
51.导航系统613可以包括由地图供应商所提供的地图服务，从而为车辆600提供行驶路线的导航，导航系统613可以和车辆的全球定位系统621、惯性测量单元622配合使用。地图供应商所提供的地图服务可以为二维地图，也可以是高精地图。
52.感知系统620可包括感测关于车辆600周边的环境的信息的若干种传感器。例如，感知系统620可包括全球定位系统621(全球定位系统可以是gps系统，也可以是北斗系统或者其他定位系统)、惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)622、激光雷达623、毫米波雷达624、超声雷达625以及摄像装置626。感知系统620还可包括被监视车辆600的内部系统的传感器(例如，车内空气质量监测器、燃油量表、机油温度表等)。来自这些传感器中的一个或多个的传感器数据可用于检测对象及其相应特性(位置、形状、方向、速度等)。这种检测和识别是车辆600的安全操作的关键功能。
53.全球定位系统621用于估计车辆600的地理位置。
54.惯性测量单元622用于基于惯性加速度来感测车辆600的位姿变化。在一些实施例中，惯性测量单元622可以是加速度计和陀螺仪的组合。
55.激光雷达623利用激光来感测车辆600所位于的环境中的物体。在一些实施例中，激光雷达623可包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器，以及其他系统组件。
56.毫米波雷达624利用无线电信号来感测车辆600的周边环境内的物体。在一些实施例中，除了感测物体以外，毫米波雷达624还可用于感测物体的速度和/或前进方向。
57.超声雷达625可以利用超声波信号来感测车辆600周围的物体。
58.摄像装置626用于捕捉车辆600的周边环境的图像信息。摄像装置626可以包括单目相机、双目相机、结构光相机以及全景相机等，摄像装置626获取的图像信息可以包括静态图像，也可以包括视频流信息。
59.决策控制系统630包括基于感知系统620所获取的信息进行分析决策的计算系统631，决策控制系统630还包括对车辆600的动力系统进行控制的整车控制器632，以及用于控制车辆600的转向系统633、油门634和制动系统635。
60.计算系统631可以操作来处理和分析由感知系统620所获取的各种信息以便识别车辆600周边环境中的目标、物体和/或特征。目标可以包括行人或者动物，物体和/或特征可包括交通信号、道路边界和障碍物。计算系统631可使用物体识别算法、运动中恢复结构(structure from motion，sfm)算法、视频跟踪等技术。在一些实施例中，计算系统631可以用于为环境绘制地图、跟踪物体、估计物体的速度等等。计算系统631可以将所获取的各种信息进行分析并得出对车辆的控制策略。
61.整车控制器632可以用于对车辆的动力电池和引擎641进行协调控制，以提升车辆600的动力性能。
62.转向系统633可操作来调整车辆600的前进方向。例如在一个实施例中可以为方向盘系统。
63.油门634用于控制引擎641的操作速度并进而控制车辆600的速度。
64.制动系统635用于控制车辆600减速。制动系统635可使用摩擦力来减慢车轮644。在一些实施例中，制动系统635可将车轮644的动能转换为电流。制动系统635也可采取其他形式来减慢车轮644转速从而控制车辆600的速度。
65.驱动系统640可包括为车辆600提供动力运动的组件。在一个实施例中，驱动系统640可包括引擎641、能量源642、传动系统643和车轮644。引擎641可以是内燃机、电动机、空气压缩引擎或其他类型的引擎组合，例如汽油发动机和电动机组成的混动引擎，内燃引擎和空气压缩引擎组成的混动引擎。引擎641将能量源642转换成机械能量。
66.能量源642的示例包括汽油、柴油、其他基于石油的燃料、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和其他电力来源。能量源642也可以为车辆600的其他系统提供能量。
67.传动系统643可以将来自引擎641的机械动力传送到车轮644。传动系统643可包括变速箱、差速器和驱动轴。在一个实施例中，传动系统643还可以包括其他器件，比如离合器。其中，驱动轴可包括可耦合到一个或多个车轮644的一个或多个轴。
68.车辆600的部分或所有功能受计算平台650控制。计算平台650可包括至少一个处理器651，处理器651可以执行存储在例如存储器652这样的非暂态计算机可读介质中的指令653。在一些实施例中，计算平台650还可以是采用分布式方式控制车辆600的个体组件或子系统的多个计算设备。
69.处理器651可以是任何常规的处理器，诸如商业可获得的cpu。可替换地，处理器651还可以包括诸如图像处理器(graphic process unit，gpu)，现场可编程门阵列
(fieldprogrammable gate array，fpga)、片上系统(sysem on chip，soc)、专用集成芯片(application specific integrated circuit，asic)或它们的组合。尽管图3功能性地图示了处理器、存储器、和在相同块中的计算机的其它元件，但是本领域的普通技术人员应该理解该处理器、计算机、或存储器实际上可以包括可以或者可以不存储在相同的物理外壳内的多个处理器、计算机、或存储器。例如，存储器可以是硬盘驱动器或位于不同于计算机的外壳内的其它存储介质。因此，对处理器或计算机的引用将被理解为包括对可以或者可以不并行操作的处理器或计算机或存储器的集合的引用。不同于使用单一的处理器来执行此处所描述的步骤，诸如转向组件和减速组件的一些组件每个都可以具有其自己的处理器，处理器只执行与特定于组件的功能相关的计算。
70.在本公开实施方式中，处理器651可以执行上述的过压保护电路的过压保护方法。
71.在此处所描述的各个方面中，处理器651可以位于远离该车辆并且与该车辆进行无线通信。在其它方面中，此处所描述的过程中的一些在布置于车辆内的处理器上执行而其它则由远程处理器执行，包括采取执行单一操纵的必要步骤。
72.在一些实施例中，存储器652可包含指令653(例如，程序逻辑)，指令653可被处理器651执行来执行车辆600的各种功能。存储器652也可包含额外的指令，包括向信息娱乐系统610、感知系统620、决策控制系统630、驱动系统640中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
73.除了指令653以外，存储器652还可存储数据，例如道路地图、路线信息，车辆的位置、方向、速度以及其它这样的车辆数据，以及其他信息。这种信息可在车辆600在自主、半自主和/或手动模式中操作期间被车辆600和计算平台650使用。
74.计算平台650可基于从各种子系统(例如，驱动系统640、感知系统620和决策控制系统630)接收的输入来控制车辆600的功能。例如，计算平台650可利用来自决策控制系统630的输入以便控制转向系统633来避免由感知系统620检测到的障碍物。在一些实施例中，计算平台650可操作来对车辆600及其子系统的许多方面提供控制。
75.可选地，上述这些组件中的一个或多个可与车辆600分开安装或关联。例如，存储器652可以部分或完全地与车辆600分开存在。上述组件可以按有线和/或无线方式来通信地耦合在一起。
76.可选地，上述组件只是一个示例，实际应用中，上述各个模块中的组件有可能根据实际需要增添或者删除，图3不应理解为对本公开实施例的限制。
77.在道路行进的自动驾驶汽车，如上面的车辆600，可以识别其周围环境内的物体以确定对当前速度的调整。物体可以是其它车辆、交通控制设备、或者其它类型的物体。在一些示例中，可以独立地考虑每个识别的物体，并且基于物体的各自的特性，诸如它的当前速度、加速度、与车辆的间距等，可以用来确定自动驾驶汽车所要调整的速度。
78.可选地，车辆600或者与车辆600相关联的感知和计算设备(例如计算系统631、计算平台650)可以基于所识别的物体的特性和周围环境的状态(例如，交通、雨、道路上的冰、等等)来预测识别的物体的行为。可选地，每一个所识别的物体都依赖于彼此的行为，因此还可以将所识别的所有物体全部一起考虑来预测单个识别的物体的行为。车辆600能够基于预测的识别的物体的行为来调整它的速度。换句话说，自动驾驶汽车能够基于所预测的物体的行为来确定车辆将需要调整到(例如，加速、减速、或者停止)何种稳定状态。在这个
过程中，也可以考虑其它因素来确定车辆600的速度，诸如，车辆600在行驶的道路中的横向位置、道路的曲率、静态和动态物体的接近度等等。
79.除了提供调整自动驾驶汽车的速度的指令之外，计算设备还可以提供修改车辆600的转向角的指令，以使得自动驾驶汽车遵循给定的轨迹和/或维持与自动驾驶汽车附近的物体(例如，道路上的相邻车道中的车辆)的安全横向和纵向距离。
80.上述车辆600可以为各种类型的行驶工具，例如，轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、娱乐车、火车等等，本公开实施例不做特别的限定。
81.本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
82.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。