一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统，涉及汽车室内灯照明领域。它包括控制模块、调光调色模块、驱动模块和光源模块，调光调色模块、驱动模块和光源模块集成在一块基板上；控制模块集成在该基板上或安装在车内合适位置；控制模块通过有线或无线方式发送控制信号给调光调色模块；调光调色模块中的MCU根据控制信息调用存储的灰度值发送给驱动模块；驱动模块根据灰度值驱动电路发出相应脉冲宽度给光源模块；光源模块根据脉冲宽度输出对应的三基色亮度，从而发出所需要色温的光。本发明专利技术采用RGB LED作为汽车室内灯光源，既实现亮度调节，也能实现大范围连续色温调控，理论上可以匹配出任意色温的光，同时节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统
本专利技术涉及汽车室内灯照明领域，尤其是一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统。
技术介绍
随着社会的发展人们生活水平的提高，传统的汽车室内灯照明已经不能满足人们的需要，人们对光的品质也有了更高的要求。色温作为照明品质好坏的一个重要指标，色温的变化可以营造不同的氛围。研究表明，光源色温对人体昼夜规律和环境温度变化时的体温调节和热平衡都起到一定的作用，对人体的中枢神经系统的功能也有明显的影响。然而，现在汽车室内灯中基本都是单一色温的光源，可任意调节色温的光源还很少见。目前常规汽车室内灯色温调节的方法是采用两个调光电源驱动高低两种色温的白光LED阵列，通过调节两种LED的驱动电流比例实现色温调节。该方法只能实现色温调节，无法独立调光，电源可靠性较低，而且需要多颗LED，成本高。随着半导体光源的发展，PWM调光可以很好地与数字控制技术结合，在照明领域具有很大的优势，改变驱动LED的PWM占空比，其色品坐标基本不发生改变，而光通量与占空比近似成正比例函数关系，即只要调节各基色的光通量，就可以产生任意色温的白光，而且发光效率高。
技术实现思路
为解决目前常规汽车室内灯色温调节方法存在的上述问题，本专利技术提供一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统，采用RGBLED作为汽车室内灯光源，既实现亮度调节，也能实现大范围连续色温调控，理论上可以匹配出任意色温的光，同时节约了成本。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统，它包括控制模块、调光调色模块、驱动模块和光源模块，调光调色模块、驱动模块和光源模块集成在一块基板上；控制模块集成在该基板上或安装在车内合适位置；控制模块与调光调色模块通过有线或无线方式相连；调光调色模块分别与驱动模块和光源模块相连；控制模块通过有线或无线方式发送控制信号给调光调色模块；调光调色模块中的MCU根据控制信息调用存储的灰度值发送给驱动模块；驱动模块根据灰度值驱动电路发出相应脉冲宽度给光源模块；光源模块根据脉冲宽度输出对应的三基色亮度，从而发出所需要色温的光。进一步地，控制模块和调光调色模块均采用按钮开关型或触摸开关型或无线遥控型。进一步地，调光调色模块、驱动模块和光源模块集成在同一双面布线的基板上，该基板的材料采用硅基或铝，提高光源的散热效果，延长光源寿命。进一步地，光源模块包含RGBLED光源，代替单色光源可以实现连续的色温亮度调控。进一步地，驱动模块包含恒流三极管，对光源模块中的RGBLED光源进行恒流驱动，减少电流浮动，提高电流的稳定性，延长光源寿命。进一步地，三基色灰度值的获取方法为：根据色谱图中的黑体轨迹上相应色温及光源红、绿、蓝的色坐标，计算出所需红、绿、蓝三基色的亮度比例，再以相应的灰度调制方式将三基色的亮度比例转换为灰度值，并将其存储在MCU中。进一步地，三基色灰度值的获取方法，具体包括以下步骤：步骤一，获取红、绿、蓝三基色的色坐标分别为(xr,yr,zr)、(xg,yg,zg)、(xb,yb,zb)；设目标混合色的色坐标为(xh,yh)，设目标混合色的亮度值为Lh；步骤二，将已知的三基色的色坐标(xr,yr),(xg,yg),(xb,yb)和所设的混合色的色坐标(xh,yh)和亮度值Lh，代入如下公式(1)中，得出所需色温的各基色亮度值Lr,Lg,Lb：步骤三，对各基色亮度值Lr,Lg,Lb进行归一化处理，并乘以如下总亮度百分比M：得到最终的三基色灰度值。进一步地，将每一路光源分成0-255个亮度等级。有益效果：1.本专利技术增加了调光调色模块，实现LED型光源可调光调色，并且调光调色模块可灵活设计为开关型调色调光(按钮开关、触控开关等)或无线遥控型(蓝牙、WiFi)调色调光等多种形式。2.本专利技术提出一种大范围连续色温调控的实现方法，理论上可以匹配出任意色温的光，同时实现过程中节省了大量的测试工作和时间。附图说明图1是本专利技术的实现汽车室内灯调光调色的控制系统的原理框图；图2是本专利技术一实施例的实现汽车室内灯调光调色的控制系统的电路图；图中：1-控制模块、2-调光调色模块、3-驱动模块、4-光源模块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本实施例提出一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统，如图1所示，它包括控制模块1、调光调色模块2、驱动模块3和光源模块4，调光调色模块2、驱动模块3和光源模块4集成在一块基板上；控制模块1可集成在基板上，也可根据实际情况装在车内合适位置；控制模块1与调光调色模块2通过有线或无线方式相连；调光调色模块2分别与驱动模块3和光源模块4相连。控制模块1通过有线或无线方式发送控制信号给调光调色模块2。控制模块1可灵活设计为开关型调色调光(按钮开关、触控开关等)或无线遥控型(蓝牙、WiFi)调色调光等。如图2所示，控制模块1设计为触摸面板21，采用电容感应技术，触摸芯片采用CYPRESS公司的CY4000系列产品，用来实现触摸算法及逻辑控制功能。在触摸面板21上设计有“亮度调节”和“色温调节”两个滑条，两个滑条有左右方向，分别用“L”和“R”标识，手指在滑条上向“R”方向移动为增加亮度或者色温，手指在滑条上向“L”方向移动为减少亮度或者色温。通过对“亮度调节”和“色温调节”两个滑条的操作可以实现在一定亮度下不同色温的调节。触摸面板21通过软板连接器22给调光调色模块2的MCU传递触摸控制信号来控制室内灯。触摸面板21在做PCB时应减小GND敷铜面积，使用网格状信号敷铜，增加信号接触面积，既能满足灵敏度的要求，又能提高抗电磁干扰的能力。调光调色模块2主要通过MCU接收控制模块1发送过的控制信息，根据控制信息调用存储的灰度值发送给驱动模块3。如图2所示，调光调色模块2由MCU及其外设电路组成，MCU选用赛普拉斯公司CY8C4014SXS-421为主控芯片23，其接收触摸面板21的触摸控制信号，经过内部算法处理，输出控制信号经LED驱动电路25控制RGBLED光源26。驱动模块3根据灰度值驱动电路发出相应脉冲宽度给光源模块4。如图2所示，驱动模块3包括LDO24和LED驱动电路25，LDO24选用NCV78L05A为主控芯片，为CY8C4014SXS-421主控芯片23提供5V驱动电压，LED驱动电路25由多个恒流三极管构成，对RGBLED光源26恒流驱动，使其稳定正常工作。光源模块4根据脉冲宽度进行调光调色。如图2所示，光源模块4由RGBLED光源26及其外设电路组成，可以根据脉冲宽度进行发光。本实施例还提出一种新的获得三基色灰度值的方法，在调光调色模块2，改变驱动LED的PWM占空比，其色坐标基本不发生改变，而光通量与占空比近似成正比，因此获得了三基色的灰度值并将其存储在MCU中，驱动模块3根据灰度值输出相应的脉冲宽度，光源模块4根据脉冲宽度输出对应的三基色亮度，从而发出所需要色温的光，实现调光调色功能。具体获得各基色灰度值的方法如下：(1)若根据RGBLED芯片数据手册上光谱图中的黑体轨迹上获取红、绿、蓝三基色的色坐标分别为(xr,yr,zr)、(xg,yg,zg)、(xb,yb,zb)，三基色光源的亮度分别为Lr,Lg,Lb，目标混合光源色温的色坐标为(xh,yh,zh)，公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统，它包括控制模块(1)、驱动模块(3)和光源模块(4)，其特征在于，它还包括调光调色模块(2)，所述调光调色模块(2)、所述驱动模块(3)和所述光源模块(4)集成在一块基板上；所述控制模块(1)集成在该基板上或安装在车内合适位置；所述控制模块(1)与所述调光调色模块(2)通过有线或无线方式相连；所述调光调色模块(2)分别与所述驱动模块(3)和所述光源模块(4)相连；所述控制模块(1)通过有线或无线方式发送控制信号给所述调光调色模块(2)；所述调光调色模块(2)中的MCU根据控制信息调用存储的灰度值发送给所述驱动模块(3)；所述驱动模块(3)根据灰度值驱动电路发出相应脉冲宽度给所述光源模块(4)；所述光源模块(4)根据脉冲宽度输出对应的三基色亮度，从而发出所需要色温的光。

【技术特征摘要】
1.一种实现汽车室内灯调光调色的控制系统，它包括控制模块(1)、驱动模块(3)和光源模块(4)，其特征在于，它还包括调光调色模块(2)，所述调光调色模块(2)、所述驱动模块(3)和所述光源模块(4)集成在一块基板上；所述控制模块(1)集成在该基板上或安装在车内合适位置；所述控制模块(1)与所述调光调色模块(2)通过有线或无线方式相连；所述调光调色模块(2)分别与所述驱动模块(3)和所述光源模块(4)相连；所述控制模块(1)通过有线或无线方式发送控制信号给所述调光调色模块(2)；所述调光调色模块(2)中的MCU根据控制信息调用存储的灰度值发送给所述驱动模块(3)；所述驱动模块(3)根据灰度值驱动电路发出相应脉冲宽度给所述光源模块(4)；所述光源模块(4)根据脉冲宽度输出对应的三基色亮度，从而发出所需要色温的光。2.根据权利要求1的实现汽车室内灯调光调色的控制系统，其特征在于，所述控制模块(1)和所述调光调色模块(2)均采用按钮开关型或触摸开关型或无线遥控型。3.根据权利要求1的实现汽车室内灯调光调色的控制系统，其特征在于，所述调光调色模块(2)、所述驱动模块(3)和所述光源模块(4)集成在同一双面布线的基板上，该基板的材料采用硅基或铝。4.根据权利要求1的实现汽车室内灯调光调色的控制系统，其特征在于，所述光源模块(4)包含RGB...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪朋朋，任康成，顾海全，董锋格，
申请(专利权)人：常州星宇车灯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32