葛付存,陳艷玲
(鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 電子工程系,江蘇 鹽城 224051)
隨著人類(lèi)生活水平的不斷提高,對(duì)于汽車(chē)這種方便、快捷的交通工具的需求量日漸增長(zhǎng),需求的品質(zhì)與功能也日漸提高。汽車(chē)前燈作為汽車(chē)的重要組成部分,時(shí)刻關(guān)系駕駛員的安全行駛,因此其控制電路的設(shè)計(jì),在實(shí)現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)的精細(xì)化,在技術(shù)使用和智能化方面,需要達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。
在汽車(chē)的發(fā)展進(jìn)程中,LED 照明應(yīng)用的增長(zhǎng)速度可見(jiàn)一斑,這就導(dǎo)致對(duì)LED 照明的集成電路的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜化,而且出現(xiàn)更加細(xì)致的性能方面的需求。在要求提供恒定電流的同時(shí),亮度也要保持一致,與汽車(chē)復(fù)雜的電器特性也要具有高度的兼容性,工作起來(lái)能夠具有持續(xù)性與高效性。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)許多大電流的LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
為了能夠有效地利用到LED 的長(zhǎng)壽命優(yōu)勢(shì),一個(gè)合理的驅(qū)動(dòng)電路必不可少。當(dāng)然這些驅(qū)動(dòng)電路和設(shè)計(jì)必須巧妙、經(jīng)濟(jì),而且要使用更小的空間。
表1 就給出了LED 的照明設(shè)計(jì)參數(shù)。
人們通常所謂的第四代汽車(chē)光源即LED,LED車(chē)燈除了一次性投入較高這個(gè)缺點(diǎn)外,其高品質(zhì)、高品位等特點(diǎn),是普通的白熾燈所無(wú)法企及的。另外,汽車(chē)LED 燈飾品,也是目前國(guó)內(nèi)外非常流行的車(chē)用飾品,作為一種非常新潮的汽車(chē)裝飾產(chǎn)品,其獨(dú)特的安全性、裝飾性、實(shí)用性,也是吸引大眾眼球的亮點(diǎn)。
在汽車(chē)前照燈的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,要實(shí)現(xiàn)近光與遠(yuǎn)光的控制,通過(guò)控制LED 的亮度,就可以實(shí)現(xiàn),如果要實(shí)現(xiàn)照射光束不同的偏轉(zhuǎn)角度與照明距離,則可以通過(guò)配合LED 陣列,便于適應(yīng)不同的復(fù)雜路況信息。
LED 的電流,會(huì)隨著輸入的電壓值進(jìn)行波動(dòng),當(dāng)然也可以通過(guò)調(diào)光的方式使流過(guò)LED 的電流值不發(fā)生變化。與傳統(tǒng)的大體積散熱片裝置相比,LED 的亮度調(diào)節(jié),可以方便地應(yīng)用在熱調(diào)節(jié)功能上。
圖1 電感式升壓驅(qū)動(dòng)器原理示意圖
一般情況下,外部的SET 電阻、PWM調(diào)節(jié)及線性調(diào)節(jié)等技術(shù),都可以用于控制LED 的亮度。其中,SET電阻的方式,一般用于LED 驅(qū)動(dòng)器的外部,這種方法靈活性較差,不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。線性調(diào)節(jié)是一種動(dòng)態(tài)控制LED 亮度的技術(shù),可是LED 的效率會(huì)隨之降低,而且LED 的顏色會(huì)由白光LED 變?yōu)辄S色光譜的色彩。因此,相比之下,PWM調(diào)節(jié)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì),由于LED 的工作環(huán)境是一個(gè)不變的電流值,因此想要控制LED 亮度,則可以施加一個(gè)PWM 信號(hào),在不改變LED 燈顏色的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 亮度的控制。
硬件電路的設(shè)計(jì)采用LIN 標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)定義了一種低成本的串行通訊系統(tǒng)。LIN 是對(duì)現(xiàn)存的控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)協(xié)議的補(bǔ)充。LIN 標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)多網(wǎng)絡(luò)組合的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)有成本效益的車(chē)內(nèi)開(kāi)關(guān)、制動(dòng)器應(yīng)用和智能傳感器的通訊網(wǎng)絡(luò)。
總節(jié)點(diǎn)發(fā)出的控制信號(hào),可以通過(guò)LIN 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制與處理,而且可以對(duì)前車(chē)燈控制電路狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
如圖2 所示,為汽車(chē)前燈控制電路圖,該電路是由LTC3783,電感L1,MOSFET 管M1、M2,續(xù)流二極管D9,輸出電容C4 大功率LED 串,檢測(cè)電阻R9 組成的。
圖2 前照燈電路圖
芯片F(xiàn)REQ 引腳外接電阻的大小,可以改變,從而決定芯片的高頻控制信號(hào)頻率f,脈沖信號(hào)由GATE 引腳輸出,其峰值為7V。MOSFET 管由M1GATE 引腳驅(qū)動(dòng),用于控制功率MOSFET 管M1 的接通和斷開(kāi),引起流過(guò)電感L1 電流的變化,產(chǎn)生一個(gè)壓降,其與輸入電壓的和為輸出電壓。
一個(gè)與PWMIN 引腳相同的PWM 控制脈沖信號(hào),會(huì)由PWMOUT 引腳輸出,從而驅(qū)動(dòng)MOSFET 管M2,LED 串電流的占空比,是由PWM 脈沖的占空比來(lái)決定的,從而實(shí)現(xiàn)控制LED 串的亮度這個(gè)功能。
檢測(cè)電阻R9 反饋的電壓信號(hào)傳送到FBN 引腳,當(dāng)變化時(shí),輸出電流也會(huì)變化,通過(guò)調(diào)整電路的占空比,保持能夠輸入恒定的電流。
在未來(lái)5年內(nèi),我國(guó)LED 車(chē)燈將會(huì)快飛速發(fā)展。為了消除汽車(chē)夜間行車(chē)安全事故,本文通過(guò)比較研究法,設(shè)計(jì)了一種新的汽車(chē)前燈控制電路。該設(shè)計(jì)綜合考慮了各項(xiàng)技術(shù)因素,克服了此前設(shè)計(jì)中的技術(shù)壁壘和缺陷。
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