汽車前燈控制電路的仿真設計研究

葛付存，陳艷玲

（鹽城生物工程高等職業(yè)技術學校 電子工程系，江蘇 鹽城 224051）

隨著人類生活水平的不斷提高，對于汽車這種方便、快捷的交通工具的需求量日漸增長，需求的品質(zhì)與功能也日漸提高。汽車前燈作為汽車的重要組成部分，時刻關系駕駛員的安全行駛，因此其控制電路的設計，在實現(xiàn)基本功能的基礎上，設計的精細化，在技術使用和智能化方面，需要達到更高的標準。

1 采用LED 燈

在汽車的發(fā)展進程中，LED 照明應用的增長速度可見一斑，這就導致對LED 照明的集成電路的設計更加復雜化，而且出現(xiàn)更加細致的性能方面的需求。在要求提供恒定電流的同時，亮度也要保持一致，與汽車復雜的電器特性也要具有高度的兼容性，工作起來能夠具有持續(xù)性與高效性。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)許多大電流的LED 驅動電路設計產(chǎn)品。

為了能夠有效地利用到LED 的長壽命優(yōu)勢，一個合理的驅動電路必不可少。當然這些驅動電路和設計必須巧妙、經(jīng)濟，而且要使用更小的空間。

表1 就給出了LED 的照明設計參數(shù)。

人們通常所謂的第四代汽車光源即LED，LED車燈除了一次性投入較高這個缺點外，其高品質(zhì)、高品位等特點，是普通的白熾燈所無法企及的。另外，汽車LED 燈飾品，也是目前國內(nèi)外非常流行的車用飾品，作為一種非常新潮的汽車裝飾產(chǎn)品，其獨特的安全性、裝飾性、實用性，也是吸引大眾眼球的亮點。

2 調(diào)光方式

在汽車前照燈的設計系統(tǒng)中，要實現(xiàn)近光與遠光的控制，通過控制LED 的亮度，就可以實現(xiàn)，如果要實現(xiàn)照射光束不同的偏轉角度與照明距離，則可以通過配合LED 陣列，便于適應不同的復雜路況信息。

LED 的電流，會隨著輸入的電壓值進行波動，當然也可以通過調(diào)光的方式使流過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)，可以方便地應用在熱調(diào)節(jié)功能上。

圖1 電感式升壓驅動器原理示意圖

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，都可以用于控制LED 的亮度。其中，SET電阻的方式，一般用于LED 驅動器的外部，這種方法靈活性較差，不能進行動態(tài)調(diào)節(jié)。線性調(diào)節(jié)是一種動態(tài)控制LED 亮度的技術，可是LED 的效率會隨之降低，而且LED 的顏色會由白光LED 變?yōu)辄S色光譜的色彩。因此，相比之下，PWM調(diào)節(jié)技術具有顯著的優(yōu)勢，由于LED 的工作環(huán)境是一個不變的電流值，因此想要控制LED 亮度，則可以施加一個PWM 信號，在不改變LED 燈顏色的同時，實現(xiàn)對LED 亮度的控制。

3 硬件電路的設計

硬件電路的設計采用LIN 標準，該標準定義了一種低成本的串行通訊系統(tǒng)。LIN 是對現(xiàn)存的控制器局域網(wǎng)絡（CAN）協(xié)議的補充。LIN 標準通過對多網(wǎng)絡組合的應用，實現(xiàn)有成本效益的車內(nèi)開關、制動器應用和智能傳感器的通訊網(wǎng)絡。

總節(jié)點發(fā)出的控制信號，可以通過LIN 節(jié)點進行控制與處理，而且可以對前車燈控制電路狀態(tài)進行監(jiān)測。

如圖2 所示，為汽車前燈控制電路圖，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頻率f，脈沖信號由GATE 引腳輸出，其峰值為7V。MOSFET 管由M1GATE 引腳驅動，用于控制功率MOSFET 管M1 的接通和斷開，引起流過電感L1 電流的變化，產(chǎn)生一個壓降，其與輸入電壓的和為輸出電壓。

一個與PWMIN 引腳相同的PWM 控制脈沖信號，會由PWMOUT 引腳輸出，從而驅動MOSFET 管M2，LED 串電流的占空比，是由PWM 脈沖的占空比來決定的，從而實現(xiàn)控制LED 串的亮度這個功能。

檢測電阻R9 反饋的電壓信號傳送到FBN 引腳，當變化時，輸出電流也會變化，通過調(diào)整電路的占空比，保持能夠輸入恒定的電流。

4 結束語

在未來5年內(nèi)，我國LED 車燈將會快飛速發(fā)展。為了消除汽車夜間行車安全事故，本文通過比較研究法，設計了一種新的汽車前燈控制電路。該設計綜合考慮了各項技術因素，克服了此前設計中的技術壁壘和缺陷。

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