長期用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的發(fā)光二極管(LED)最近被用于汽車照明,現(xiàn)在它們在量產(chǎn)車中提供信號功能、日間行車燈和內(nèi)部照明。隨著這種照明技術(shù)的上路,制造商繼續(xù)研究應(yīng)用它的新方法,利用LED大燈和尾燈提供的造型可能性。
紅色LED現(xiàn)在廣泛用于尾燈。成本仍然是一個問題,但安全性、環(huán)境友好性和造型靈活性等因素對LED有利。最受歡迎的應(yīng)用之一是中央剎車燈。這種設(shè)計理念展示了一種將相同的LED陣列用于尾燈和剎車燈的方法。
LED的亮度由一個簡單的開關(guān)控制,允許在行駛時提供昏暗的照明,在制動時提供明亮的照明??驁D如圖1所示,包括AD8240 LED驅(qū)動器/監(jiān)視器、PNP調(diào)整管和PWM發(fā)生器。AD8240提供恒定電壓以驅(qū)動LED燈。它還提供經(jīng)濟(jì)高效的 LED 燈監(jiān)控和短路保護(hù)。當(dāng)電池在 12.5 V 和 27 V 之間時,輸出調(diào)節(jié)為 12 V。
圖2顯示了PWM發(fā)生器,它由兩個555定時器組成。PWM 信號控制 LED 亮度。VO當(dāng) PWM 輸入為高電平時打開,在輸入低電平時關(guān)閉。AD8240設(shè)計工作頻率高達(dá)500 Hz,典型占空比為5%至95%。
AD8240采用低功耗工作原理,采用小型封裝,提供低成本解決方案。內(nèi)部電流檢測放大器測量外部分流器兩端的電壓,當(dāng)測得的電流降至預(yù)設(shè)閾值以下時檢測開路LED。當(dāng)電流達(dá)到由外部分流器的值設(shè)定的水平時,通過閉鎖輸出電壓來提供輸出電流限制。當(dāng)檢測放大器輸出超過5 V時,內(nèi)部比較器使驅(qū)動器鎖斷輸出電壓。鎖存器在下一個PWM周期內(nèi)復(fù)位。過流情況也可以通過測量檢測放大器輸出來檢測。
通過消除開關(guān)設(shè)計所需的電感器,進(jìn)一步降低了成本;并且不需要開關(guān)驅(qū)動器,因為LED燈的工作功率比白熾燈低得多。LED的開啟和關(guān)閉取決于CMOS兼容PWM引腳(AD8240引腳3)上的數(shù)字電壓。該電壓可以是連續(xù)的,用于簡單的開/關(guān)控制,也可以是PWM用于調(diào)光控制。PWM 頻率應(yīng)小于 500 Hz,占空比為 5% 至 100%。典型值為跑步時為 5%,制動時為 95%。在圖2中,PWM頻率由R1/ 12和 C1計時器 A 的數(shù)量1.脈沖周期為:
T = 0.693 (R1+ 2 R2) C1
與 R1= 49.9 kΩ, R2= 10 kΩ 和 C1= 0.1 μF,周期為 4.84 ms,或約 206 Hz。
定時器 A2將信號轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制信號,占空比由R確定3/ 14/ 15和 C2.脈沖寬度由以下因素決定:
脈沖寬度 = 1.1 RC2
其中 R 等于 R5、R的并聯(lián)電阻3和 R5,或 R 的并聯(lián)電阻4和 R5,具體取決于開關(guān)位置。與 R3= 2.37 kΩ, R4= 45.7 kΩ, R5= 42.4 kΩ 和 C2= 0.1 μF,當(dāng)開關(guān)處于位置1時,占空比為5%,當(dāng)開關(guān)處于位置2時占空比為50%,當(dāng)開關(guān)處于OFF位置時占空比為95%。
請注意,LED的亮度隨著占空比的增加而增加。當(dāng)施加制動時,占空比為95%,LED陣列處于最大亮度。正常工作期間,占空比為 5%,LED 陣列變暗。在這兩種操作中使用單個 LED 陣列可降低成本。
如果發(fā)生短路或過載情況,Vsense(引腳1)上的電壓降至零,輸出關(guān)斷。這將在下一個PWM周期內(nèi)復(fù)位。如果這種情況持續(xù)存在,AD8240將嘗試將輸出驅(qū)動至12 V,在每個PWM周期后關(guān)斷并重新啟動。
該電路提供了一種使用恒定電壓的方法,僅用兩根電線(電源和接地)驅(qū)動和監(jiān)控LED。在許多情況下,當(dāng)使用機(jī)箱或共享接地回路時,這可以減少到一根電線。目前,這些燈由車身控制ECU(電子控制單元)控制和驅(qū)動。通過這種恒壓架構(gòu),LED的控制和驅(qū)動功能可以保留在ECU中,只需進(jìn)行最少的設(shè)計修改。
審核編輯:郭婷
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