汽车前灯控制电路的仿真设计研究

葛付存，陈艳玲

（盐城生物工程高等职业技术学校 电子工程系，江苏 盐城 224051）

随着人类生活水平的不断提高，对于汽车这种方便、快捷的交通工具的需求量日渐增长，需求的品质与功能也日渐提高。汽车前灯作为汽车的重要组成部分，时刻关系驾驶员的安全行驶，因此其控制电路的设计，在实现基本功能的基础上，设计的精细化，在技术使用和智能化方面，需要达到更高的标准。

1 采用LED 灯

在汽车的发展进程中，LED 照明应用的增长速度可见一斑，这就导致对LED 照明的集成电路的设计更加复杂化，而且出现更加细致的性能方面的需求。在要求提供恒定电流的同时，亮度也要保持一致，与汽车复杂的电器特性也要具有高度的兼容性，工作起来能够具有持续性与高效性。目前市面上已经出现许多大电流的LED 驱动电路设计产品。

为了能够有效地利用到LED 的长寿命优势，一个合理的驱动电路必不可少。当然这些驱动电路和设计必须巧妙、经济，而且要使用更小的空间。

表1 就给出了LED 的照明设计参数。

人们通常所谓的第四代汽车光源即LED，LED车灯除了一次性投入较高这个缺点外，其高品质、高品位等特点，是普通的白炽灯所无法企及的。另外，汽车LED 灯饰品，也是目前国内外非常流行的车用饰品，作为一种非常新潮的汽车装饰产品，其独特的安全性、装饰性、实用性，也是吸引大众眼球的亮点。

2 调光方式

在汽车前照灯的设计系统中，要实现近光与远光的控制，通过控制LED 的亮度，就可以实现，如果要实现照射光束不同的偏转角度与照明距离，则可以通过配合LED 阵列，便于适应不同的复杂路况信息。

LED 的电流，会随着输入的电压值进行波动，当然也可以通过调光的方式使流过LED 的电流值不发生变化。与传统的大体积散热片装置相比，LED 的亮度调节，可以方便地应用在热调节功能上。

图1 电感式升压驱动器原理示意图

一般情况下，外部的SET 电阻、PWM调节及线性调节等技术，都可以用于控制LED 的亮度。其中，SET电阻的方式，一般用于LED 驱动器的外部，这种方法灵活性较差，不能进行动态调节。线性调节是一种动态控制LED 亮度的技术，可是LED 的效率会随之降低，而且LED 的颜色会由白光LED 变为黄色光谱的色彩。因此，相比之下，PWM调节技术具有显著的优势，由于LED 的工作环境是一个不变的电流值，因此想要控制LED 亮度，则可以施加一个PWM 信号，在不改变LED 灯颜色的同时，实现对LED 亮度的控制。

3 硬件电路的设计

硬件电路的设计采用LIN 标准，该标准定义了一种低成本的串行通讯系统。LIN 是对现存的控制器局域网络（CAN）协议的补充。LIN 标准通过对多网络组合的应用，实现有成本效益的车内开关、制动器应用和智能传感器的通讯网络。

总节点发出的控制信号，可以通过LIN 节点进行控制与处理，而且可以对前车灯控制电路状态进行监测。

如图2 所示，为汽车前灯控制电路图，该电路是由LTC3783，电感L1，MOSFET 管M1、M2，续流二极管D9，输出电容C4 大功率LED 串，检测电阻R9 组成的。

图2 前照灯电路图

芯片FREQ 引脚外接电阻的大小，可以改变，从而决定芯片的高频控制信号频率f，脉冲信号由GATE 引脚输出，其峰值为7V。MOSFET 管由M1GATE 引脚驱动，用于控制功率MOSFET 管M1 的接通和断开，引起流过电感L1 电流的变化，产生一个压降，其与输入电压的和为输出电压。

一个与PWMIN 引脚相同的PWM 控制脉冲信号，会由PWMOUT 引脚输出，从而驱动MOSFET 管M2，LED 串电流的占空比，是由PWM 脉冲的占空比来决定的，从而实现控制LED 串的亮度这个功能。

检测电阻R9 反馈的电压信号传送到FBN 引脚，当变化时，输出电流也会变化，通过调整电路的占空比，保持能够输入恒定的电流。

4 结束语

在未来5年内，我国LED 车灯将会快飞速发展。为了消除汽车夜间行车安全事故，本文通过比较研究法，设计了一种新的汽车前灯控制电路。该设计综合考虑了各项技术因素，克服了此前设计中的技术壁垒和缺陷。

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