解析汽车LED灯调光的因素

问

夜间驾驶时，看到汽车的前大灯和尾灯，你会因为什么而对它着迷？

答

车身造型师设计出令人赞叹的前大灯和尾灯轮廓和外形，激发消费者的购买欲望

政府监管机构关注光束的形状和亮度

系统架构师决定光源和功能

光学工程师开发了反光镜和玻璃特性

机械工程师选择材料并设计光源的物理结构

电气工程师设计电路为光源供电并与车载电子设备通讯

LED灯

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旧的车灯多采用氙气灯，而随着发光二极管（LED）灯在家庭中的使用日益普遍，它在汽车市场也逐渐受到追捧。LED汽车尾灯和刹车灯便是一个例证。设计人员经常使用一组共享的LED串作为这两种车灯的光源。当驾驶员刹车时，刹车灯变亮，而尾灯则变暗。这一功能是设计人员通过驱动LED光源的电子设备中的调光功能实现的。

图1：驱动汽车照明LED的典型架构的框图

调光因素

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汽车LED前大灯和尾灯系统调光中的一些关键考虑因素包括： 

带PWM的LED驱动器：如图1所示，LED驱动器，即向LED提供电流的电子电路，从定时器电路接收脉宽调制（PWM）信号。该PWM信号的占空比控制LED驱动器驱动的平均电流，而平均电流又控制LED光源的亮度。因此，当驾驶员刹车时，来自LED的光变亮，而仅提示周围车辆和行人时，则光被调暗。电子设计工程师通常使用TI的555定时器集成电路（IC）生成PWM信号，该定时器集成电路（IC）广泛用于汽车、工业和其它很多行业。

占空比精度：基于555定时器的PWM信号的缺点是占空比的精度不足。影响占空比的555定时器IC参数在不同的IC上会各不相同；这意味着即使设计中的每个组件值都相同，一个555 IC定时器产生的占空比与另一个555 IC产生的占空比也可能会不同。而在汽车中，这就意味着左右两侧的尾灯亮度可能不同。解决这个问题的方法之一，是用以晶体为时钟源的微控制器代替555 IC，从而生成精确的占空比PWM信号。但是，这个解决方案需要使用更多的昂贵部件和更复杂的软件编程。另一种方法是在制造过程中校准尾灯的亮度。但是，这种方法要求电子设备支持校准，因而所需的生产时间更长，也会提高整体的产品成本。

反馈：第三种可能性是使用反馈。图2描述了这一方法。原理很简单：将PWM占空比与精确参考值进行比较，然后相应地调整定时器的电路输出。这种方法操作简单而且成本效益较高。

图2：框图中添加了反馈，用于提高TI 555定时器电路生成的PWM信号的精度