夜间驾驶时 ， 您可能很少会想到汽车的前大灯和尾灯 ， 而我对这些照明系统中的很多设计元素却非常着迷：
 
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碗和玻璃特性
 
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 。
 
鉴于灯光设计中涉及的众多学科 ， 最终产品的开发过程也便自然而然地会有很多的设计选择 。 今天 ， 我想谈谈其中的LED灯 。
 
LED灯
 
和家用照明一样 ， 汽车的外部照明之前也多采用白炽灯 。 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所示为驱动LED前大灯和尾灯的电子元件的框图 。
 

文章插图

 
图1：驱动汽车照明LED的典型架构的框图 。
 
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信号的占空比控制由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 。
【驱动汽车照明LED的典型架构及设计技巧】 
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 。
 

文章插图

 
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 。
 
我相信您会一定会问：这种方法有效吗？答案是肯定的！汽车照明的精密PWM调光LED驱动器参考设计中包含有相关的设计细节和测试结果 。
 
希望我为汽车照明设计师又提供了一个有用的技巧 。 我相信 ， 采用反馈来改善占空比精度的这个方法比其它方法更加简单 ， 成本优势也更高 。 现在 ， 尝试一下吧 ， 不要忘了给我提供反馈！