Електронні компоненти і системи 
В статье рассмотрены особенности управления светодиодными стоп-сигналами и задними огнями автомобиля.
Ч. Тран
Светодиоды, уже широко применяемые в бытовой электронике, в настоящее время начинают использоваться и в автомобилях для организации сигнальных огней различного назначения и для освещения салона. Разработчики используют преимущества светодиодов при их применении в качестве сигнальных огней современных автомобилей. Красные светодиоды уже сейчас находят широкое применение в сигнальных лампах заднего хода. Несмотря на более высокую стоимость светодиодных ламп в сравнении с лампами накаливания, они имеют ряд преимуществ, которые позволят им в ближайшем будущем вытеснить лампы накаливания из автомобильной промышленности. К таким преимуществам относятся высокая надежность, малый вес и удобство применения. В настоящей публикации рассматривается возможность использования одних и тех же светодиодных ламп для формирования сигналов торможения и огней заднего хода.
Рис. 1. Функциональная схема контроллера управления автомобильными стоп-сигналами и задними огнями
Яркостью такой светодиодной лампы управляет специальный контроллер, который обеспечивает свет максимальной яркости при торможении и ослабляет яркость света во время движения автомобиля. Функциональная схема этого контроллера приведена на рис. 1 и содержит ИМС драйвера/монитора светодиодов типа AD8240, мощный pnp-транзистор FZT951 для задания тока через сигнальную лампу и генератор ШИМ-сигналов. Драйвер AD8240 формирует постоянное напряжение для управления светодиодной лампой, кроме того, он обеспечивает мониторинг режимов работы этой лампы, а также защиту от КЗ. Стабилизированное выходное напряжение драйвера поддерживается на уровне 12 В при напряжении на батарее от 12.5 до 27 В. На рис. 2 приведена функциональная схема ШИМ-генератора, который содержит два таймера типа 555. ШИМ-сигналы обеспечивают управление яркостью светодиодов. Выходное напряжение VO (см. рис. 1) включено, если выходной сигнал ШИМ-генератора имеет высокий уровень, и выключено при низком уровне этого сигнала. Максимальная частота сигнала управления драйвера 500 Гц, дежурный цикл от 5 до 95%.
Встроенный усилитель драйвера преобразует напряжение на внешнем шунте, обеспечивая слежение за током, протекающим через светодиоды. Если величина этого тока превысит заданное значение, выходное напряжение VO отключается. Так, если величина напряжения Vsense превысит 5 В, компаратор отключит выходное напряжение VO. Отключение этого напряжения произойдет на следующем рабочем цикле ШИМ-генератора, при этом функция мониторинга тока через светодиоды сохраняется во всех рабочих циклах ШИМ-генератора.
Светодиодная лампа включается или выключается в зависимости от уровня цифрового сигнала на выходе ШИМ-генератора (вывод 3 AD8240). Как уже было отмечено, рабочий цикл ШИМ-генератора составляет 5% для поддержания слабого свечения светодиодной лампы (когда автомобиль находится в движении) и 95% для обеспечения максимальной яркости светодиодной лампы (в режиме торможения автомобиля).
Частота ШИМ-генератора регулируется резисторами R1, R2 и емкостью C1. Период следования импульсов Т определяется выражением:
Т= 0.693 (R1+2 R2) C1.
Если R1=49.9 кОм, R2=10 кОм и C1=0.1 мкФ, то Т=4.84 мс. Частота следования импульсов в этом случае равняется 206 Гц. Таймер А2 преобразует сигналы с выхода таймера А1 в ШИМ-сигналы, параметры которых задаются резисторами R3, R4, R5 и емкостью C2. Длительность импульсов ШИМ-сигналов определяется выражением:
т =1.1 RC 2,
где величина сопротивления R зависит от положения переключателя (см. рис. 2).
Рис. 2. Функциональная схема ШИМ-генератора
При R3=2.37 кОм, R4=45.7 кОм, R5=42.4 кОм, C2=0.1 мкФ рабочий цикл составляет 5%, если ключ находится в положении 1; 50%, если ключ находится в положении 2; 95%, если ключ находится в положении 3.
Если в цепи управления светодиодными лампами произошло КЗ или возникла перегрузка, напряжение на входе Vsense падает до нуля и драйвер переходит в режим покоя.
Драйвер управляет светодиодными лампами по двухпроводной линии. В случае заземленного шасси для управления может быть использована однопроводная линия.
ВЫВОДЫ
- В настоящее время в автомобильной электронике для формирования сигнальных огней вместо ламп накаливания начинают применять светодиодные лампы.
- Для управления режимами работы этих ламп используются ИМС специализированных контроллеров и ШИМ-генераторов.
- Контроллер управления такими светодиодными лампами может быть реализован на базе ИМС AD
