Контроллер сигналов заднего хода и сигналов торможения

24.03.2024 |

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

  1. В настоящее время в автомобильной электронике для формирования сигнальных огней вместо ламп накаливания начинают применять светодиодные лампы.
  2. Для управления режимами работы этих ламп используются ИМС специализирован­ных контроллеров и ШИМ-генераторов.
  3. Контроллер управления такими свето­диодными лампами может быть реализован на базе ИМС AD