隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來(lái)各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?lèi)。雖然現(xiàn)在依法必須在車(chē)輛上安裝日行燈，但日行燈為汽車(chē)與箱型車(chē)設(shè)計(jì)人員提供許多機(jī)會(huì)，在多方面提升駕駛體驗(yàn)及其品牌形象。

上述提升的關(guān)鍵在于改用發(fā)光二極管(LED)的固態(tài)技術(shù)。由于提升核心制程的量子效率，因此現(xiàn)在可輕松獲得汽車(chē)用途所需可靠性的高亮度LED。以LED為基礎(chǔ)的燈具提供比傳統(tǒng)白熾燈泡更高的能源效率。根據(jù)估計(jì)，相較于傳統(tǒng)燈泡，LED日行燈較低的功耗可為傳統(tǒng)車(chē)輛每行駛1000公里節(jié)省2公升汽油，還能提升插電式油電混合車(chē)與電動(dòng)車(chē)的有效行駛距離。

LED日行燈選項(xiàng)的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)是其組件具有更高的可靠性。LED超過(guò)10年有效使用壽命的耐久性，意味著在車(chē)輛使用壽命期間可能皆無(wú)需更換。如此使得制造商在風(fēng)格與設(shè)計(jì)上擁有更大的自由度，因?yàn)楦鼡Q時(shí)的可及性不像白熾燈泡那么重要。此外，LED所需的空間比燈泡小，因此日行燈可安裝于更多不同的位置，這一切皆可大幅強(qiáng)化汽車(chē)制造商的品牌形象。例如，設(shè)計(jì)人員可使用LED燈條呈現(xiàn)可象征制造商標(biāo)志的形狀，或者依循車(chē)輛的輪廓以打造更具有美感的形狀。

圖1.LED日行燈可提供獨(dú)特的造型選項(xiàng)

LED日行燈對(duì)于駕駛情況的變化可做出更好的反應(yīng)，例如，在起霧時(shí)可提高輸出，或者可降低亮度以作為停車(chē)燈使用。因此，LED燈條的有效調(diào)光控制是電源控制器的關(guān)鍵需求，但這并非唯一需求。

汽車(chē)環(huán)境會(huì)對(duì)日間與夜間行駛用的LED頭燈設(shè)計(jì)帶來(lái)一些無(wú)法預(yù)期的結(jié)果。用于這些設(shè)計(jì)中使用的組件，在開(kāi)發(fā)時(shí)皆必須符合產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的明確要求，例如AECQ100與TS16949，還必須在超過(guò)消費(fèi)性應(yīng)用所要求的寬廣溫度范圍內(nèi)運(yùn)作，對(duì)于駕駛具有關(guān)鍵性的零件最高可達(dá)到+125°C。由于前端部分電子控制單元相互接近，因此低電磁干擾很重要。

LED電源與控制電路的需求有特定的電氣要求。即使在汽車(chē)正常運(yùn)作狀態(tài)下，供應(yīng)電壓的范圍也會(huì)涵蓋9V至16V。如此即可在從亞熱帶到熱帶的各種溫度范圍條件下，為電池進(jìn)行充電。但是實(shí)際電壓很容易超出上述限制。輸入電壓可從意外反向連接電池延伸到跨接啟動(dòng)情況下12V電池電壓的兩倍，導(dǎo)致負(fù)載突降而發(fā)生故障，例如纜線運(yùn)作時(shí)稍有松動(dòng)而發(fā)生暫時(shí)性的電池與發(fā)電機(jī)斷開(kāi)連接時(shí)。結(jié)果將發(fā)生瞬態(tài)電壓突波，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)嘗試為未連接的電池進(jìn)行充電。即使使用集中式負(fù)載突降箝位電路，組件也必須能夠處理高達(dá)60V的輸入電壓。雖然汽車(chē)電氣系統(tǒng)內(nèi)部通常設(shè)有保護(hù)機(jī)制，但仍需要保護(hù)電路以因應(yīng)過(guò)電壓、欠壓、過(guò)電流、短路及過(guò)熱等情況。

除了上述故障情況之外，引進(jìn)引擎怠速熄火技術(shù)的重點(diǎn)在于節(jié)能設(shè)計(jì)，意味著必須注重更廣大的作業(yè)電壓范圍。當(dāng)車(chē)輛重新發(fā)動(dòng)并準(zhǔn)備從靜止位置前進(jìn)時(shí)，來(lái)自引擎的大量電流需求會(huì)使電池電壓低于9V，通常最低會(huì)低至6V。LED驅(qū)動(dòng)器面對(duì)的挑戰(zhàn)是提供調(diào)節(jié)良好的輸出電壓與LED電流，即使遭遇30V或更高的電壓突波時(shí)，LED產(chǎn)生的光線也不會(huì)改變。

單一調(diào)節(jié)器拓?fù)洳蛔阋蕴幚鞮ED控制器必須處理的條件范圍。在許多時(shí)候，電路必須做為升壓調(diào)節(jié)器以提供更長(zhǎng)的LED燈條所需的較高電壓，但這將需要暫時(shí)切換至降壓運(yùn)作，當(dāng)供應(yīng)電壓增加時(shí)，產(chǎn)生的電壓會(huì)比電源電壓低。對(duì)于低電壓的LED鏈，將需要降壓配置。為避免汽車(chē)設(shè)計(jì)人員需使用不同的LED控制器進(jìn)行不同的布局配置，Diodes 的ZXLD1371Q提供可在降壓、升壓或降壓升壓模式中運(yùn)作的能力。降壓升壓模式可有效因應(yīng)隨著驅(qū)動(dòng)LED燈條所需電壓而震蕩的電源變化。400kHz的切換頻率可提供高效率的電壓調(diào)節(jié)。

圖2.ZXLD1371QLED驅(qū)動(dòng)控制器的功能方塊圖

變更感測(cè)電阻等支持組件的配置可在不同的功率控制模式之間切換控制器。為協(xié)助設(shè)計(jì)，Diodes網(wǎng)站上的計(jì)算器應(yīng)用程序提供全自動(dòng)化的組件選擇，以加快開(kāi)發(fā)與原型設(shè)計(jì)的速度。

該裝置采用修改后的遲滯控制算法，以在任何三種模式下提供高電流精度。對(duì)于確保LED驅(qū)動(dòng)可在供應(yīng)電壓變化及LED數(shù)組之間提供一致的色彩與輸出位準(zhǔn)而言，電流精度極為重要。此設(shè)計(jì)確保不超過(guò)5%的偏差，使車(chē)輛前方兩個(gè)或更多的前向燈具數(shù)組可達(dá)到優(yōu)異的視覺(jué)匹配。車(chē)載支持脈沖寬度調(diào)變(PWM)調(diào)光，使其能夠控制LED燈條的亮度超過(guò)1000:1的比例，可在駕駛能見(jiàn)度不佳時(shí)支持高輸出，并在停車(chē)時(shí)將亮度降至非常低。

由于可在5V至60V電源范圍內(nèi)運(yùn)作，ZXLD1371Q可符合全電池與發(fā)電機(jī)電壓支持的要求，包括負(fù)載突降等情況?？刂破鲗⒃诟哌_(dá)+125°C的溫度下運(yùn)作，并包括LED燈條的熱保護(hù)回路，以確保在高溫條件下不會(huì)承受過(guò)大的電流應(yīng)力。整合故障報(bào)告為車(chē)輛電子設(shè)備的其余部分提供有效的整合。兩個(gè)腳位用于故障診斷。旗標(biāo)腳位可發(fā)出故障訊號(hào);另一個(gè)腳位是多層級(jí)狀態(tài)引腳，可提供有關(guān)故障性質(zhì)的進(jìn)一步信息，例如過(guò)熱。整合LED控制器的可用性不僅可減少各種車(chē)輛設(shè)計(jì)中所需的庫(kù)存，還可減少車(chē)載組件的數(shù)量，節(jié)省電路板空間并簡(jiǎn)化制造。

由于ZXLD1371Q符合AECQ100與TS16949標(biāo)準(zhǔn)，因此可輕松整合至新的汽車(chē)設(shè)計(jì)中，為制造商提供以LED為基礎(chǔ)的日行燈優(yōu)勢(shì)。雖然LED在生活中處處可見(jiàn)，但是LED也還有一些不足需要我們的設(shè)計(jì)人員擁有更加專(zhuān)業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能設(shè)計(jì)出更加符合生活所需的產(chǎn)品。