前言
随着我国的国民经济快速发展,公路与高速路的保有量在不断增加,汽车也日益增多,汽车的行驶速度也越来越快,与此同时交通事故及因交通事故造成的死亡人数急剧上升,2010年我国因交通驾驶员违规操作造成交通事故,直接导致人员死亡和巨额财产损失。这些事故中因夜间会车未变光造成驾驶员炫目而发生的交通事故居多。
为对这类道路交通事故进行预防,我国道路交通安全法实施条例要求机动车夜间会车“须具对面来车150m外互闭远光灯,改用近光灯”的规定。但因多种因素这种违规操作难予以监督,所以这类事故也时常发生。从维护公众利益出发,解决汽车夜间会车安全问题,采用自动变光技术解决车辆在会车时都自动变用近光以及自动开/关前照灯功能是必要的,它能不干预对方驾驶,还能减轻驾驶员的操作负担,是对夜间道路交通事故一种有效的预防。极大的挽回了因会车未变光造成驾驶员炫目而发生的交通事故的损失。
前照灯概述
汽车前照灯简介
前照灯总成是保障汽车安全运行的重要部件之一,它分为远光和进光。前照灯的灯照距离越远,配光特性越好,汽车行驶的安全性能就越高。随着汽车技术的发展,轿车前照灯也有很大的变化。在轿车上,过去那种可装卸的自炽灯泡和白炽真空前照灯都先后被淘汰,而取而代之的卤素前照灯,几年功夫就席卷全球,成为各国轿车前照灯的主力。汽车的前照灯一般有白炽、卤素、氙气等类型,随着汽车技术的不断发展,过去那种白炽真空灯已先后被淘汰。现在汽车的前照灯以卤素灯、氙气灯为主。电光学工程师针对上述问题研制了卤素灯,这种灯就是在灯泡内的惰性气体渗入少量的碘(碘是化学元素中的卤元素),从灯丝蒸发出来的钨原子与碘原子相遇反应,生成碘化钨化合物,当碘化钨化合物一接触白热化的灯丝(温度超过1450℃),又会分解还原为钨和碘,钨又重新归队回到灯丝中去,碘则重新进入气体中。如此循环不已,灯丝几乎不会烧断,灯泡也不会发黑。所以,卤素前照灯比传统的白炽前照灯寿命更长,亮度更大。现在的卤素灯玻璃是用石英制成,又称作石英卤素灯,可以承受很高的温度。汽车前照灯电路示意图如图1所示:
图1 汽车前照灯电路示意图
汽车前照灯的分类
汽车前照灯按其结构特点可以分为:全封闭式和半封闭式前照灯。按前照灯在汽车上的安装方式又可分为:外装式、内装式和可藏式前照灯。按其形状则可分为:圆形前照灯、方形前照灯、长方形前照灯及异形前照灯。若按汽车装备前照灯的数量又可分为:两灯制前照灯系统、四灯制前照灯系统以及带有辅助前照灯的前照灯系统等。
当前汽车前照灯的种类繁多,一般常见到的前照灯有:小直径136mm 圆灯,小尺寸 160mm × 100mm 方形灯,这两种前照灯多用来组成汽车四灯制前照灯系统:大直径件 180mm 圆灯,大尺寸长方形灯及异形灯组成汽车两灯制前照灯系统。目前,汽车异形前照灯发展很快,所谓异形前照灯就是根据汽车造形的美学观点,将前照灯的外形设计成与汽车的整体造形相协调,并使汽车的风阻系数很小。还有运动型跑车为了更进一步减小前照灯部分的风阻系数,增强其照明效果,往往把前照灯设计成内隐式,白天行驶时看上去似乎没有前照灯但在夜间行驶时能自动将前照灯罩盖打开同时点亮前照灯。普通前照灯类型图如图2所示:
图2 普通前照灯类型图
单元模块设计
总体方案设计
前照灯自动变光方案
有统计表明,90%的交通事故是由于人的因素造成的,危险来源于复杂的交通状况,包括不合理信息、缺少信息以及过度紧张等。为了有效地减少盲区,避免眩光,提高夜间行车的安全性,一些著名汽车公司提出了先进前照灯系统或自适应前照系统(AFS)的概念,其特点是车辆前灯能主动调整照明光轴方向,自动适应夜间行车环境(包括迎面车辆、弯道坡度、高速公路、城市街区等情况)的变化。近年来,高亮度LED的发展很快,汽车前照系统中采用高亮度或超高亮度LED将是一种发展趋势。目前,已有1
201 m超高亮度LED的报道,8个超高亮度LED就能产生10 001 m的光强。LED光源除了显而易见的寿命长,结构坚固,功耗低等优点外,其固有的体积小,设计更灵便,反应快,控制更容易等特点,使它在汽车自适应前照系统中的应用有较大的潜在优势。
汽车电气是酸铅蓄电池供电的,典型值为12 V,但实际电压在12 V左右不断变化。如何利用电压值低且不断变化的汽车电源设计一种电流精度高,亮度可调,低功耗的驱动电路是制造LED汽车前照灯的关键技术。本文在输入电压为汽车电源电压,负载采用8颗700 mA大功率白光LED的条件下设计一种基于LTC3783芯片PWM控制LED亮度的恒流LED汽车前照灯驱动电路,输出电流稳定、精度高、电路转换效率高。由于LED本质上就是能发光的二极管,只不过门槛电压和导通压降要更大,它的动态阻抗相对较小,较小的
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