改良迟滞控制算法 提供LED电流高精度

现在，欧洲法律规定机动车辆必须配备日间行车灯。 自 2011 年 2 月起新制造的小汽车和 2012 年 8  月起新制造的商用车辆强制安装日间行车灯。  既然现在法律规定车辆上需要安装日间行车灯，如此便为小汽车和厢式车设计人员提供了许多机会，从而在多个方面改进驾驶体验和各自的品牌形象。

这些改进的关键在于改用了发光二极管 (LED) 固态技术。 由于核心工艺的量子效应得到改进，现在可以稳定获得汽车所需的可靠性水平及高亮度 LED。

LED 灯比传统的白炽灯具有更高的能效。 据测算，在传统车辆中相比传统灯泡，低功耗的日间行车 LED 灯每 1000 公里能节省两升汽油。 此外，它们还可增加插电式混合动力和电动车的有效范围。

LED 日间行车灯的另一大优势是元器件可靠性更高。 LED 的有效使用寿命在十年以上，这意味着在车辆使用寿命期间无需进行更换。 由于对更换空间的要求并不如白炽灯那样重要，这也为制造商在造型和设计方面提供了更大的灵活性。

此外，相比白炽灯而言，LED 所需空间更小，可将日间行车灯放置在各种位置 —— 这些均有助进一步提升汽车制造商的品牌形象。 例如，设计师可以利用与制造商徽标相呼应的 LED 灯串形态，或者根据车辆轮廓设计更具美感的形状。

日间行车 LED 灯能够更好地应对驾驶条件的变化。例如，在雾天时会增加输出，在停车时会降低亮度。 因此，有效控制 LED 灯串的调光是对电源控制器的关键要求。 但这并不是唯一的要求。

无论是日间行车灯，还是夜间行车灯，汽车环境都对 LED 前大灯的设计有着诸多影响。 在这些设计中，所有用到的元器件均需要根据  AECQ100 和 TS16949 等行业标准进行研发并达到相关要求。  它们必须能在较广的温度范围内工作，远远超出了面向消费者的应用要求。其中的关键零件，温度范围需达到 +125°C。  由于前端电子控制单元相距较近，低电磁干扰显得尤为重要。

LED 电源和控制电路需要达到特定的电气要求。 即使在机动车的正常工作条件下，电源电压的范围也可达到 9 - 16 V。在从亚北极到热带的广泛温度条件范围中行车时，这一电压足以为电池充电。 然而，实际电压很容易超出这些限值。

从意外的反向电池连接、到应急启动条件下 12 V  电池电压的翻番、再到导致负载突降的故障，输入电压都可能会发生较大的变化。例如，当电池因为电缆松动而从交流发电机断开时，就可能发生负载突降故障。  此时，交流发电机会尝试为断开连接的电池充电，继而形成瞬时电压峰值。

即使采用集中式负载突降钳位电路，元器件也需要能处理最高 60 V 的输入电压。在汽车的电气系统中，虽然通常都内置有保护机制，但仍需要有保护电路，对过压、欠压、过流、短路和超温等条件提供保护。

除了这些故障条件外，随着发动机启停技术的引入，对能效设计亦更加关注，这意味着需要注意更加广泛的工作电源范围。  在车辆重新发动，准备从静止位置开动时，发动机对电流的大量需求会将电池电压拉低到 9 V 以下，通常会低至 6 V。LED  驱动器所面临的挑战就是要提供适当调节的输出电压和 LED 电流，确保 LED 亮度即使在承受 30 V 或更高的电压峰值时也不会改变。

单一的稳压器拓扑不足以应对 LED 控制器的应用范围。 在大多数时间内，LED 电路需要用作升压稳压器，为更长的 LED 灯串提供更高的电压，但在电源电压升高时，该电路需要临时切换到降压工作状态，提供较低的电压。 对于低电压 LED 链，需要降压配置。 Diodes 的 ZXLD1371 可以在降压、升压或升降压模式下工作，避免了汽车设计师为不同的布局配置使用不同的 LED 控制器。 升降压模式能够有效地响应在驱动 LED 灯串时所需的电源电压变化。 400 kHz 的开关频率则可提供高效的电压调节。

更改检测电阻器等支持元件的排列结构，可在控制器不同的功率控制模式之间实现切换。 Diodes 网站提供了计算器辅助设计软件，可提供全自动的元器件方案，进而加速开发和原型设计。

该器件采用了改良的迟滞控制算法，可在三种模式下提供较高的电流精度。 电流精度对确保 LED 在电源电压变化下以及在不同的 LED  阵列之间提供一致的色彩和输出水平至关重要。 其设计可确保偏差不超过 5 %，并在车辆正面的两个或更多个前向灯阵列之间实现出色的视觉匹配。  该器件支持板载的脉冲宽度调制 (PWM) 调光模块，可在 1000:1 的比率下控制 LED  灯串的亮度，能够在行车能见度降低时增加输出，在停车时将亮度降至非常低的水平。

ZXLD1371 可在 5 V 到 60 V 电源范围下工作，能够满足满电池电压和交流发电机电压的支持要求，包括负载突降等情况。 该控制器将在最高 +125°C 的温度下工作，并配有 LED 灯串热保护回路，可确保在高温条件下不会受到过多的电流应力。

集成的故障报告功能有效集成了其余的车辆电子元件。 两个引脚用于进行故障诊断。 标志引脚发出故障信号；另一个多级状态引脚则提供有关故障性质的进一步信息，如超温。

此类集成 LED 控制器不仅可降低整个车辆设计范围所需的库存，还可消减板载元器件的数量，节省电路板空间，并简化制造。 ZXLD1371  依照 AECQ100 和 TS16949 标准制造，能够轻松集成到全新的汽车设计中，从而确保制造商将 LED 日间行车灯的优势发挥到极致。

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