電動(dòng)防眩目后視鏡方案原理詳解

在新一代汽車(chē)外部后視鏡中，內(nèi)置功能的數(shù)量大幅增加：側(cè)面回復(fù)反射器或轉(zhuǎn)向燈/閃光燈、車(chē)門(mén)外部燈、除霜器、后視鏡折疊和調(diào)節(jié)等等。除這些功能外，最近又增加了電動(dòng)防眩目后視鏡控制功能：在夜里后車(chē)大燈眩光刺眼時(shí)非常需要這種防眩目的后視鏡。電動(dòng)防眩目后視鏡能夠自動(dòng)變暗，避免反射光照射駕駛員的雙眼。

電動(dòng)防眩目 (EC)鏡是一種阻容等效負(fù)載：控制EC鏡需要一個(gè)復(fù)雜的控制策略。EC鏡在透明與顏色最深之間的電壓是0V到1.2V；在顏色開(kāi)始變深時(shí)，最大電流在150-250 mA之間。如果使用一個(gè)傳統(tǒng)的線(xiàn)性控制器，從12V電瓶電壓降到1.2V防眩目鏡電壓，將會(huì)損耗太多的電能（大約12-1.2V*0.15A=1.62W）；考慮到電磁控制(EMC) 問(wèn)題，不推薦使用開(kāi)關(guān)式控制器。因此，最初嵌入在汽車(chē)電子元器件內(nèi)的EC控制電路是基于一個(gè)與EC鏡并聯(lián)的并聯(lián)控制器（如圖1所示）。

在這個(gè)拓?fù)渲校⒙?lián)控制器用一個(gè)N溝道MOSFET T2作為功率輸出，一個(gè)6位數(shù)模轉(zhuǎn)換器為并聯(lián)控制器設(shè)定不同的精確的參考電壓，一個(gè)外部微控制器控制這個(gè)6位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。后一個(gè)解決方案的最大功耗是1.2V*0.15= 0.18W。電阻 R1決定EC鏡面顏色變深所消耗的最大電流。在鏡面最大透明度時(shí)，控制電壓為0V，這表示沒(méi)有電流進(jìn)入飽和的并聯(lián)控制器，在這種工作情況下，T1完全關(guān)斷電流。在內(nèi)部只有MOSFET T2和并聯(lián)電阻器消耗控制EC鏡所需的功率，主要功耗來(lái)自外部元器件。并聯(lián)電阻器的額定功率必須很高（在高電瓶電壓時(shí)，功耗大約2W），而且還必須是一個(gè)精確的電阻器（低公差），因?yàn)榭刂艵C鏡需要精確的電流。顯然，這個(gè)元器件對(duì)后視鏡電子控制模塊的成本和體積影響很大。此外，新一代EC鏡需要“快速放電”的性能，只有這樣才能保證鏡面亮度立即變強(qiáng)。綜上所述，必須采用另一種拓?fù)洌拍軆?yōu)化防眩目后視鏡的控制機(jī)制，在中級(jí)汽車(chē)上推廣應(yīng)用EC控制。

過(guò)去，在市場(chǎng)上有幾款車(chē)門(mén)負(fù)載執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)單元。這些元器件的特點(diǎn)是一個(gè)可擴(kuò)展的執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)概念，即這些元器件的軟件和封裝相互兼容，能滿(mǎn)足車(chē)門(mén)電子模塊衍生設(shè)計(jì)的重復(fù)性要求。這些驅(qū)動(dòng)元器件支持所有的正常的車(chē)門(mén)區(qū)負(fù)載，如車(chē)門(mén)鎖電機(jī)、后視鏡調(diào)節(jié)、折疊、加熱器（除霜器）以及從白熾燈到LED的各種照明功能。最近市場(chǎng)又出現(xiàn)了用單一元器件驅(qū)動(dòng)所有車(chē)門(mén)負(fù)載的解決方案，這種元器件可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)在車(chē)門(mén)上安裝的系統(tǒng)所需的全部主要信號(hào)，提供了一個(gè)改進(jìn)的電動(dòng)防眩目后視鏡控制方法。例如，意法半導(dǎo)體的L99DZ70XP一體化驅(qū)動(dòng)芯片消除了通常在車(chē)門(mén)內(nèi)部多個(gè)位置安裝分立驅(qū)動(dòng)器的要求，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)緊湊的一體化的車(chē)門(mén)區(qū)控制，而且提高了安裝簡(jiǎn)易性和長(zhǎng)期可靠性。 L99DZ70XP還為一個(gè)驅(qū)動(dòng)EC元器件的小的外部MOSFET提供控制信號(hào)（如圖2所示）。這個(gè)架構(gòu)可以節(jié)省空間和成本，還支持閉環(huán)電流控制，從而提高可靠性。

連接在ECV引腳上的電動(dòng)防眩目元器件的電壓被控制在目標(biāo)電壓值內(nèi)（0..1.2V），電壓值用六個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)位設(shè)定?？刂骗h(huán)路由一個(gè)片上差分放大器和一個(gè)外部MOS源隨器組成，源隨器的柵級(jí)連接ECDR引腳，驅(qū)動(dòng)ECV引腳上的EC鏡電壓。OUT10引腳為外部MOS晶體管的漏極供電。芯片上放置一個(gè)從ECV引腳（陽(yáng)極）到ECDR引腳（陰極）的二極管，以保護(hù)外部MOS源隨器。為提高閉環(huán)穩(wěn)定性，在ECDR引腳上增加了一個(gè)至少5 nF的外部電容器。

目標(biāo)電壓采用二進(jìn)制編碼，電壓全程范圍1.5V。如果內(nèi)部控制寄存器的某一個(gè)位被置“1”，則最大控制器輸出電壓被限制到1.2V，無(wú)需修改相關(guān)控制位的分辨率。當(dāng)把目標(biāo)電壓設(shè)置到0V且ECVLS驅(qū)動(dòng)器被設(shè)置成通態(tài)時(shí)，一個(gè)1.6Ω的下橋臂開(kāi)關(guān)將ECV引腳上的電壓拉到地線(xiàn)電壓（快速放電）。該芯片還有對(duì)EC單元的‘過(guò)高’和‘過(guò)低’電壓控制：這兩個(gè)功能有助于檢測(cè)EC單元的異常電壓特性。電壓控制環(huán)路和診斷功能的狀態(tài)信息通過(guò)SPI接口傳送給微控制器。

與最初的EC控制拓?fù)湎啾?，新拓?fù)渲挥幸粋€(gè)元器件（車(chē)門(mén)區(qū)元器件的外面）消耗控制鏡面所需的功率。因?yàn)槭冀K工作在線(xiàn)性區(qū)，導(dǎo)通電阻不是一個(gè)重要的參數(shù)，所以這個(gè)元器件的成本不高。那個(gè)小MOSFET必須選擇封裝能夠處理目標(biāo)功耗的產(chǎn)品。ST推薦使用STD18NF03L：一款BVdss 為30V的50mΩ MOSFET。該產(chǎn)品采用人們耳聞能詳?shù)纳钍芷?chē)環(huán)境歡迎的DPAK封裝。