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| 圖1 轉彎指示燈驅動模組必須提供負載斷開提示功能 |
負載斷開檢測功能升級 摩托車轉向燈安全性躍升
在這種應用中，設置和控制閃光頻率不需要微控制器(MCU)，因為所有功能都整合在一顆內建功率級和邏輯級的驅動晶片內，其中功率級為負載提供電流，而邏輯級負責控制所有的工作模式(正常閃光頻率，如果其中一個主負載斷開，閃光頻率將提高一倍)。
在這種配置中，智慧驅動器晶片連接在蓄電池正極端子(VCC接腳)和轉彎指示燈機械開關之間。當串聯開關連通OUT接腳與燈泡時，驅動器開始執行50%工作週期的開關操作。供給驅動器須要連接外部低壓電容器，以穩定內部穩壓器輸出電壓，以及設置驅動器振盪頻率。
從結構上看，該解決方案毋須直接連GND。這個特殊的拓撲為設計人員提供了一個精確且可靠的解決方案，克服很多設計難題。本文將探討半導體公司如何利用產品及專利技術實現精確的負載斷開檢測功能，確保駕駛員能夠快速變換車道。
負載斷開指示 提升車燈控制安全
負載斷開指示功能的正常工作電壓應在整個電池電壓範圍9-16伏特(V)內，考慮到產品老化效應分布，燈泡電壓可能會發生變化(在±10.5%範圍內)。
舉例來說，意法半導體(ST)的VN5MB02驅動器，內部IDF電流值被設為基準電流，每當負載電流低於該基準時，該驅動器將會在下一次導通時將工作頻率提高一倍。為實現下列功能，我們必須嚴密控制IDF範圍：
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| 圖2 以2x10W+1.7W轉彎指示燈配置為例，上圖給出三個電流範圍(最小-最大) |
對於正常的開路操作，IDF範圍不應覆蓋其他兩個範圍，因此，VN5MB02的IDF總體準確度大約在±8%左右；相對於摩托車使用的自振盪系統，這樣的精確度被公認達到最新的水準。此精確度還能讓驅動器在2×10W+3W和2×10W+0.3W的負載配置中發現10W燈泡是否斷開。
當所有燈泡都正常時(圖3)，標稱閃光頻率被設為每分鐘閃光85次。正常工作條件下，驅動振盪頻率約1.44赫茲(Hz)，工作週期50%。一支10W燈泡斷開時(圖4)，閃光頻率每分鐘閃光約170次。VN5MB02內建一個數位頻率控制器，確保振盪頻率(在正常和開路條件下)獲高準確度。
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| 圖3 正常工作模式(所有標稱負載處於連接狀態) |
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| 圖4 頻率加倍模式(1支10W燈泡斷開連接) |
當一個標稱負載連至該晶片的輸出接腳時，該驅動器晶片給頻率電容器(Cfreq)充電至閾壓Vch，然後通過內部恆流輸出使其放電至閾壓Vcl，以完成頻率振盪。
該晶片的自振盪頻率由下面的關係式決定：
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……………………………………………..公式1
其中，n是內部數字計數器(等於1066)。
如果負載電流小於IDF，該晶片將在導通結束時發現負載過低，然後將振盪頻率提高一倍。
其中，Kfreq在2.15-2.30之間。
必須特別注意下面兩個參數：
各地政府法規對這兩個參數做出了明確的規定：
在機械開關閉合之後，第一個脈衝的延時通常要夠短，因為這個參數對應燈泡首次導通延時。燈泡首次導通延時delON應當很短，因為摩托車必須及時示意周圍車輛將改變行駛方向。按照摩托車燈光管理法規，首個脈衝延時值應小於100毫秒(ms)。
此時間值應夠大，只有轉彎指示燈亮夠長才能引起附近汽車駕駛員的注意，首次脈衝和隨後脈衝都應大於或等於200毫秒。
確保轉向燈正常運作 電源驅動器提供正確時序
確保轉向燈正常運作 電源驅動器提供正確時序
摩托車轉彎指示燈觸發「首次導通事件」多少次？答案很簡單：每次機械開關被推到左或右時，首次導通事件就會被觸發。圖5所示是兩個不同的變道場景，「首次導通事件」被觸發，其中tON必須取得最小和最大的延時值。
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| 圖5 兩個不同的變道場景，「首次導通事件」被觸發，其中tON必須取得最小和最大延時值 |
半導體公司的解決方案確保轉彎指示燈在上述描述的行駛條件中正常工作，每次將轉彎指示燈開關閉合後，都能提供一個正確的時序。當發生變道事件時，串聯開關斷開分為兩種情況(圖6及圖7)：
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| 圖6 轉彎指示燈已經關斷 |
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| 圖7 轉彎指示燈已經導通 |
無論是何種時序條件，在轉向前，解決方案都能確保轉彎指示燈工作正常。
VN5MB02具有外部無用電流防護或短路保護功能(軟硬短路)。當發生嚴重超載事件時，內部電流關斷功能暫時鎖定VN5MB02-E，如果超載現象消失，該元件將在下一次導通時間重新導通。
若元件結溫升高，熱限制功能可降低元件承受的熱應力；若超載持續時間超過tfault，VN5MB02-E將被暫時鎖定；超載現象消失時，該元件下次導通時重新導通。
