基于HR6P62單片機(jī)控制的汽車HID 燈控制系統(tǒng)

　　汽車HID氙氣燈與傳統(tǒng)鹵素燈不同，它是一種高壓放電燈。它的發(fā)光原理是利用正負(fù)電刺激氙氣與稀有金屬化學(xué)反應(yīng)發(fā)光，因此燈管內(nèi)有一顆小小的玻璃球，這其中就灌滿了氙氣并放置了少許稀有金屬。只要用電流去刺激它們進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，兩者就會(huì)發(fā)出高達(dá)4000K～12000K色溫度的光芒。它采用一個(gè)特制的觸發(fā)器，利用汽車電池12V電壓產(chǎn)生23000V以上的觸發(fā)電壓使燈啟動(dòng)。啟動(dòng)0.8秒時(shí)的亮度是額定亮度的20％，達(dá)到鹵素?zé)舻牧炼?，同時(shí)，大燈將在4秒以內(nèi)達(dá)到額定亮度的80％以上。在燈穩(wěn)定后鎮(zhèn)流器向燈提供約80V供電電壓保持燈以恒定功率運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　氙金屬鹵化物燈的工作過(guò)程很復(fù)雜，需要高壓。根據(jù)汽車應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)氙金屬鹵化物燈在啟動(dòng)過(guò)程和穩(wěn)定工作期間的光輸出特性都有許多嚴(yán)格的要求，需要有安定器進(jìn)行控制與鎮(zhèn)流。因此近年來(lái)在高級(jí)車種中，已開(kāi)始使用安定器驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度氣體放電燈作為汽車頭燈的光源。

　　氙金屬鹵化物燈在啟動(dòng)時(shí)需要將近23kV以上的高電壓脈沖，啟動(dòng)后為了使燈管穩(wěn)定發(fā)光，在點(diǎn)火瞬間，必須要有一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷汗┙o燈管續(xù)流。為了滿足燈在啟動(dòng)與穩(wěn)態(tài)時(shí)的不同要求，目前—般的車燈用安定器的基本電路結(jié)構(gòu)包含四個(gè)部分，如圖1所示。

　　(1)直流升壓電路：由于目前汽車所使用的電源一般均為12V鉛蓄電池。而燈管穩(wěn)態(tài)電壓約為85V，因此必須經(jīng)過(guò)一級(jí)升壓電路將電池電壓升高。通常采用反激變換器Fly-bake Converter作為升壓電路，以提供燈穩(wěn)態(tài)工作所需的電壓與啟動(dòng)電路所需的高壓。

　　(2)高壓?jiǎn)?dòng)電路：由于點(diǎn)亮燈需要高壓脈沖才能使燈管擊穿并開(kāi)始放電，因此需要高壓?jiǎn)?dòng)電路。啟動(dòng)電路可以采取一級(jí)或兩級(jí)升壓的方式來(lái)產(chǎn)生至少23kV以上的高壓脈沖。

　　(3)直流／交流變換電路：由于直流升壓電路的輸出為直流電，必須使用逆變電路將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)闊艄茳c(diǎn)亮后所需的交流方波電流。逆變電路一般都采用全橋逆變器。全橋逆變電路提供低頻交流方波電流給燈管，以避免諧振的發(fā)生。

　　(4)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路：燈管啟動(dòng)時(shí)控制啟動(dòng)電路，燈管點(diǎn)亮后，檢測(cè)是否有過(guò)壓、短路現(xiàn)象發(fā)生。通過(guò)檢測(cè)燈電壓與燈電流的的信號(hào)，來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路，使燈管能穩(wěn)定工作。

三、海爾HR6P62單片機(jī)特性

　　上海海爾集成電路有限公司是目前國(guó)內(nèi)第一家專業(yè)從事MCU設(shè)計(jì)研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。研發(fā)的通用型及專用型8位微控制器芯片，具有高抗干擾、高可靠性的特點(diǎn)，能幫助客戶提高系統(tǒng)性能，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，減少系統(tǒng)總成本以及縮短產(chǎn)品面市時(shí)間。公司HR6P系列MCU采用48條精簡(jiǎn)指令集高性能架構(gòu)設(shè)計(jì)，具有豐富的外圍接口電路和良好的代碼保護(hù)機(jī)制，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家電、電表、汽車電子、工業(yè)控制系統(tǒng)。在HID安定器應(yīng)用中，海爾推薦客戶選用HR6P62單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

　　HR6P62單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：

　　◆高性能的RISC CPU結(jié)構(gòu)，高速OTP CMOS工藝，僅48條精簡(jiǎn)指令

　　◆除部分程序跳躍指令需要兩個(gè)指令周期外，其余都只需要一個(gè)指令周期

　　◆工作速度：DC-20MHz指令周期：最小為200ns，一個(gè)指令有4個(gè)時(shí)鐘周期

　　◆支持8級(jí)硬件堆棧結(jié)構(gòu)

　　◆直接、間接和相對(duì)尋址三種方式

　　◆程序存儲(chǔ)器為2k×16位的OTP；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為224字節(jié)

　　◆內(nèi)嵌上電復(fù)位電路、掉電復(fù)位電路，支持硬件看門狗