得de益yi於yu未wei來lai車che輛liang的de新xin技ji術shu，天tian窗chuang和he汽qi車che車che窗chuang貼tie膜mo現xian已yi成cheng為wei汽qi車che的de可ke編bian程cheng功gong能neng。在zai開kai關guan的de轉zhuan動dong處chu，您nin現xian在zai可ke阻zu擋dang通tong過guo汽qi車che天tian窗chuang的de光guang線xian或huo在zai夜ye間jian駕jia駛shi時shi欣xin賞shang飄piao渺miao的de星xing空kong。

 

一家名為Research Frontiers的製造商使用SPD-SmartGlass技術創造了電子玻璃貼膜。該技術通過在玻璃、塑料

、丙烯酸或化學強化玻璃膜中調準納米顆粒。這種玻璃可阻擋熱量、陽光、紫外線和噪音。SPD-SmartGlass通過改變施加在玻璃上的電壓幅度，可即時、精確地控製進入車輛的光線水平。

 

為驅動這種動態玻璃，需要高壓AC信號快速定向阻光納米顆粒。

 

智zhi能neng天tian窗chuang設she計ji為wei車che內nei乘cheng客ke提ti供gong了le大da量liang優you勢shi。在zai貼tie膜mo狀zhuang態tai下xia
，它ta可ke減jian少shao熱re量liang傳chuan遞di並bing防fang止zhi眩xuan光guang，在zai貼tie膜mo和he透tou明ming狀zhuang態tai下xia，它ta可ke減jian少shao紫zi外wai線xian和he紅hong外wai線xian。控kong製zhi貼tie膜mo著zhe色se水shui平ping允yun許xu用yong戶hu針zhen對dui身shen邊bian的de環huan境jing調tiao整zheng這zhe些xie條tiao件jian。

 

產生必要的高壓AC信號以控製汽車中的貼膜著色水平具有挑戰性，因為汽車沒有易獲得的AC電壓源。相反，需要使用將汽車電池的DC電壓轉換為AC電壓的功率逆變器電路來產生AC電壓信號。

 

德州儀器的汽車SPD-SmartGlass驅動器參考設計 展示了一種將DC轉換為AC電源的方法。該設計中的兩個核心組件是：

 

● 升壓轉換器

，用於將低壓汽車電池DC轉換為高壓DC。

●  全橋驅動器
，用於將DC信號轉換為AC信號。

 

自此，方波、正弦波或其他周期波形可為玻璃提供功率。

 

 圖1所示為參考設計的框圖，而圖2所示為如何在這些中間步驟中控製電壓以產生正弦波。

 

控製智能天窗著色水平

 

玻璃貼膜著色水平與驅動波形的幅度直接相關。如圖3所示
，以正弦速率不斷改變占空比會產生正弦波。濾波後，這會產生純正弦波輸出。可進一步調整脈衝寬度調製（PWM）占空比
，以控製該正弦波的幅度。 

 

另一個幅度控製選項是調整提供給全橋的電壓。驅動橋本身的正弦波PWM永遠無需調整
，且縮放提供電橋的電壓將導致正弦振幅的必要變化。這是參考設計中使用的方法。 

 

為了驅動FET並最終驅動SmartGlass
，兩個半橋柵極驅動器 (UCC27712-Q1) 為全橋配置。由於其互鎖和死區時間功能


，UCC27712-Q1用於此應用
，以確保高側和低側FET不會同時導通。

 

控製高壓DC/DC壓的反饋管腳管理全橋的電源。通過使用連接到LM5155-Q1升壓轉換器的FB管腳的入電阻，直流電壓（由圖3中的節點VDAC表示）可控製LM5155-Q1輸出電壓，從而增加或降低升壓電壓。

 

圖 3：用於電壓輸出操作的入電阻

 

VDAC電壓通過使用電阻-電容（RC）濾波器和緩衝器對來自微控製器的PWM信號進行濾波而產生，從而創建PWM數模轉換器（DAC）。圖4說明了不同的PWM占空比和RC緩衝電路如何產生不同的DC電壓電平，以用於熔絲盒入電路。

 

圖4：PWM DAC信號鏈

 

產生高壓直流信號

 

參考設計的另一個獨特功能是連接到升壓轉換器的電荷泵電壓三倍器，如圖5所示。電荷泵使升壓轉換器的電壓輸出增加三倍，以便能夠生成200V電源
，而無需大型且昂貴的變壓器基電源電路。

 

圖 5：電荷泵電壓三倍器

 

這種產生200V電壓的方法的一個優點是圖5中的開關金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）Q2隻需對底部輸出電容C16上的電壓進行額定。這使您可在設計中使用成本更低、額定電壓更低的組件
，而非大於200 V的元件。

 

隨著MOSFET的功率和電壓額定值增加，柵極和漏極電容也會增加。當試圖以2 MHz的頻率控製MOSFET時，這些電容會導致壓擺率和上升時間問題
，因此較低的電壓要求可更容易找到具有適當輸入和輸出電容的MOSFET。

 

電荷泵還減少了開關節點上的應力。為從約10 V升至約200 V，開關節點需要極高的占空比，從而留下極小的關斷時間，並給升壓轉換器帶來很大應力。由於電荷泵將轉換器的電壓降低三分之一（以三倍於輸出電流為代價），因此占空比和關斷時間要求顯著降低。 

 

結論

智能天窗可提高駕駛室的舒適度，提供更佳、更舒適的駕駛體驗。我們的電子產品創新可助您加快將此項新技術作為未來智能駕駛的重要組成部分的過程。