“来雨或来晴”- 汽车抬头显示器必须每天工作

本应用笔记讨论汽车平视显示器（HUD）。提供了一些背景信息。讨论了宽调光比的必要性，并展示了潜在的解决方案。

汽车电子竞赛正在升温。消费者期望获得最新、最好的电子产品便利性，汽车制造商越来越多地寻求电子产品来使其车型在竞争中脱颖而出。一项特殊的技术，平视显示器（HUD），在当今的汽车市场上获得了显着的吸引力。HUD车载的全球销量预计将从1年的2万辆飙升至2012年的9万辆。

HUD的工作原理是将图像（通常来自液晶显示器（LCD））投射到挡风玻璃或仪表盘上方的一块玻璃上。它们显示有用的信息，例如速度、燃油表、车道引导、导航和驾驶员辅助警告。图像通常是准直的，这意味着光线平行于驾驶员的视线。这会导致显示的信息似乎以光学无限远漂浮在前方的道路上。通过使用HUD显示信息，驾驶员的注意力可以集中在道路上。剑桥咨询公司的研究人员一致认为，HUD与驾驶员对前方道路的看法一致，不会分心，可以提供来自高级驾驶员辅助系统（ADAS）的视觉警报，远远优于传统的仪表板显示器和彩色屏幕。3因此，HUD不仅是一项很酷的技术，可用于区分汽车，而且还有助于提供更安全的驾驶体验。

设计一个好的HUD会带来许多挑战。它需要具有非常宽的对比度。它必须显示足够明亮的图像，以便在阳光明媚的日子里清晰地看到，但也要使图像变暗，以免在夜间遮挡驾驶员的视线。为了使HUD图像清晰可见，HUD对比度（公式1）应在1.15和1.5之间。

HUD 对比度 =（显示器亮度 + 环境亮度）/（环境亮度）

对比度低于 1.15 时，可能无法检测到图像;对比度大于 4 会使观看不舒服。

在没有月亮的夜晚，环境亮度可低至10-3坎德拉每平方米（cd/m2).环境亮度可高达10，000cd/m2在全日之下。5汽车的前照灯在夜间会在一定程度上增加环境亮度，但仍然很明显，HUD的发光强度必须变化很大才能适应驾驶环境。

HUD的发光强度由为LCD背光的发光二极管（LED）设置。这些 LED 由高亮度 （HB） LED 驱动器电路控制。典型的HB LED驱动器集成了一个开关模式电源，每个LED串都有一个恒流灌电流。设计HUD时，应主要根据其输入电压范围、所需的开关频率、调光能力和显示器尺寸来选择LED驱动器。具有极宽调光比的现代HB LED驱动器非常适合应对这一挑战。

MAX16813 HB LED驱动器集成了一个升压/SEPIC电流模式控制器，带有四个集成电流吸收器，每个电流吸收器可配置电流高达150mA。如图1和图2所示，吸电流也可以并联，通过单个LED串吸收高达600mA的电流，或通过一对LED串吸收高达300mA的电流。该器件提供 4.75V 至 40V 的宽输入电压范围，可承受负载突降和冷启动等标准汽车电池瞬变。该器件还提供非常宽的 10，000：1 PWM 调光比。这可确保HUD在明亮的阳光下显示清晰的图像，并在夜间显示柔和的图像，不会遮挡驾驶员的视线。

图1.用于HB LED驱动器MAX16813的典型SEPIC应用电路，用于HUD。当LED串电压介于最小和最大预期输入电压之间时，将使用此SEPIC配置。

图2.用于HUD的典型升压应用电路。MAX16813 HB LED驱动器再次具有。当LED串电压大于最大预期输入电压时，将使用此升压配置。

作为歌曲“白天可能是阴天或晴天...风雨无阻“，但设计得当的HUD在任何天气下都会大放异彩。

审核编辑：郭婷