Устройство для управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида

 

Использование: автомобильный транспорт. Сущность изобретения: устройство для управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида содержит блок рабочего и опорного фотоприемников, блок сравнения, блок включения и конвертор напряжения постоянного тока, выполненный в виде импульсного стабилизатора напряжения. Для уменьшения времени затемнения зеркала дополнительно введен модуль и использован орган форсированного пуска стабилизатора напряжения. Устройство обеспечивает уменьшенное потребление мощности при управлении электрохромным зеркалом. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к конструктивным элементам электрооптических преобразователей, конкретно к устройствам автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида. Такие электрически управляемые затемняющиеся зеркала будут защищать глаза водителя в темное время суток от ослепляющего воздействия света фар сзади идущего транспорта. Эти зеркала устанавливаются взамен обычных зеркал с управляемой вручную механической коррекцией угла отражения падающего света.

В патенте США N 4,917.477 приведены электрохромные схемы управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида, содержащие светочувствительные элементы, блок сравнения, конвертор напряжения и блок его включения. Конвертор напряжения в этих схемах выполнен в виде цепи из мощного гасящего резистора и транзисторного ключа. В связи с тем что напряжение, приложенное к рабочему элементу зеркала, составляет менее 10% от уровня напряжения бортовой сети автомобиля, большая часть потребляемой схемой мощности рассеивается в виде тепла на элементах данной цепи. Это приводит к использованию в схеме мощного (10 Вт) гасящего резистора соответствующих габаритов и вызывает дополнительный подогрев окружающих элементов. При включении на рабочий элемент зеркала поступает фиксированный уровень напряжения, что соответствует определенному времени его затемнения.

Целью изобретения является создание устройства для автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом с меньшим потреблением мощности, обеспечивающим более короткое время затемнения зеркала.

Указанные цели достигаются использованием в устройстве в качестве конвертора напряжения импульсного стабилизатора напряжения и наличием дополнительного органа форсированного пуска, стабилизатора напряжения питания рабочего элемента зеркала.

Существенным отличием улучшенного решения является то, что конвертор напряжения, выполненный в виде импульсного стабилизатора напряжения питания рабочего элемента зеркала, имеет гораздо больший коэффициент полезного действия (80% ) по сравнению с прототипом (менее 10%), а в сочетании с органом форсированного включения питания рабочего элемента зеркала обеспечивается подача в первоначальный момент повышенной амплитуды импульса напряжения (см. рис. 1).

Использование форсированного включения уменьшает время затемнения зеркала в 2-3 раза.

Электрическая схема (рис. 2) электронного блока автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида состоит из системы фотоприемников, блока сравнения, конвертора напряжения и блока его включения, органа фиксированного включения, блока выключения, индикатора включения и источника питания (см. структурную схему рис. 3).

При освещении рабочего чувствительного элемента R2 системы фотоприемников его сопротивление и напряжение, снимаемое с делителя R1-R2, уменьшается. При достижении порогового значения напряжения, заданного подстроечным резистором R4, напряжение на выходе операционного усилителя (ДА1) блока сравнения, переходит с высокого на нижний уровень. При этом транзистор VT1 блока включения закрывается и включает в работу импульсный стабилизатор конвертора напряжения постоянного тока. Напряжение стабилизации устанавливается резистором R16. В схему стабилизатора введен орган форсированного включения (R17, 18, 19, C5, VT7), работающий следующим образом. При появлении напряжения на выходе стабилизатора открывается транзистор VT7, который на время зарядки емкости С5 (≈ 0,5 сек) увеличивает напряжение стабилизации в 2 раза путем параллельного подключения к нижнему плечу делителя R15, 16, резистора R17. После зарядки емкости (С5) транзистор VT7 закрывается, на выходе стабилизатора устанавливается рабочее напряжение (≈ 1B). Схема работоспособна в обычном режиме при исключении данного органа.

При уменьшении интенсивности ослепляющего потока света ниже порогового или его полном исчезновении появляется высокий уровень напряжения на выходе операционного делителя ДА1 блока сравнения и открываются транзисторы VT1 блока включения и VT6 блока выключения. Открытый транзистор VT1 включает стабилизатор напряжения, а транзистор VT6 шунтирует рабочий элемент зеркала, вызывая его просветление.

Индикатор включения стабилизатора R14, VD3 работает от импульсного напряжения, снимаемого с индуктивности L1. Таким образом, светодиод VD3 излучает только во время работы ключевого стабилизатора.

Цепи питания состоят из входной блокировочной емкости С1, защищающей внешние цепи от проникновения импульсных помех стабилизатора напряжения и параметрического стабилизатора R6; VD1 напряжения питания блока сравнения и системы фотоприемников.

Рабочий элемент зеркала имеет электрохромный состав, включающий растворитель и два соединения, образующие обратимые редокс-системы (авт. свид. СССР N972815 и US Pat N4,902,108). Кинетика процесса затемнения и обесцвечивание устройств с такими процессами определяются скоростью диффузии компонент состава (И. В.Шелепин, О.А.Ушаков, Н.И.Карпова, В.А.Барачевский. Электрохимия, 13,404,1977).

При использовании такого рабочего элемента электрохромного зеркала, потребляющего ток примерно 100 мА при напряжении в 1В, конвертор напряжения потребляет ток примерно 20 мА при напряжении питания блока 12В. Потребляемая мощность составит не более 0,25 Вт. Схема конвертора напряжения прототипа при использовании рабочего элемента с теми же параметрами будет потреблять мощность порядка 1,2 Вт. Таким образом, потребляемая мощность предложенного конвертора напряжения будет примерно в пять раз меньше по сравнению с соответствующей мощностью прототипа.

При подаче на рабочий элемент зеркала фиксированного уровня напряжения 1В полное затемнение поверхности с коэффициентом ослабления 6 достигается в течение 6^oC7 с. Использование формированного включения уменьшает время затемнения в 2^oC3 раза (см. таблицу 1).

Таким образом, предложенная схема электронного блока автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида позволяет снизить потребляемую мощность в 5 раз по сравнению с известным решением, тем самым улучшая габаритно-тепловые характеристики блока. Кроме того, орган форсированного пуска блока позволяет уменьшить время затемнения зеркала в 2^oC3 раза.

Предложенный блок управления электрохромным зеркалом обеспечивает не только пониженное энергопотребление, но также делает зеркало более быстродействующим.

Формула изобретения

Устройство для управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида, содержащее конвертор напряжения постоянного тока, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход с электрическим входом зеркала, блок сравнения, входы которого подключены к выходам блока рабочего и опорного фотоприемников, а выход к входу блока включения конвертора напряжения, отличающееся тем, что конвертор напряжения выполнен в виде импульсного стабилизатора напряжения, снабженного органом форсированного пуска.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4