摘要：本文介绍手动近光灯高度调节电路的设计流程，以及手动近光灯高度调节开关阻值的选取方法。
    乘用车的近光灯需要具备高度可调功能，调节装置又分为手动调节与自动调节。按照国标GB4785-2007和欧标ECE48-2010的要求，光通量高于2 000Im的近光灯必须安装自动调节装置，这通常是在车辆底盘上加装高度传感器来感知车辆的俯仰状态，然后由控制器控制近光灯内的电机进行高度调节。而对于光通量低于2 000Im的近光灯，出于成本考虑都使用手动调节装置，即在驾驶室内仪表板上有一个拨轮，内部是一个滑动变阻器，将模拟电压信号发送给位于左右近光灯内的高度调节电机，从而进行近光灯高度的调节。

    1 近光灯高度调节电路原理
    近光灯高度调节电路原理见图1。近光灯高度调节电机内部除了电机之外，还有一个比较器和一个随电机运动的内部滑动变阻器。来自近光灯高度调节开关的模拟电压信号连接到比较器的一个输入端，而比较器另一端的参考电压信号则来源于随电机运动的内部滑动变阻器，当这两个电压不相等时，电机就会运动，直到两个电压相等为止。

    2 近光灯高度调节开关的设计方法
    1）设计开始之前首先需要知道的设计输入是需要调节几档，每档调节多大的角度。这个输入原则上来源于车身载荷数据，主要依据前、后排乘客数以及行李厢负载等因素测算。一般分为0档位（初始位置）：前排座椅有乘客或驾驶员；1档位：满员；2档位：满员且行李厢最大负载；3档位：只有驾驶员乘坐且行李厢最大负载。这几种档位载荷就对应着整车的几种俯仰角度，其实也就对应着近光灯光束需要调节的几个角度。为了防止对其他车辆产生眩目，一般来说，初始位置从0档开始，档位越大，近光灯光束角度越低。驾驶员必须合理掌握和使用调光开关来确保照明安全。但上述方法由于设计取值比较繁琐，同时也为了更细致地对应车辆负载变化，保证行车安全，笔者根据经验建议采用一种简易的等差数列设计方法，比如由4档增加到9档，分别是0°、0.5°、1°、1.5°、2°、2.5°、3°、3.5°、4°，用户可以根据不同的载荷情况来自如地调整近光灯光束的高低。
    2）上述的角度变化需要转换成调节电机调节杆的伸缩量。近似公式为△L=H×tan (A），其中，△L是调节杆的伸缩量，H是近光灯顶端和底端两个调节轴之间的距离，A是上面的9个档位角度。
    3）然后需要确认高度调节电机在近光灯内的布置方式，分为顶端布置和底端布置两种。显然这两种方式达到的调节效果是相反的，即比如同样是电机调节杆伸出动作，对于顶端布置意味着近光灯高度调低照程调近，而对于底端布置则意味着近光灯高度调高照程调远。两者没有优缺点之分，主要取决于灯具透镜组的结构设计以及灯具外部调节空间需求。图2以底端布置的方式，示意了近光灯光轴在9个不同档位的相对状态。初始位置是0°，档位越大，近光灯光束角度越低。根据近光灯光束高度法规GB4785要求，默认初始倾斜度为1%,假设近光灯光轴距离地面的高度为1m，可以推算出，近光灯光轴的照程为默认57.1 m（对应开关0°档位），最近11.4m（对应开关4°档位）。

    4）然后需要了解电机的运动特性，也就是它的输入电压比与调节行程之间的特性曲线。电机的特性曲线见图3，横坐标代表近光灯高度调节开关输出的电压与供电电压之间的比值，即分压比PVO纵坐标代表调节电机调节杆的伸缩行程△L。随着分压比的增大，调节轴逐渐向里缩，反之分压比越小，调节轴越向外伸。

    由于上面提到的顶端布置与底端布置两种布置方式对结果的影响是相反的，为了保持后面计算方法的一致性，此处也将电机定义为两种计算方式。即如果是底端布置，就利用图3中左边的坐标轴来生成公式（PV=△L×l3.33＋10）；如果是顶端布置，则利用右边的坐标轴来生成公式（PV=-△L×13.33＋116.66）。利用这个公式就可以计算出9档所对应的9个分压比值。
    5）接下来要进行的是电阻网络的设计，常用的分压电阻网络有两种（图4）：一种是并联方式，一种是串联方式。两者各有优缺点，至于在本设计中选择哪种方式更合理呢？我们可以根据后面电阻值的计算结果来看一下。

    首先为并联方式选取一个公共上拉电阻值，如2KΩ，然后根据分压比可以计算出每个阻值，见表1a。可以看出，这些值各不相同，给电阻型号的选取带来较大的难度，同时也给元器件采购带来一定的难度。
    然后看串联方式，这里采取的方式是输入一个假定的回路电流值，然后根据分压比值和供电电压可以计算出每个阻值，见表1b。可以看出，除了R00和R100之外，其他8个值基本相同，因此只需选择3种型号的电阻即可，优势显而易见。

    6）上面计算出来的电阻值有可能和可以买到的电阻标称值之间差异较大，此时只需小范围调整回路电流值这个参数，所有阻值就会跟着变化，就可以最终选到合适的电阻了。
      
    3 总结
    本文系统地介绍了近光灯高度调节开关的设计流程，这个过程可以利用E×CEL的公式自动计算来实现，如表1一样，只需要输入调节轴距离（H）、电机特性参数（a，b）、调节角度（A）、回路电流值这4类参数，近光灯调节开关的每个电阻值就可以自动计算出来，大大减轻了手工计算的工作量。