LED及CCFL在汽車(chē)照明中的應(yīng)用
在汽車(chē)發(fā)展的歷史進(jìn)程中,照明一直扮演著相當(dāng)重要的角色,一開(kāi)始汽車(chē)僅配備方便在黑暗中尋找道路的前燈,不久之后,在交通流量逐漸增大的情況下出于安全與秩序的考慮,其它照明源,例如尾燈、指示燈以及其它信號(hào)燈則陸續(xù)加入,并針對(duì)一些特殊情況下加上了警告燈與霧燈,另一方面,車(chē)廂內(nèi)裝的光源,例如儀表板燈、車(chē)頂燈、地圖燈或車(chē)門(mén)踏板照明燈等也為駕駛者與乘客帶來(lái)更高的方便性。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/197610.htm除了最早期的車(chē)型外,所有這些照明都采用電源,并使用白熾燈泡,最近幾年,其它光源,例如發(fā)光二極管(Light EmittingDiode;LED)以及冷陰極管(Cold Cathode FluorescentLamps;CCFL)則逐漸應(yīng)用到汽車(chē)上,這些新光源的主要優(yōu)勢(shì)在于更長(zhǎng)的使用壽命以及更佳的發(fā)光效率,白熾燈泡的標(biāo)準(zhǔn)壽命大約在一萬(wàn)小時(shí),熒光燈管則可以達(dá)到五萬(wàn)小時(shí),發(fā)光二極管甚至可長(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)小時(shí)。
LED壽命長(zhǎng)而且故障率極低,可以大幅降低維修的成本,LED的其它優(yōu)勢(shì)還包括低電壓運(yùn)作、低電磁發(fā)射、不受機(jī)械應(yīng)力影響、更輕薄的尺寸、寬廣的工作溫度范圍以及幅度更大的明暗調(diào)整范圍,通過(guò)LED技術(shù)的改進(jìn),可以預(yù)期這項(xiàng)技術(shù)將逐漸取代其它光源,不過(guò)目前CCFL在部分特定應(yīng)用,例如大區(qū)域背光以及高功率非聚焦照明場(chǎng)合還是擁有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢(shì)。
CCFL與LED光源都需要一個(gè)電源,同時(shí)不同的技術(shù)也有各自的特殊要求,此外,這些電源也必須執(zhí)行其它特定應(yīng)用的額外功能,本文將介紹LED與CCFL光源的電源解決方案,并討論各種汽車(chē)內(nèi)裝與外部燈光應(yīng)用的設(shè)計(jì)。
讓該亮的地方就有燈光:車(chē)室照明
車(chē)室照明應(yīng)用包括了儀表板以及指示背光、車(chē)頂燈或地圖燈、車(chē)門(mén)踏板照明燈或后車(chē)廂燈以及顯示背光等,由于顯示背光有其它特殊要求,因此我們?cè)诤竺嬖偌右杂懻摗?/p>
所有這些汽車(chē)內(nèi)部燈光應(yīng)用都可以采用LED作為光源,雖然地圖燈與車(chē)頂燈通??梢允褂靡活w高亮度LED來(lái)解決,但儀表板燈與車(chē)門(mén)踏板照明燈則通常需要超過(guò)一個(gè)LED串聯(lián)形成的光源,之所以采用串聯(lián)連接方式主要是為了避免不同LED間的電流不同造成顏色差異。所有應(yīng)用都必須要有內(nèi)建明暗調(diào)整功能的定電流電源,而擁有這些功能組合的一個(gè)例子為美商美信(Maxim)公司的MAX16800,這款芯片整合了所有的控制以及電流供應(yīng)電路,請(qǐng)參考圖1(a)。
MAX16800擁有高達(dá)40V的輸入電壓范圍,因此能夠在不需要加入保護(hù)組件的情況下直接連接到汽車(chē)電池,這些保護(hù)主要用來(lái)避免電池電路因負(fù)載突降而帶來(lái)的突波,芯片為L(zhǎng)ED提供定電流輸出,電流大小則可以通過(guò)與LED串接的感測(cè)電阻RSENSE來(lái)加以設(shè)定,請(qǐng)見(jiàn)圖1(b)。為了改善電流設(shè)定的精確度并提高對(duì)外部噪聲的抵抗能力,MAX16800采用了差動(dòng)式電流感測(cè)輸入。
LED的色溫會(huì)隨著流經(jīng)的電流變化,因此要控制LED的亮度最好采用定電流脈寬調(diào)制(Pulse WidthModulation;PWM)的方式,而非直接改變實(shí)際電流的大小,MAX16800通過(guò)在芯片的使能(Enable)輸入接腳加上PWM信號(hào)來(lái)控制LED的亮度,流經(jīng)LED的電流將由PWM所設(shè)定的速度進(jìn)行亮滅控制。
抗EMI電磁干擾能力在汽車(chē)應(yīng)用中相當(dāng)重要,同樣地也必須注意不要產(chǎn)生任何EMI,將流經(jīng)LED電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換就是造成EMI幅射的來(lái)源,因此,為了降低PWM運(yùn)作時(shí)所發(fā)出的EMI,MAX16800整合了波形整形電路來(lái)使切換邊緣變得平緩。
許多照明應(yīng)用并沒(méi)有包含可以用來(lái)產(chǎn)生明暗控制信號(hào)的微控制器,對(duì)于這類(lèi)應(yīng)用就可以采用MAX16805以及MAX16806,請(qǐng)參考圖2(a)、(b)與(c),這些LED驅(qū)動(dòng)器包含了所有需要的功能,例如斜波產(chǎn)生器、脈沖偵測(cè)器、穩(wěn)壓電路、帶隙參考電路以及其它更多功能,因此可以節(jié)省微控制器或開(kāi)關(guān)式轉(zhuǎn)換器的需求,請(qǐng)參考圖2(a)。這兩款芯片都能夠通過(guò)加到DIM輸入的外部模擬電壓控制內(nèi)部所產(chǎn)生的PWM信號(hào),其中MAX16806同時(shí)還提供有可以遮蔽模擬明暗控制設(shè)定的開(kāi)關(guān)輸入SW(SwitchInput),這個(gè)開(kāi)關(guān)輸入不僅能夠檢測(cè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài),同時(shí)擁有去彈跳功能,并提供穩(wěn)定開(kāi)關(guān)用的封閉電流(wetting current)。
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評(píng)論