LED控制卡為汽車LED照明帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
LED照明
諸如小外形尺寸、低功耗和快速接通時(shí)間等優(yōu)勢(shì)開創(chuàng)了高亮度LED被當(dāng)今汽車所廣泛采用的局面。LED在汽車中的初始應(yīng)用是中央高架停車燈(CHMSL);這些LED與LED控制卡應(yīng)用使用紅光LED來提供一個(gè)非常扁薄的照明陣列,該照明陣列易于安裝,而且永遠(yuǎn)不需要更換。
傳統(tǒng)上,白熾燈泡是最為經(jīng)濟(jì)的光源,而且仍然被許多汽車所采用。然而,隨著可用照明空間的日益縮小以及對(duì)照明光源使用壽命要求的不斷提高,由LED所提供的燈光色彩和設(shè)計(jì)方案正在迅速取代白熾燈泡應(yīng)用。即使是傳統(tǒng)的CCFL TFT-LCD背光源應(yīng)用,目前也在逐漸地被白光LED陣列所取代。
更有甚者,人們還在利用一種電’可操縱’型高電流LED陣列來開發(fā)車前燈,而該領(lǐng)域一直是被鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)所把持的。幾乎所有的汽車照明應(yīng)用(包括車身內(nèi)部/外部照明和背光照明應(yīng)用)都將逐步過渡為采用LED。采用LED的好處具有諸多積極的含意。首先(也許是最重要的一點(diǎn)),它永遠(yuǎn)不需要更換,因?yàn)槠溟L達(dá)100,000小時(shí)的固態(tài)壽命(服役年限:11年半)比汽車的使用壽命還要長。這使得汽車制造商能夠把它們永久性地嵌入車艙內(nèi)的照明系統(tǒng)中,而無需像以往那樣留有用于更換燈絲燈泡的入口。由于LED控制卡照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡所要求的安裝深度或面積,因此還可使汽車的造型發(fā)生顯著的變化。LED照明及 LED控制卡系統(tǒng)的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是其具有低功耗,因而能夠使得耗油量有所減少。
汽車LED照明的設(shè)計(jì)參數(shù)
為了確保最佳的性能和長久的工作壽命,LED需要一個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)電路既LED控制卡。這些LED控制卡驅(qū)動(dòng)電路必須能夠從一根相當(dāng)苛刻的汽車電源總線獲取工作電源,而且還應(yīng)兼具成本和空間’效益性’。為了維持其長久的工作壽命,一定不得超過LED的電流和溫度限值。
在單個(gè)LED至三個(gè) (串聯(lián)) LED的應(yīng)用中,將需要一個(gè)降壓型LED控制卡,用于把汽車總線電壓(標(biāo)稱值為12V)降至一個(gè)更加合適的LED電壓,根據(jù)應(yīng)用的LED 彩色和亮度要求的不同,該LED電壓的變化范圍可在2.68V至4.88V(每個(gè)LED)之間。與此相反,在諸如剎車燈等需要多個(gè)由多達(dá)8個(gè)串聯(lián)LED組成的LED串的應(yīng)用中,所需的輸出電壓為21V至39V,所以必需采用一個(gè)升壓型LED控制卡。
如欲在輸入電壓不規(guī)則的情況下產(chǎn)生恒定的LED亮度,就必須從這些LED控制卡IC獲得一個(gè)恒定的電流源。一個(gè)內(nèi)部檢測(cè)電阻器用于監(jiān)視輸出電流,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電流調(diào)節(jié)。在一個(gè)很寬的電流范圍內(nèi)(35mA至1A)保持了高輸出電流準(zhǔn)確度,從而實(shí)現(xiàn)了寬調(diào)光范圍。在許多應(yīng)用(特別是背面照明和車內(nèi)照明)中,都有可能需要進(jìn)行調(diào)光控制,因而要求LED控制卡提供一種用于調(diào)節(jié)輸出電流/LED亮度的簡(jiǎn)單方法。利用合適的LED控制卡,即可通過一個(gè)PWM信號(hào)、DC電壓或外部NMOS晶體管來完成調(diào)光操作,調(diào)光范圍可高達(dá)3000:1。
雙LED應(yīng)用
許多嵌入式高電流LED應(yīng)用將包括單個(gè)或兩個(gè)高電流(ILED的范圍從1A至1.5A)LED。這些應(yīng)用包括車內(nèi)照明(比如:車頂燈、地圖燈、儲(chǔ)物盒照明燈)和車外照明(比如:車門門檻燈或’地面照明’燈)。根據(jù)應(yīng)用的不同,它們可以采用彩色LED(用于車載儀器的背面照明)或白光LED(用于普通照明)。由于這些LED通常具有一個(gè)3V 至4V的正向電壓,并由一根12V至14V的汽車總線來供電,因此需要采用一個(gè)降壓型LED控制卡。
雙通道、36V、2MHz 降壓型LED控制卡,專為用作恒定電流雙LED控制卡驅(qū)動(dòng)器而設(shè)計(jì)。每個(gè)通道具有一個(gè)內(nèi)部檢測(cè)電阻器和調(diào)光控制功能,從而使其非常適合于驅(qū)動(dòng)那些需要高達(dá) 1.5A電流的LED。一個(gè)通道的開關(guān)操作與另一個(gè)通道異相180°,因而使得兩個(gè)通道的輸出紋波均有所減小。每個(gè)通道均獨(dú)立地在一個(gè)50mA至1.5A 的寬電流范圍內(nèi)保持了很高的輸出電流準(zhǔn)確度,而獨(dú)特的電路提供了一個(gè)3000:1的調(diào)光范圍,且未發(fā)生任何的色偏移(這種現(xiàn)象在LED電流調(diào)光中很常見)。
LED控制卡采用高壓側(cè)檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了LED負(fù)極的接地連接,從而免除了大多數(shù)應(yīng)用中所需的一根接地線。它還具有一個(gè)用于每個(gè)通道的集成升壓二極管,因而進(jìn)一步地縮減了解決方案的占板面積和成本。另外的特點(diǎn)包括LED開路和短路保護(hù)。
剎車燈
迄今為止,LED在汽車中最為常見的應(yīng)用是中央高架停車燈(CHMSL)。截止2006年底,至少有60% 的汽車都安裝了LED型CHMSL。其好處包括較快的照明速度、更高的效率、更長的工作壽命,而且,非常扁薄的紅光LED陣列還具有設(shè)計(jì)/安裝上的簡(jiǎn)易性。LED能夠在不到1ms的時(shí)間里達(dá)到全照度(而傳統(tǒng)的燈泡則需要長達(dá)200ms的時(shí)間才能產(chǎn)生其最大亮度),這樣,后方車輛的駕駛者識(shí)別剎車燈的時(shí)間將大為縮短,從而降低了發(fā)生追尾碰撞事故的概率。
而且,與白熾燈泡相比,功耗也下降了80% 之多,最終起到了節(jié)省耗油量的效果。其有效使用期限將輕而易舉地超過車輛的壽命,因而免除了更換的需要。除了CHMSL之外,有些汽車和摩托車還在主剎車燈中用LED替代了白熾剎車燈。 (編輯:chiying)
評(píng)論