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车用LED照明技术及现状分析

2022-04-06 00:55分类:电子元器件 阅读:

 

做为第四代车配灯源,LED 有很多好于别的传统式灯源的特性。因此解析了车配LED 照明灯具的必要性和创新性,详细介绍了其常见的光耦电路,并主要科学研究了LED 及其AFS 在车辆汽车前大灯上运用现况。详细介绍了车配LED 照明灯具遭遇的现象及应对措施,并对其发展方向开展了未来展望。

  1 车配LED 照明灯具的必要性和创新性

  在汽车应用照明灯具灯源大概逐渐于20 新世纪初。最开始应用的是灯饰照明和乙炔气体灯,1910 年開始应用节能灯具,依次经历了日光灯、卤钨灯及高韧性充放电式汽体灯HID(Intensity Discharge Lamp), 自1985 年逐渐进入了LED车配灯时期。与此同时LED 灯运用于响应式前照系统软件AFS(AdapTIve Front LighTIng System)的技术性随着发生。

  现阶段,LED 已被诸多汽车制造商多方面运用生产制造出各种各样大灯样式。宝马五系、福特汽车、广州本田、丰田汽车、新款奔驰、奥迪车等待名品牌车为了更好地提升自己的整体竞争能力, 陆续发布装有各种各样LED 大灯的最新款小汽车以招引消费者。LED 具备许多别的灯源所不拥有的优势:(1) 使用寿命长、耐久性好。LED 的使用期限理论上可以达到5 万钟头, 具体使用寿命也可以达到2 万钟头( 一般的卤素灯泡仅为150 ~500 钟头上下) , 一般都需要超出车辆自身的使用寿命。此外,LED 的主要构造中沒有易损件移动构件, 故抗震等级功能很好。(2) 绿色环保。LED在低压小电流量的标准下就可以得到充足色度, 其用电量仅为同样色度日光灯的10%~20%;LED 灯源中没有伤害身体健康的汞, 生产过程和废料不容易导致空气污染。(3) 响应时间快。与日光灯对比,LED 灯的响应速度早已做到了几十纳秒, 那样, 当选用LED 做为汽车车灯时, 能够使事后车辆驾驶员更早反映, 以降低道路交通事故的产生。(4) 体型小。精巧的LED 可使车辆设计风格的制定更为随意、多元化, 进而使车系更为时尚潮流; 与传统的灯源对比,LED 信号指示灯系统软件的安裝深层能够降低80 mm, 这一点针对车辆外观和內部零件布局具备关键实际意义。

  现阶段汽车工业在世界经济中仍旧是主导产业, 并处于迅猛发展的关键期, 其一定会推动车配照明灯具的发展趋势, 为LED 在汽车的使用给予宽广的市場室内空间。

  2 车配LED 照明灯具的光耦电路

  LED 归属于电流量操纵型半导体元器件, 图1 是LED 的光电流特点曲线图。由图1 得知, 此曲线图较为陡, 在正指导通以前LED 基本上无电流量穿过; 当正方向工作电压超出打开工作电压时,电流量就大幅度升高, 发光泽度L 与正方向电流量IF类似正相关:L=KIF, 在其中K 为比例系数, 故还可以利用操纵LED 的IF来调节其发光泽度。因而, 为了更好地保障其色度的一致性, 一般 选用直流电源光耦电路。

  

  汽车电瓶工作标准电压范畴为9 V~16 V, 一般 状况下以12 V , 可是当汽车冷启动时电瓶的工作电压可坠落到4 V, 而当电瓶破损由发电机组立即供电系统时, 此电流可做到36 V 的髙压。因而, 针对车配LED 照明灯具来讲, 要靠谱地恒流推动LED 串, 推动控制板务必具有精准的工作电压和电流量调整、维护电源电路和变光作用。因而, 设计方案一种稳压管特性优良而又恒流电源輸出的光耦电路十分必要。

  现阶段车配LED 控制器一般选用这两种方式操纵正方向电流量。(1) 选用LED 的V-I 曲线图明确造成预估正方向电流量所必须 向LED 增加的工作电压。其缺陷为:LED 正方向电流的一切变动一定会造成 LED 电流量的转变, 在其中的镇流电阻器的损耗和功能损耗会消耗输出功率和减少充电电池使用期限。(2) 运用直流电源来推动LED。由于此办法必须 将LED 串联在线路中, 而推动串联LED 必须 在每一个LED 串中置放一个镇流电阻器, 这会致使高效率减少和电流量失配。因而, 这2种办法都不可以集中体现LED 应该有的优势。为了更好地解决目前车配LED 控制器的缺陷, 发生了车配LED 列阵的高效率智能化推动方式。该方式使用了半桥式DC-DC 转换技术性、全波整流技术性、光学藕合技术性等, 保证 了全部光耦电路的工作效能; 明确提出了根据嵌入式操作系统的智能控制系统计划方案, 此方法选用智能化PWM 减压稳压阀操纵和变光操纵, 具备负荷引路/过流保护和过电流过电压保护作用。图2 为LED列阵智能化推动试验电源电路。

  如图2 所显示,CPU 輸出双路彻底倒相对性称的PWM信号A、B, 各自功效在电源开关元器件上, 使其轮着通断; 根据变压器线圈T 将动能藕合到次级线圈, 寄内快修复二极管D1、D2 开展全波整流, 以完成对LED 列阵的推动。LED列阵推动电路的光耦合器, 进行对LED 列阵工作电压的检测, 并报告到CPU, 产生一种智能化电流量负的反馈的反馈控制系统软件, 以保证 工作电压的比较稳定的稳定性。

  

LED阵列智能驱动实验电路

  车配LED 光耦电路的一体化和智能化系统水平愈来愈高。相近PMU( 电池管理模块)的集成ic及封裝的微型化将慢慢替代好几个单一作用电源电路开展搭配的方式 , 以融入板级室内空间十分不足的车载应用。与此同时, 因为单片机设计、DSP 等操纵集成ic及其嵌入式系统的持续发展趋势, 可根据软件开发完成车配照明灯具系統的自动化技术, 那样LED 的恒流电源推动精密度及其色度的自动调节会更为精确。智能化系统操纵早已变成 新一代车配LED 控制器的设计构思。

  

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