車(chē)用LED照明技術(shù)及現狀分析
目前車(chē)用LED 驅動(dòng)器一般采用兩種方法控制正向電流。(1) 采用LED 的V-I 曲線(xiàn)確定產(chǎn)生預期正向電流所需要向LED 施加的電壓。其缺點(diǎn)為:LED 正向電壓的任何變化都會(huì )導致LED 電流的變化, 其中的鎮流電阻的壓降和功耗會(huì )浪費功率和降低電池使用壽命。(2) 利用恒流源來(lái)驅動(dòng)LED。因為此方法需要將LED 并聯(lián)在電路中, 而驅動(dòng)并聯(lián)LED 需要在每個(gè)LED 串中放置一個(gè)鎮流電阻, 這會(huì )導致效率降低和電流失配。因此, 這兩種方法都不能充分體現LED 應有的優(yōu)越性。為了克服現有車(chē)用LED 驅動(dòng)器的缺點(diǎn), 出現了車(chē)用LED 陣列的高效智能驅動(dòng)方法。該方法采用了半橋式DC-DC 變換技術(shù)、全波整流技術(shù)、光電耦合技術(shù)等, 確保了整個(gè)驅動(dòng)電路的工作效率; 提出了基于嵌入式系統的智能控制方案, 此方案采用智能PWM 穩流控制和調光控制, 具有負載開(kāi)路/短路保護和過(guò)流過(guò)壓保護功能。圖2 為L(cháng)ED陣列智能驅動(dòng)實(shí)驗電路。 如圖2 所示,CPU 輸出兩路完全倒相對稱(chēng)的PWM信號A、B, 分別作用在開(kāi)關(guān)器件上, 使其輪流導通; 通過(guò)高頻變壓器T 將能量耦合到次級, 再經(jīng)快恢復二極管D1、D2 進(jìn)行全波整流, 以實(shí)現對LED 陣列的驅動(dòng)。LED陣列驅動(dòng)回路的光電耦合器, 完成對LED 陣列驅動(dòng)電流的監測, 并反饋到CPU, 形成一種智能電流負反饋的閉環(huán)控制系統, 以確保驅動(dòng)電流的穩定的可靠性。 車(chē)用LED 驅動(dòng)電路的集成化和智能化程度越來(lái)越高。類(lèi)似PMU( 電源管理單元)的芯片及封裝的小型化將逐漸取代多個(gè)單一功能電路進(jìn)行組合的方法, 以適應板級空間非常有限的車(chē)載應用。同時(shí), 由于單片機、DSP 等控制芯片以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展, 可通過(guò)軟件技術(shù)實(shí)現車(chē)用照明系統的自動(dòng)化, 這樣LED 的恒流驅動(dòng)精度以及亮度的自動(dòng)調節會(huì )更加準確。智能化控制已經(jīng)成為新一代車(chē)用LED 驅動(dòng)器的設計理念。 3 汽車(chē)LED 前照燈 由于汽車(chē)前照燈在行車(chē)安全中具有重要的作用, 因此LED 前照燈是最難也是最后投入使用的。以前,LED前照燈只應用在概念車(chē)上, 隨著(zhù)LED 照明技術(shù)以及汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,LED 前照燈的應用范圍已從概念車(chē)、豪華車(chē)向中檔車(chē)甚至一般車(chē)型過(guò)渡, 并且照明發(fā)光強度已達到白熾燈的水平。 汽車(chē)前照燈包括遠光燈和近光燈。在夜間行駛時(shí),遠光燈應保證照亮車(chē)前100 m、高2 m 處范圍內的物體, 且亮度均勻; 近光燈不但要保證車(chē)前40 m 司機能看清障礙物, 而且不能讓迎面而來(lái)的駕駛員或行人產(chǎn)生眩光, 以確保汽車(chē)在夜間交會(huì )車(chē)行駛時(shí)的安全。 傳統汽車(chē)前照燈輸出近光和遠光兩種功能的光束,且每種光束分布模式均呈靜態(tài)分布, 具體的光照分布也都符合國家標準。但在實(shí)際應用中, 此系統射出的光束分布于有限的角度范圍, 在一些較為復雜的路況下( 如轉彎) 極易產(chǎn)生視覺(jué)盲區。另外, 傳統汽車(chē)前照明系統不具備自動(dòng)調整光束分布的功能, 近光光束和遠光光束之間的變換需駕駛員手動(dòng)操作實(shí)現, 這樣在來(lái)往車(chē)輛頻繁的行車(chē)環(huán)境下, 車(chē)輛之間容易產(chǎn)生眩目光。為了克服傳統汽車(chē)前照燈的上述缺點(diǎn), 自適應前照系統AFS 應運而生。 AFS 是一種能使駕駛員更好地適應各種速度、道路類(lèi)型和天氣條件的變化, 提高駕駛安全性的前照燈系統。其工作原理如下: 當汽車(chē)進(jìn)入特殊的道路狀況(如彎道) 時(shí), 由于方向盤(pán)和速度發(fā)生變化, 角度傳感器和速度傳感器傳輸到電控單元(ECU) 的信號就相應發(fā)生了變化。ECU 捕捉到這些信號變化, 同時(shí)判斷車(chē)輛進(jìn)入了哪種彎道, 并發(fā)出相應的指令給前照燈的控制單元, 控制單元根據收到的指令操控裝在A(yíng)FS 燈體內部的微電機帶動(dòng)發(fā)光三要素繞相應的旋轉軸旋轉, 從而在非常規路面及天氣下行駛時(shí), 改變照明方式, 提供更好的安全保障。 隨著(zhù)白光LED 技術(shù)的發(fā)展及空氣動(dòng)力學(xué)和汽車(chē)造型的需求, 汽車(chē)前部位置越來(lái)越低且呈流線(xiàn)型, 為前照燈預留的空間越來(lái)越小。為了滿(mǎn)足汽車(chē)照明智能化和人性化的需求,AFS 與LED 燈的結合已經(jīng)成為現代汽車(chē)前照燈的發(fā)展趨勢。
評論