廣泛應用于未來(lái)汽車(chē)的高亮LED照明方案
LED 是具備相對較低電壓降的電流控制裝置,這是需要解決的主要問(wèn)題。最簡(jiǎn)單的方法是使用電阻器,限制 LED 的電流。但該方法并不適用于額定 12V或 24V電池系統,因為實(shí)際電壓是從6V至 18V 或 12V 至 36V。因此,如果需要保持照明度,必須進(jìn)行恒流控制。
線(xiàn)性控制指透過(guò)線(xiàn)性恒流器,保持 LED 的電流穩定。線(xiàn)性控制在某些情況下效率較低,例如,具備 3.5 V正向電壓的單1A (3W) LED,需要穩流器將 1A 的額定 12V 電源降低 8.5V,使用 3W LED 將浪費 8.5W 的功率!線(xiàn)性電流控制是噪音最低的電子技術(shù),且從 EMC角度看,線(xiàn)性電流控制是最安全的電流控制方法。
開(kāi)關(guān)式穩流器
電感式開(kāi)關(guān)恒流技術(shù)雖然產(chǎn)生較高的電子噪音,但卻是更高效率的解決方案,根據 LED 的使用數量,可以采用降壓或降壓/升壓技術(shù)。
LED在汽車(chē)領(lǐng)域應用所面臨的挑戰
EMC 問(wèn)題
必須盡量減少輻射與傳導噪音,將噪音控制在容許極限內。PWM (脈寬調制)技術(shù)提供固定頻率,并相對較容易進(jìn)行過(guò)濾。但是,LED 負載較為穩定,因此,如果采取適當措施,則滯環(huán)(“bang bang”)控制器及PFM(脈沖頻率調制)是合適的選擇。有趨勢將開(kāi)關(guān)式恒流器的頻率提升,以減少電感器/電容器的體積,對于汽車(chē)應用,這并不是最佳的解決方案。將頻率保持于較低水平,有助于避免干擾問(wèn)題。
基礎頻率的“抖動(dòng)”,或“擴展頻譜”技術(shù),確實(shí)有助于符合準峰值 EMC 測試。但是,最佳的方法是不產(chǎn)生任何輻射,而任何開(kāi)關(guān)式恒流器均難于達到此要求。
熱輻射、熱傳導與熱量管理
使用高亮 LED 的用戶(hù)(特別是汽車(chē)制造業(yè)),所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題與最大難題之一,是LED 的自熱問(wèn)題。LED 的每瓦流明已取得了很大改進(jìn),但事實(shí)是 LED 的多數電能均被轉化為傳導熱。LED 具備輻射熱較低的優(yōu)點(diǎn),適合用于車(chē)廂照明。相反,在寒冷氣候中,頭燈的輻射熱卻可有效融化透鏡上的雪。因此,熱量管理是有效控制 LED 的關(guān)鍵。
熱量控制主要指溫度增加時(shí)減少電流。使用高亮 LED 的優(yōu)點(diǎn),是電流變化較大時(shí),眼睛無(wú)法察覺(jué)到亮度的變化。一般來(lái)說(shuō),電流下降 25% 時(shí),單 LED 的亮度變化并不明顯。但是,LED 會(huì )隨溫度與電流的變化而改變顏色特征,這點(diǎn)是否會(huì )影響汽車(chē)照明應用仍有待探討。LED 的頻譜是否適用于照明,在一般夜視效果下是否會(huì )影響駕駛者的距離感,這些問(wèn)題可能更為重要。
采用PWM方法來(lái)減低亮度比,而非直流電控制,可得到更大的光暗比例且色溫不會(huì )發(fā)生變化,所以 PWM 減低亮度是較好方法。但是,頻率的選擇也很重要。一般認為 200Hz 是不錯的選擇,因為 200Hz 超出了人眼的閃動(dòng)感覺(jué)。同時(shí),較低的頻率可確保處于開(kāi)關(guān)式恒流器的轉換頻率之下。但是,必須預見(jiàn)到頭燈存在頻閃效應的潛在問(wèn)題。較為合適的方法,是使用更高頻率來(lái)調節 LED 的亮度,從而避免“偏擺”效應。同時(shí),必須謹慎選擇電感器,避免汽車(chē)內產(chǎn)生聲頻噪音。
溫度感測
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