LED環(huán)境照明將在未來的汽車領(lǐng)域迅猛發(fā)展

　　驅(qū)動LED

　　LED必須使用恒流源驅(qū)動。大多數(shù)LED都有一個規(guī)定的電流級別，LED在該電流級別下可達到最大亮度，且不會過早損壞。LED的光能輸出與經(jīng)過的電流成正比。有兩種方法可控制電路中的LED亮度。一種是改變LED驅(qū)動電流。LED驅(qū)動電流可通過可變電阻或可變電壓源控制。另一種方法是對LED驅(qū)動電流應(yīng)用脈寬調(diào)制(PWM)或頻率可變但占空比固定的PWM。

　　第一種方法主要有兩個缺點：隨著電流的降低，LED效率可能也隨之降低。而且，在高功率白色LED中，電流級別降低可能會導(dǎo)致顏色偏差。PWM調(diào)光技術(shù)始終以全電流驅(qū)動LED。因此，可以消除效率降低和顏色偏差等問題。為了產(chǎn)生不同的顏色組合，PWM輸出的占空比需要隨時間發(fā)生變化。

　　顏色控制方法

　　利用嵌入式單片機技術(shù)，可以檢測和主動控制光源的顏色成份。主動顏色控制可用于產(chǎn)生特定的燈光顏色，也可以用于產(chǎn)生混合顏色。例如，可以混合多種組成色來產(chǎn)生特定質(zhì)量的白光。

　　利用三個分別表示紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的顏色值以及另外一個表示亮度的值可產(chǎn)生所需的顏色?？梢圆捎萌齻€PWM通道，或者采用四個PWM通道(其中三個通道分別表示三種顏色，額外的第四個通道表示亮度)實現(xiàn)，后者更加簡單高效。福特汽車公司最新推出的提供情境照明的車型即采用了后一種方法。

　　使用三個通道將顏色和亮度統(tǒng)一控制的方法通常需要14位到16位的分辨率以及功能強大的單片機(MCU)。利用四個分辨率均為10位的通道也可以實現(xiàn)相同質(zhì)量，這些通道通常在低成本8位MCU中提供。在四通道的方案中，由外部硬件電路計算顏色與亮度的乘積。在低成本8位MCU上也可以利用冪函數(shù)近似法足夠精確地實現(xiàn)亮度控制所需的典型對數(shù)級漸變(見圖1)?！　?/p>

 

　　LED溫度是對LED顏色有明顯影響的因素之一。因此，需要對溫度造成的影響進行補償。一種廉價而簡單有效的溫度補償方法是使用單片機的片上比較器和位于LED附近的低成本負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。另一種獲得LED溫度控制的方法是測量其正向壓降。單片機集成的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的分辨率足以完成此任務(wù)。正向壓降測量有一定優(yōu)勢，因為無需額外的外部組件。

　　照明網(wǎng)絡(luò)

　　顏色校正、溫度補償、顏色更改、顏色混合、亮度控制以及汽車制造商實現(xiàn)各種照明場景的期望都必然使用到單片機，例如帶非易失性存儲器的PIC MCU。此外，對汽車內(nèi)RGB照明節(jié)點進行聯(lián)網(wǎng)的需求以及對診斷的要求，都需要合適的低成本通信協(xié)議。第一代車內(nèi)照明采用分別接線，而OEM最新一代和最新開發(fā)的車內(nèi)照明則采用眾所周知且經(jīng)濟高效的LIN/J2602通信總線。LIN通信速度為19.2k波特，足以支持顏色變化和照明場景，且不會對駕駛員和乘客產(chǎn)生明顯影響。