汽車LED照明系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和解決方案

一直以來，汽車的剎車燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、倒車燈以及車尾霧燈都采用21W到27W、亮度為280至570流明的鎢絲燈泡作為光源。車尾燈、泊車燈、車側(cè)顯示燈以及轉(zhuǎn)向信號(hào)閃燈采用4W至10W、亮度為40至130流明的鎢絲燈泡，汽車頭燈則采用高亮度的氙氣熒光管（HID）。但在汽車照明中，越來越多地采用LED作為光源。尾部中央高位剎車燈是最早采用LED的汽車燈。另外，在車燈市場上，其他車外照明和指示燈如剎車燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈以及車內(nèi)照明燈都已改用LED燈泡。近年來，車外照明燈，如白天行車燈（DRL），以及車頭近光燈都開始改用LED燈泡。預(yù)計(jì)汽車大燈也會(huì)很快改用高亮度LED燈。此外，在車身內(nèi)部，一些車內(nèi)顯示器的背光也開始采用LED作為光源，如儀表盤以及TFT顯示器。
汽車LED照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

白光LED的色溫約為6000K，視覺上幾乎等同于自然光。由于人眼區(qū)分顏色的能力在自然背景條件下是最好的。在晚上，人眼只有在自然的色彩情況下，對(duì)景物或馬路邊沿才有很好的區(qū)分能力。

LED燈的平均壽命比鎢絲燈以及高亮度熒光燈管長，而且更加穩(wěn)定可靠。如可以減少出故障的幾率，同時(shí)無需頻繁地更換燈泡，省卻了很多麻煩。而且采用LED可以節(jié)省更多的能源。LED燈外形更小，更容易裝入燈座內(nèi)，在占用更少空間的同時(shí)，更容易配合時(shí)尚的燈飾設(shè)計(jì)。更為重要的是，LED剎車燈的啟動(dòng)速度更快。LED剎車燈的點(diǎn)亮?xí)r間僅為50ms左右，比鎢絲燈泡的啟動(dòng)時(shí)間快大約250ms，從而降低了被尾隨車輛碰撞的危險(xiǎn)。另外，LED是固態(tài)光源，可以承受更大的震動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)LED燈的技術(shù)要求

由于LED的亮度與流過的電流成正比，所以需要恒定的電流源來驅(qū)動(dòng)LED。在任何情況下，流過LED的電流要保持恒定，才能確保LED亮度的一致性。另外還需要在任何情況下都能將紋波電流控制在可接受的水平。所以說LED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)屬于電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是恒流輸出而非恒壓輸出。

在LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中，必須增加阻塞電路，為防止電源反向操作提供保護(hù)。我們會(huì)遇到的另外一個(gè)挑戰(zhàn)是要在汽車?yán)鋯?dòng)或負(fù)載斷電的情況下確保LED能夠正常工作。在正常操作的情況下，小轎車的電池供電電壓介于9V與16V之間（例如12V系統(tǒng)總線），而大貨車的電池供電電壓則介于18V與32V之間（例如24V系統(tǒng)總線）。在出現(xiàn)負(fù)載斷電或冷啟動(dòng)的情況時(shí)，電池的輸入電壓范圍會(huì)與正常的范圍有很大的出入。

在發(fā)電機(jī)運(yùn)行期間，如果電池的供電被突然截?cái)啵藭r(shí)發(fā)電機(jī)會(huì)繼續(xù)發(fā)電，使用發(fā)電機(jī)供電的電容等用電部分就會(huì)出現(xiàn)電壓突然增高的現(xiàn)象，如果不采取保護(hù)措施，將會(huì)損壞用電器。如果LED的驅(qū)動(dòng)不是恒流驅(qū)動(dòng)，LED的電流就會(huì)有所變化，造成LED的亮度變化，這就是為什么目前的汽車燈會(huì)存在閃爍現(xiàn)象。下面是一個(gè)負(fù)載斷電測試的一個(gè)定義，用來模仿負(fù)載突斷的一些情形。不同的汽車廠商采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，因此負(fù)載斷電測試的定義也各不相同，圖1只是其中一個(gè)案例。

圖1 負(fù)載斷電測試的定義