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車用LED照明技術(shù)及現(xiàn)狀分析

作者: 時(shí)間:2011-08-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/200660.htm

目前 驅(qū)動(dòng)器一般采用兩種方法控制正向電流。(1) 采用 的V-I 曲線確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需要向 施加的電壓。其缺點(diǎn)為:LED 正向電壓的任何變化都會導(dǎo)致LED 電流的變化, 其中的鎮(zhèn)流電阻的壓降和功耗會浪費(fèi)功率和降低電池使用壽命。(2) 利用恒流源來驅(qū)動(dòng)LED。因?yàn)榇朔椒ㄐ枰獙ED 并聯(lián)在電路中, 而驅(qū)動(dòng)并聯(lián)LED 需要在每個(gè)LED 串中放置一個(gè)鎮(zhèn)流電阻, 這會導(dǎo)致效率降低和電流失配。因此, 這兩種方法都不能充分體現(xiàn)LED 應(yīng)有的優(yōu)越性。為了克服現(xiàn)有LED 驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn), 出現(xiàn)了LED 陣列的高效智能驅(qū)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(qū)動(dòng)電路的工作效率; 提出了基于嵌入式系統(tǒng)的智能控制方案, 此方案采用智能PWM 穩(wěn)流控制和調(diào)光控制, 具有負(fù)載開路/短路保護(hù)和過流過壓保護(hù)功能。圖2 為LED陣列智能驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路。

  如圖2 所示,CPU 輸出兩路完全倒相對稱的PWM信號A、B, 分別作用在開關(guān)器件上, 使其輪流導(dǎo)通; 通過高頻變壓器T 將能量耦合到次級, 再經(jīng)快恢復(fù)二極管D1、D2 進(jìn)行全波整流, 以實(shí)現(xiàn)對LED 陣列的驅(qū)動(dòng)。LED陣列驅(qū)動(dòng)回路的光電耦合器, 完成對LED 陣列驅(qū)動(dòng)電流的監(jiān)測, 并反饋到CPU, 形成一種智能電流負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng), 以確保驅(qū)動(dòng)電流的穩(wěn)定的可靠性。

  車用LED 驅(qū)動(dòng)電路的集成化和智能化程度越來越高。類似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(yīng)板級空間非常有限的車載應(yīng)用。同時(shí), 由于單片機(jī)、DSP 等控制芯片以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展, 可通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車用照明系統(tǒng)的自動(dòng)化, 這樣LED 的恒流驅(qū)動(dòng)精度以及亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)會更加準(zhǔn)確。智能化控制已經(jīng)成為新一代車用LED 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)理念。

  3 汽車LED 前照燈

  由于汽車前照燈在行車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(yīng)用在概念車上, 隨著LED 以及汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,LED 前照燈的應(yīng)用范圍已從概念車、豪華車向中檔車甚至一般車型過渡, 并且照明發(fā)光強(qiáng)度已達(dá)到白熾燈的水平。

  汽車前照燈包括遠(yuǎn)光燈和近光燈。在夜間行駛時(shí),遠(yuǎn)光燈應(yīng)保證照亮車前100 m、高2 m 處范圍內(nèi)的物體, 且亮度均勻; 近光燈不但要保證車前40 m 司機(jī)能看清障礙物, 而且不能讓迎面而來的駕駛員或行人產(chǎn)生眩光, 以確保汽車在夜間交會車行駛時(shí)的安全。

  傳統(tǒng)汽車前照燈輸出近光和遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際應(yīng)用中, 此系統(tǒng)射出的光束分布于有限的角度范圍, 在一些較為復(fù)雜的路況下( 如轉(zhuǎn)彎) 極易產(chǎn)生視覺盲區(qū)。另外, 傳統(tǒng)汽車前照明系統(tǒng)不具備自動(dòng)調(diào)整光束分布的功能, 近光光束和遠(yuǎn)光光束之間的變換需駕駛員手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn), 這樣在來往車輛頻繁的行車環(huán)境下, 車輛之間容易產(chǎn)生眩目光。為了克服傳統(tǒng)汽車前照燈的上述缺點(diǎn), 自適應(yīng)前照系統(tǒng)AFS 應(yīng)運(yùn)而生。

  AFS 是一種能使駕駛員更好地適應(yīng)各種速度、道路類型和天氣條件的變化, 提高駕駛安全性的前照燈系統(tǒng)。其工作原理如下: 當(dāng)汽車進(jìn)入特殊的道路狀況(如彎道) 時(shí), 由于方向盤和速度發(fā)生變化, 角度傳感器和速度傳感器傳輸?shù)诫娍貑卧‥CU) 的信號就相應(yīng)發(fā)生了變化。ECU 捕捉到這些信號變化, 同時(shí)判斷車輛進(jìn)入了哪種彎道, 并發(fā)出相應(yīng)的指令給前照燈的控制單元, 控制單元根據(jù)收到的指令操控裝在AFS 燈體內(nèi)部的微電機(jī)帶動(dòng)發(fā)光三要素繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn), 從而在非常規(guī)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。

  隨著白光LED 技術(shù)的發(fā)展及空氣動(dòng)力學(xué)和汽車造型的需求, 汽車前部位置越來越低且呈流線型, 為前照燈預(yù)留的空間越來越小。為了滿足汽車照明智能化和人性化的需求,AFS 與LED 燈的結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車前照燈的發(fā)展趨勢。



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