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高亮度LED在轿车照明使用中的关键问题
来源:http://www.jgjjl.com 编辑:www.kb88.com 2018-10-18 08:13

  高亮度LED在轿车照明使用中的关键问题

   选用高亮度LED照明将成为未来轿车的主要特征,这归功于LED相关于传统的白炽光照明计划所具有的许多根本优势。此外,选用LED照明也可带动轿车规划技能和规划风格上的改动。可是,正像任何立异技能相同,LED在被广泛用于轿车照明之前,仍需求战胜许多困难。

   要害特性

   1. 牢靠性与运用寿数

   LED的预期运用寿数为5万个小时,而卤钨灯为2万个小时,钨白炽灯为3千个小时。相关于白炽灯,LED的结构巩固,不简略受振荡影响,运用过程中光输出亮度也不会显着下降。依据多个LED的照明计划还具有冗余度长处,即便一个LED呈现毛病,仍能够持续运用照明设备。正确运用LED(特别是正确操控LED的温度),可有用延伸LED的预期寿数。相反,假如温度过高,LED很简略损坏。LED运用在轿车照明上还牵涉许多法令界说问题。大大都国家对刹车灯或头灯毛病——灯亮或平息有清晰界说。但对选用多个LED的灯,很难精确界说照明灯是否现已损坏。制造商与立法机构正在界说LED的运用办法。

   2. 功率/每瓦流明

   与规范的白炽灯比较,LED耗费每单位电能能够发生更多的光输出。但与卤素灯比较时,LED的实践光输出的优势并不显着。最新的LED具有超卓的流明每瓦数值,但某些数值是在优化条件下取得的,而一般不是在最高输出条件下取得的。一般来说,当LED的电流添加时,光输出量并未呈线性添加。因而,即便LED在0.5A电流下输出x流明,它在1.0A电流下也不会输出2x流明。

   3. 呼应速度

   以刹车灯和方向指示灯管为例,假定车辆时速为125公里/小时,即35米/秒时,白炽灯的热启动时刻约为250毫秒,而反响敏捷的LED可提前约8米间隔宣布刹车正告,然后有用防止轿车相撞。指示灯也是如此。

   4. 方向性

   另一个要害特性是LED的发光办法。与白炽灯不同,LED只透过一个外表发光,这对头灯与航图灯运用有长处,但可能不适宜车厢照明灯其它照明运用(图1)。

   操控LED的办法

   1. 电流操控

   LED的一个根本问题是,LED是由电流操控的器材,其电压降相对较低。最简略的办法是运用电阻约束LED的电流,但该办法并不适宜选用额外电压为12V或24V电池的体系,因为电池的实践电压是从6V至18V或12V至36V。因而,假如需求坚持亮度,就有必要进行恒流操控。

   2. 电流的线性操控

   线性操控指经过线性调理器坚持经过LED的电流为常数。线性操控在某些情况下功率很低,例如,正向电压为3.5V的单1A(3W)LED,需求调理器在坚持1A电流的一起将的额外12V电源降至8.5V,这样运用3W LED将糟蹋8.5W的功率。线性电流操控是发生噪声最少的技能,并且从EMC视点看,线性电流操控最安全。

   3. 开关式调理器

   电感式开关恒流技能尽管发生的电子噪声较多,但它的功率更高。依据LED的运用数量,能够选用降压或降/升压调理器。

   4. EMC问题

   有必要尽量削减辐射与传导噪声,将噪声操控在容许极限内。尽管PWM办法的频率固定,新日股份:立足尖端科研 打造电动车行业航母www.ag88.com且相对较简略进行滤波,但因为LED负载较为安稳,假如采纳恰当办法,磁滞操控器及PFM是适宜的挑选。开关式调理器的发展趋势是频率将更高,以削减电感/电容的体积。这对轿车运用而言,这总是最佳的处理计划。将频率坚持在较低的水平有助于防止搅扰问题。

   基频的颤动或扩展技能的确有助于契合相似峰值EMC测验要求,但最佳的办法是不发生任何辐射,而任何开关式调理器均难以完成这点。

   辐射热、传导热与热办理

   运用高亮度LED的用户(特别是轿车制造业)要面对的要害问题与最大应战之一,是LED的自热问题。LED的每瓦流明已取得了很大改善,但事实上LED的大都电能均转化成传导热。LED能发生的适宜车厢照明的辐射热较少,但在冰冷气候中,头灯的辐射热却能有用地消融透镜上的雪。因而,热办理是牢靠操控LED的要害。

   热办理主要指温度添加时削减电流。运用高亮度LED的长处是电流改动较大时,眼睛无法察觉到亮度改动。一般来说,电流下降25%,单个LED的亮度改动并不显着。

   可是,LED会随温度与电流的改动而改动色彩,这点是否会影响轿车照明运用仍有待讨论。LED的频谱是否适用于照明,在一般夜视作用下是否会影响驾驶者的间隔感,这些问题可能愈加重要。

   选用PWM办法来减低亮度比,而非直流电操控,可得到更大的光暗份额,且色温不会发生改动,因而用PWM办法减低亮度是较好的办法。可是,频率的挑选也很重要。一般以为频率为200Hz比较好,因为人眼不会感觉200Hz光的闪耀,此外较低的频率可保证处于低于开关式调理器的变换频率。可是,有必要预见到头灯存在频闪效应的潜在问题。一种较为适宜的办法是运用更高频率来调理LED的亮度,然后防止偏摆效应。此外,有必要慎重挑选电感器,防止轿车内发生可听到的噪声。

   LED的温度传感也是需求处理的问题。热敏电阻器是广泛运用的办法,但运用热敏电阻器有必要非常当心,温度操控呼应应设定为LED需求削减的电流所对应的温度上限。当环境温度下降时,简略的温度操控可导致LED的电流添加。图2给出了LED对环境温度的典型呼应要求。

   LED的运用规模

   在轿车运用中,LED主要被用来外部与内部照明。外部照明设备触及热极限与EMC问题,一起还有卸载负载测验的许多杂乱规范,例如,电压是40V、60V、80V,仍是100V LED的驱动电路有必要契合轿车EMC标准的严格要求。关于经过高效、电感开关式调理器驱动的LED,契合上述要求有必定难度,一切预防办法将添加总体计划的本钱。在外部照明运用领域,头灯、雾灯及指示灯是方针运用。

   因为LED所具有的长处,可广泛运用LED来营建车内舒适环境,比方外表类照明灯、踏板照明灯、航图灯、后雾灯、轿车后刹车与指示灯,而用于显现轿车文娱信息的平板显现屏的混色背光照明及气氛照明将进一步添加LED的运用。

   Zetex的LED产品

   用于简略开关LED负载的BSP75器材,是具有ESD维护、过热、负载骤降、过电流与过电压维护的牢靠的FET,适用于对电流高至1.2A的LED进行开关。

   假如需求一起监控电流(如显现刹车LED灯簇的毛病),Zetex的电流监测器ZXCT1081能习惯60V电压瞬变和125℃工作温度。针对轿车LED操控,Zetex供给一系列开关式调理器,驱动电流可达1A。ZXLD1350、ZXLD1360与ZXLD1362是磁滞降压型变换器,能够驱动1W LED串和3W LED串。这些器材可保证用很少的元器材牢靠地操控LED,并能够经过单一引脚,完成封闭、软启动或PWM调光及温度操控等功能。来历: 世界电子商情

   运用半透明资料的彻底漫透射性可下降光源的亮度。亮度是其内部光量和它外表投影面积的函数,面积越大外表亮度越低。半透明资料能下降亮度,但光源宣布的光通量却下降不多,并且适用于需求供给笔直照度的场所,例如选用磨砂玻璃罩、乳白玻璃灯罩等。还可与其他办法相结合操控亮度,如用半透明挡光板和遮光格栅等。操控间接照明亮度是用两种原理结合而成的。一是运用遮挡的办法把灯躲藏起来;二是运用偏转方向的办法把灯火射向二次发光构件(顶棚或檐壁)。二次发光体的面积越大、亮度越均匀,外表亮度越低,作用越好。有时也可将间接照明、遮挡、偏转几种办法结合运用,作用更好。
 

  

   led轿车照明