汽車照明典型應(yīng)用及LED照明驅(qū)動方案合集
近年來,憑借光效增高、能耗低、可靠性高、壽命長、尺寸小及環(huán)保等眾多優(yōu)勢,LED在汽車內(nèi)部及外部照明中的應(yīng)用日漸增多,已經(jīng)從最初不那么緊要的汽車照明應(yīng)用,如座艙內(nèi)照明、停車燈及儀表板背光,跨越到了前照燈及組合尾燈等更寬廣應(yīng)用。特別是由于尺寸小,LED能夠配合豐富的形狀和線條變化, 有助提升車燈辨識度,被指定用于眾多中高檔車的前照燈系統(tǒng),配合漂亮的外觀造型設(shè)計(jì)。圖1所示的是如今典型的汽車LED照明應(yīng)用。
圖1:典型汽車LED照明應(yīng)用
汽車LED照明——不僅是漂亮,更助提升汽車主動安全性
LED照明給汽車帶來的直觀好處,并不限于漂亮造型。根據(jù)美國全國公路交通安全管理局(NHTSA)和歐洲委員會(EC)統(tǒng)計(jì),雖然只有25%的駕駛是 在夜間和光線不足期間,但卻有40%的死亡和重傷事故發(fā)生在這段時間。故改善汽車照明,特別是夜間和光線不足條件下的照明,有助提升汽車主動安全性。實(shí)際 上,為了保護(hù)駕駛員/車上人員/路邊行人的安全,業(yè)界長期致力于開發(fā)各種汽車照明方案,如用于改善夜間轉(zhuǎn)彎時照明的自適應(yīng)前照燈(AFS)方案,及用于改 善日間行車安全的日間行車燈(DRL)方案。與傳統(tǒng)上在汽車照明中廣泛應(yīng)用的白熾燈和高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)相比,LED用于汽車 照明有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。如LED響應(yīng)時間短,用于剎車燈可以增加后車的剎車距離,用于轉(zhuǎn)向燈則有更好警示效果。LED的亮度高,但又不像HID那樣刺 眼,有助降低對向行駛汽車駕駛員眩目的風(fēng)險(xiǎn)。LED燈能耗比白熾燈或HID低很多,有助降低燃油消耗,節(jié)省支出。
典型汽車照明應(yīng)用LED驅(qū)動器方案
不同汽車照明應(yīng)用對LED電流的要求各不相同,故需結(jié)合具體應(yīng)用要求,選擇適合的LED驅(qū)動器方案。典型LED驅(qū)動方案包括電阻、線性恒流穩(wěn)流器、線性穩(wěn)壓器及開關(guān)穩(wěn)壓器等。
其中,電阻是最簡單、最低成本的LED限流方案,但能效也最低,且存在LED篩選成本及熱失控等問題。恒流穩(wěn)流器(CCR)性能高于電阻方案,但成本低 于線性或開關(guān)穩(wěn)壓器方案,適合低電流LED照明應(yīng)用。線性穩(wěn)壓器支持多條線路并行配置以幫助散熱,提供達(dá)±2%的穩(wěn)流精度,無電磁干擾(EMI)問題,成 本中等,但能效也較低。開關(guān)穩(wěn)壓器廣泛使用。這種方案成本更高,技術(shù)更復(fù)雜,但支持任何類型的輸入電壓與輸出電壓關(guān)系,且根據(jù)輸入/輸出條件,能效能夠高 于90%,但存在EMI問題。
圖2:典型汽車照明應(yīng)用及LED驅(qū)動器方案
除了這些方案,安森美半導(dǎo)體還推出高集成LED照明管理集成電路(LMIC)。這些LMIC集成了多種LED驅(qū)動及控制功能,相當(dāng)于完整子系統(tǒng),能夠承受高達(dá)125℃的環(huán)境溫度,用于汽車前照燈、組合尾燈及最新的AFS等應(yīng)用。
自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(AFS)的應(yīng)用優(yōu)勢及工作原理
傳統(tǒng)汽車前照燈的燈光跟車身方向始終一致,在汽車轉(zhuǎn)彎時無法有效照明彎道內(nèi)側(cè)的盲區(qū),如果彎道內(nèi)側(cè)恰好存在人或物體,而車速又未恰當(dāng)降低,則會帶來安全隱患, 如圖1所示。相比較而言,AFS功能可以提供旋轉(zhuǎn)(swiveling)調(diào)節(jié)效果,能夠根據(jù)方向盤的角度轉(zhuǎn)動,把有效的光束投射到駕駛者需要看清的前方路 面上,幫助降低安全隱患。
圖3:AFS功能的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)(左圖)及水平調(diào)節(jié)(右圖)照明效果。
除了能夠進(jìn)行動態(tài)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié),AFS功能還能提供動態(tài)水平高度調(diào)節(jié)。此功能根據(jù)負(fù)載軸傳感器的信號來調(diào)節(jié)前照燈的水平高度,可以適應(yīng)不同的負(fù)載及不同的斜 坡環(huán)境。如圖1右側(cè)中,上圖是AFS功能在正常水平條件下的燈光投身效果,中圖是在汽車啟動或上坡時路面顛簸條件下燈光上揚(yáng)效果,下圖是在剎車或下坡條件 下的燈光水平下沉照明效果??梢夾FS可根據(jù)車身水平傾斜情況動態(tài)調(diào)節(jié)燈光高度,改善照明效果,增強(qiáng)安全性。AFS工作原理結(jié)構(gòu)圖分別如圖2和圖3所示。
圖4:AFS的工作原理結(jié)構(gòu)圖。