汽車照明中高亮度LED應(yīng)用若干問題分析

高亮度LED  EMC  PWM 輻射熱,、傳導(dǎo)熱與熱管理

使用高亮度LED的用戶，如戶外廣告屏幕,，節(jié)能環(huán)保工程,，空間照明，特別是汽車制造業(yè)要面臨的zui大關(guān)鍵問題與挑戰(zhàn)之一,，是LED的自熱問題,。LED的每瓦流明已取得了很大改進，但事實上LED的多數(shù)電能均轉(zhuǎn)化成傳導(dǎo)熱,。LED能產(chǎn)生的適合車廂照明的輻射熱較少，但在寒冷氣候中,，頭燈的輻射熱卻能有效地融化透鏡上的雪,。因此，熱管理是可靠控制LED的關(guān)鍵,。

熱管理主要指溫度增加時減少電流,。使用高亮度LED的優(yōu)點是電流變化較大時，眼睛無法察覺到亮度變化,。一般而言,，電流下降25%，單個LED的亮度變化并不明顯,。

但是,，LED會隨溫度與電流的變化而改變顏色,，這種變化是否會影響汽車照明應(yīng)用，仍有待探討,。LED的頻譜是否適用于照明,，在一般夜視效果下是否會影響駕駛者的距離感，這些問題可能需要我們更加側(cè)重去分析解答,。

采用PWM方法來減低亮度比,，而非直流電控制，可得到更大的光暗比例,，且色溫不會發(fā)生變化,，因此用PWM方法減低亮度是較好的方法。同時,，頻率的選擇也很重要,。一般認為頻率為200Hz比較好，因為人眼不會感覺200Hz光的閃爍,，此外較低的頻率可確保處于低于開關(guān)式調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)換頻率,。但是，必須預(yù)見到頭燈存在頻閃效應(yīng)的潛在問題,。一種較為合適的方法是使用更高頻率來調(diào)節(jié)LED的亮度,，從而避免“偏擺”效應(yīng)。此外,，必須謹慎選擇電感器,，避免汽車內(nèi)產(chǎn)生可聽到的噪聲。

LED的溫度傳感也是需要解決的問題,。熱敏電阻器是廣泛使用的方法,，但使用熱敏電阻器必須十分小心，溫度控制響應(yīng)應(yīng)設(shè)定為LED需要減少的電流所對應(yīng)的溫度上限,。當(dāng)環(huán)境溫度降低時,，簡單的溫度控制可導(dǎo)致LED的電流增加。圖2給出了LED對環(huán)境溫度的典型響應(yīng)要求,。

LED的應(yīng)用范圍

在汽車應(yīng)用中,，LED主要被用來外部與內(nèi)部照明。外部照明設(shè)備涉及熱極限與EMC問題,，同時還有卸載負載測試的許多復(fù)雜標準,，例如，電壓是40V,、60V,、80V，還是100V LED的驅(qū)動電路必須符合汽車EMC規(guī)格的嚴格要求。對于通過,、電感開關(guān)式調(diào)節(jié)器驅(qū)動的LED,，符合上述要求有一定難度，所有預(yù)防措施將增加總體方案的成本,。在外部照明應(yīng)用領(lǐng)域,，頭燈、霧燈及指示燈是目標應(yīng)用,。

由于LED所具備的優(yōu)點,，可廣泛使用LED來營造車內(nèi)舒適環(huán)境，比如儀表類照明燈,、踏板照明燈,、航圖燈、后霧燈,、汽車后剎車與指示燈等,。

Zetex的LED產(chǎn)品

用于簡單開關(guān)LED負載的BSP75器件，是具備ESD保護,、過熱,、負載驟降、過電流與過電壓保護的可靠的FET,，適用于對電流高至1.2A的LED進行開關(guān),。

如果需要同時監(jiān)控電流(如顯示剎車LED燈簇的故障)，Zetex的電流監(jiān)測器ZXCT1081能適應(yīng)60V電壓瞬變和125℃工作溫度,。針對汽車LED控制,，Zetex提供一系列開關(guān)式調(diào)節(jié)器，驅(qū)動電流可達1A,。ZXLD1350,、ZXLD1360與ZXLD1362是磁滯降壓型轉(zhuǎn)換器，可以驅(qū)動1W LED串和3W LED串,。這些器件可確保用很少的元器件可靠地控制LED,，并可以通過單一引腳，實現(xiàn)關(guān)閉,、軟啟動或PWM調(diào)光及溫度控制等功能,。