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高亮度LED在轿车照明运用中的要害疑问

信息来源:LED透明屏厂家赫尔诺    编辑:LED显示屏厂家-赫尔诺

选用高亮度LED照明将变成将来轿车的主要特征,这归功于LED相关于传统的白炽光照明计划所具有的很多根本优势。此外,选用LED照明也可带动轿车设计技能和设计个性上的改变。然而,正像任何创新技能相同,LED在被广泛用于轿车照明之前,仍需求战胜很多艰难。

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的构造巩固,不简略受振动影响,运用过程中光输出亮度也不会显着下降。基于多个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。精确运用LED(特别是精确操控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很多法令界说疑问。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不是现已损坏。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。一般而言,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,而反应迅速的LED可提前约8米距离宣布刹车警告,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。与白炽灯不一样,LED只透过一个外表发光,这对头灯与航图灯运用有长处,但也许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的一个根本疑问是,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,这么运用3W LED将浪费8.5W的功率。线性电流操控是发生噪声起码的技能,而且从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疑问

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,且相对较简略进行滤波,但因为LED负载较为安稳,假如采纳适当办法,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,这老是最好的处理计划。将频率坚持在较低的水平有助于防止搅扰疑问。

基频的“颤动”或“扩展”技能的确有助于契合相似峰值EMC测验请求,但最好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)要面对的要害疑问与最大挑战之一,是LED的自热疑问。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的长处是电流改变较大时,双眼无法察觉到亮度改变。一般而言,电流下降25%,单个LED的亮度改变并不显着。

可是,LED会随温度与电流的改变而改变色彩,这点是不是会影响轿车照明运用仍有待讨论。LED的频谱是不是适用于照明,在一般夜视作用下是不是会影响驾驶者的距离感,这些疑问也许愈加主要。

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,且色温不会发生改变,因而用PWM办法减低亮度是较好的办法。可是,频率的挑选也很主要。一般以为频率为200Hz比较好,因为人眼不会感受200Hz光的闪耀,此外较低的频率可确保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疑问。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疑问。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,简略的温度操控可致使LED的电流添加。图2给出了LED对环境温度的典型呼应请求。

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疑问,一起还有卸载负载测验的很多杂乱规范,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标准的严格请求。关于经过高效、电感开关式调理器驱动的LED,契合上述请求有一定难度,一切预防办法将添加总体计划的成本。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来营造车内舒服环境,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,而用于显示轿车“娱乐信息”的平板显示屏的混色背光照明及氛围照明将进一步添加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(如显示刹车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。对于轿车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。这些器材可确保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,而且适用于需求供给笔直照度的场合,例如选用磨砂玻璃罩、乳白玻璃灯罩等。还可与其他办法相联系操控亮度,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联系而成的。一是运用遮挡的办法把灯隐藏起来;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、偏转几种办法联系运用,作用非常好。

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