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高能效LED車內部照明應用技術分析(圖)

上傳人:admin

上傳時間: 2008-04-18

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  近來,在開發高效能低消耗LED的過程中所取得的進展,使這種照明光源在汽車內部照明系統的設計中成為一種技術性選擇。本文將介紹汽車內部照明LED所用到的多種驅動結構與拓撲結構的具體細節,并對熱管理問題加以討論。

  LED正在被許多汽車照明系統所使用。正是由于LED具有尺寸小、效率高的優點,使之適用于車內照明。因此,近來在開發高效能低消耗LED的過程中所取得的進展,使這種照明光源在汽車內部照明系統設計時成為一種技術性選擇。但是,想要驅動這些器件使之發揮最佳性能,卻是一門藝術。

  LED需要專門的工作電流,需要在一個標準寬度的值域當中擁有調整LED正向電流的辦法與精準性,需要車用電池組與充電系統以及串聯限制電阻器。

  在調節LED工作電流時創新使用標準N型溝道耗盡型晶體管(JFET)比使用電阻能獲得更好的效果。JFET可以被看作是一個壓控電阻。通過簡單地調節柵源極電壓,使源極能夠提供相對穩定的電流,以此作為串聯LED的電流源。當漏極電壓與未經調整的開關型蓄電池相通連時,便能提供一個相對穩定的電流,與標準電阻相比,使用JFET能提供更高的效率。

  LED車內照明將可應用在:儀表盤背光;控制臺背光;頂燈;便捷光源;RGB基調光源。

  電路拓撲結構、驅動器電流要求和熱管理特別注意。圖1所示電路幾乎涉及所有汽車LED光源應用。如果LED電流低于100mA(大多數車內照明應用的類型都是背光或開關照明,電流一般為30mA),電阻阻值可由串聯在LED兩端的導通電壓(Vfwd)計算得出。當使用13.5 V之類的特殊電源電壓時,電阻值的確定如下所示:

  Vsupply - Vsw_bat - Vrpp -I_led*R1 - 2 Vfwd=0 V

  Vsw_bat = 0 V

  Vsupply = 13.5 V (一般情況)

  Vrpp = 0.8 V

  Vfwd = 3.5 V

  I_led = 30mA

  R1 = 13.5 - 0.8 - 2*(3.5) = 190 Ω/30

  由專用電阻來調整LED電流的方法已被大家所熟知,并且可通過選用一個阻值在一定范圍內的電阻作為補償來解決LED最壞情況下的Vfwd壓降問題。然而,供電電壓在9V至18V之間變化,LED電流也隨之改變。在同樣190Ω電阻和9V電壓情況下重新調整公式,I_led值變為6.3mA.假定所有的參數保持不變,供電電壓上升至18 V時I- led值為53mA。

  儀表板通常都要有背光,以便使駕駛員能夠在光線較弱的條件下看清儀表盤和指針。首先,亮度調節能力是最重要的——能提供100 : 1的亮度調節比。此外,為了方便駕駛員對汽車狀態進行了解,一些指示用燈也需要背光,例如安全氣囊檢驗、動力系統狀態、液面情況等等。一般情況下,最多能同時應用30個LED。

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