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高能效LED车内部照明应用技术分析(图)

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上传时间: 2008-04-18

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  近来,在开发高效能低消耗LED的过程中所取得的进展,使这种照明光源在汽车内部照明系统的设计中成为一种技术性选择。本文将介绍汽车内部照明LED所用到的多种驱动结构与拓扑结构的具体细节,并对热管理问题加以讨论。

  LED正在被许多汽车照明系统所使用。正是由于LED具有尺寸小、效率高的优点,使之适用于车内照明。因此,近来在开发高效能低消耗LED的过程中所取得的进展,使这种照明光源在汽车内部照明系统设计时成为一种技术性选择。但是,想要驱动这些器件使之发挥最佳性能,却是一门艺术。

  LED需要专门的工作电流,需要在一个标准宽度的值域当中拥有调整LED正向电流的办法与精准性,需要车用电池组与充电系统以及串联限制电阻器。

  在调节LED工作电流时创新使用标准N型沟道耗尽型晶体管(JFET)比使用电阻能获得更好的效果。JFET可以被看作是一个压控电阻。通过简单地调节栅源极电压,使源极能够提供相对稳定的电流,以此作为串联LED的电流源。当漏极电压与未经调整的开关型蓄电池相通连时,便能提供一个相对稳定的电流,与标准电阻相比,使用JFET能提供更高的效率。

  LED车内照明将可应用在:仪表盘背光;控制台背光;顶灯;便捷光源;RGB基调光源。

  电路拓扑结构、驱动器电流要求和热管理特别注意。图1所示电路几乎涉及所有汽车LED光源应用。如果LED电流低于100mA(大多数车内照明应用的类型都是背光或开关照明,电流一般为30mA),电阻阻值可由串联在LED两端的导通电压(Vfwd)计算得出。当使用13.5 V之类的特殊电源电压时,电阻值的确定如下所示:

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

  Vsw_bat = 0 V

  Vsupply = 13.5 V (一般情况)

  Vrpp = 0.8 V

  Vfwd = 3.5 V

  I_led = 30mA

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

  由专用电阻来调整LED电流的方法已被大家所熟知,并且可通过选用一个阻值在一定范围内的电阻作为补偿来解决LED最坏情况下的Vfwd压降问题。然而,供电电压在9V至18V之间变化,LED电流也随之改变。在同样190Ω电阻和9V电压情况下重新调整公式,I_led值变为6.3mA.假定所有的参数保持不变,供电电压上升至18 V时I- led值为53mA。

  仪表板通常都要有背光,以便使驾驶员能够在光线较弱的条件下看清仪表盘和指针。首先,亮度调节能力是最重要的——能提供100 : 1的亮度调节比。此外,为了方便驾驶员对汽车状态进行了解,一些指示用灯也需要背光,例如安全气囊检验、动力系统状态、液面情况等等。一般情况下,最多能同时应用30个LED。

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