圖1:與白熾燈不同,,LED發(fā)出光具有方向性,。
控制LED的方法
1. 電流控制
LED的一個基本問題是,LED是由電流控制的器件,,其電壓降相對較低,。最簡單的方法是使用電阻限制LED的電流,但該方法并不適合采用額定電壓為12V或24V電池的系統(tǒng),因為電池的實際電壓是從6V至18V或12V至36V,。因此,,如果需要保持亮度,就必須進行恒流控制,。
2. 電流的線性控制
線性控制指通過
輻射熱,、傳導(dǎo)熱與熱管理
使用高亮度LED的用戶(特別是汽車制造業(yè))要面臨的關(guān)鍵問題與最大挑戰(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,,這點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,,這些問題可能更加重要,。
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,。但是,,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,。
圖2: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,。對于通過高效、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,,而用于顯示汽車“娛樂信息”的平板顯示屏的混色背光照明及氣氛照明將進一步增加LED的應(yīng)用。
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,。