汽车LED照明系统:挑战与解决方案内容•LED汽车照明应用•LED汽车照明系统的优点•驱动LED车灯的技术要求及挑战•LED驱动技术•用于高亮度LED车外照明灯的降压/升压LED驱动器•用于汽车显示器背光系统的升压LED驱动器•用于汽车娱乐信息系统的多串LED的背光灯系统2LED汽车照明应用传统的汽车灯•一直以来，汽车的刹车灯、转向信号灯、倒车灯及车尾雾灯都采用21W至27W、亮度为280至570流明(lumen)的钨丝灯泡。•车尾灯、停车灯、车侧显示灯以及转向信号闪灯则采用4W至10W、亮度为40至130流明的钨丝灯泡。•车头灯则采用高亮度的氙气萤光管办(HID)。4采用LED灯泡的各种车外照明应用•车尾顶部刹车灯是最早采用LED灯泡的汽车灯。•在汽车灯市场上，其他的车外照明和指示灯如刹车灯、转向信号灯以及车内照明灯都已改用LED灯泡。•近年车外照明灯如白天辅助灯(DRL)及车头低灯都开始改用LED灯泡。•预计车头高灯很快便会改用高亮度LED灯泡。5为车内显示器提供背光的LED背光灯•为仪表板提供背光的LED背光灯•为TFT显示器提供背光的LED背光灯6LED汽车照明系统的优点汽车灯采用LED灯泡的优点(I)•白光LED的色温约为6,000度K,视觉上几乎与天然光完全相同。–在晚上,大街小巷的景物都以其天然色彩展现在我们的眼前,而且光暗有较明显的对比。•LED灯的平均寿命比钨丝灯及高亮度萤光管长。–更稳定可靠–Æ减少晚上出现故障的次数–Æ无需频频更换灯泡，省欲不少麻烦。8汽车灯采用LED灯泡的优点(II)•采用LED可以节省更多能源–更环保•LED灯泡外型更小，更容易装入灯座内–占用更少空间、更容易配合时尚的灯饰设计•LED刹车灯可以更快启动–减低被尾随车辆碰撞的风险–启动时间比钨丝灯泡快250ms左右•固态光源–可以承受更大的机械性震动9驱动LED车灯的技术要求及面对的挑战驱动LED车灯的技术要求--恒流输出•LED的灯光输出量主要取决于驱动电流的大小•LED驱动器必须:–在任何情况下(例如，输入电压、温度、正向电压等出现变化)都可输出平均计非常恒定的电流–在任何情况下都可将纹波电流控制在可以接受的水平LED驱动器属于电源转换电路，但其特点是输出恒定电流而非恒定电压!!11驱动LED车灯的技术要求--提防电池反向操作的保护设计•必须加设阻塞电路(例如二极管)，为提防电池反向操作提供保护•若正负极出现错误连接的意外情况，这个防护设计可以避免损害LED驱动器及/或引致电池出现短路+输入电压+LED电池驱动器-接地12驱动LED车灯的技术问题--冷启动及负载断电•在正常的操作情况下，小型轿车的电池供电电压介于9V与16V之间(例如12V系统总线)，而大货车的电池供电电压则介于18V与32V之间(例如24V系统总线)•一旦出现负载断电或冷启动的情况，输入电压范围会与正常的范围有很大的变化13负载断电•当引擎仍然开动，但电池的供电则突然被截断，便会出现负载断电–交流发电机所储存的电能会引发电压突波出现•不同汽车厂商采用不同的标准，因此负载断电测试的定义也各不相同:14中央控制的负载断电保护装置大部分先进的交流发电机都配备中央控制式负载断电钳位电路12V总线系统的参考电平一般会24V总线系统的参考电平一般会钳定在35V与42V之间钳定在50V与60V之间15冷启动若天气酷寒，启动装置会令电池供电电压大幅下跌。下图显示“冷启动”测试的典型波形:UB12V5-9.5V3-8Vt/S5ms15ms50ms1-10s100ms16驱动LED车灯的技术问题--负载断电及冷启动•由于LED驱动器的输入供电端连接电池的输入端，因此像刹车灯这类涉及驾驶安全的汽车灯必须不受“负载断电”及“冷启动”的影响，甚至必须能够在这类情况下继续正常操作。–汽车灯光系统LED驱动器必须能够在广阔的输入电压范围内操作在典型的应用情况下，–12V总线系统Æ输入范围：6V–42V–24V总线系统Æ输入范围：12V–60V17LED驱动技术电阻限流方法优点:.•成本较低、设计简单12V缺点:•电流会随着正向电压(VF)及输入电阻限流电压的不同而改变Æ电流较不稳定•效率较低•限流电阻会产生大量热能19线性