基于温度反馈控制的RGB汽车氛围灯应用研究
根据结温对LED的影响,RGB三种颜色的亮度和色坐标都是结温的函数,只是没有具体的函数关系式,而是相应的对应关系值,即参数表。因此可以将式5描述成结温相关函数:
(7)
LED的结温Tj无法直接测量,通常使用温度传感器探测LED的焊盘温度Ts,再计算得到结温:
(8)
其中Ps为LED输入电功率,PL为LED有效光功率,Rthjs-real为焊盘到结点的真实热阻。
(9)
(10)
其中为LED的光转换效能,对于某一LED的光谱功率分布函数,结合人眼视觉响应函数,则:
(11)
事实上,由于LED的光谱分布于结温相关,因此也与结温相关。由于的变化量较小,且在整个混光计算公式中的影响因数较小,把看做一个定量来考虑。
由以上的分析可知,通过温度探测我们可以计算得到RGB LED各色芯片的结温,现假设RGB LED初始结温分别为Tj1,Tj2,Tj3,RGB三色灯PWM调制的占空比分别为D1(Tj1)、D2(Tj2)、D3(Tj3)。
汽车在实际运行过程中LED工作的环境温度和结温会发生比较大的变化,假设各LED工作的结温分别变为Tj1,Tj2,Tj3,则可以调整RGB三色灯的占空比分别到D1(Tj1)、D2(Tj2)、D3(Tj3),来保持最终的(x,y)色坐标不变。
总结
采用温度探测反馈的控制方式,理论上无论RGBLED的实际输出颜色和亮度如何变化,基本上都可以通过调节RGB各路的占空比来保证混光颜色的一致性。但由于LED颗粒总会与规格书中的各典型曲线有差异,且大批量生产中不可能实际测量每颗LED的关系曲线,仅采用温度探测控制无法非常精准的控制混光色坐标不变,不过对于内饰氛围灯的应用基本可以满足要求,因为人眼对于颜色的辨识有一定的公差,同时由于氛围灯的安装位置通常较远,人眼无法同时观测到所有的氛围灯,从而不会感觉到略微的颜色差异,甚至在实际的应用中也可以不采用温度探测反馈的方式,即直接固定各占空比即可满足氛围灯的应用需求。通过本文的探讨,希望对RGB汽车氛围灯的应用有所帮助,我们相信今后的内饰背光也会更加丰富多彩。
(作者:陈晓丽—欧司朗光电半导体汽车应用工程师)
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