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不可思议!LED驱动器可改进车灯样式

2016-01-11 14:58
小鱼时代
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  1990年以前,标准的汽车前灯组装件只包含白炽光源,并且大多是独立的,以创建所需的全部功能。无论这些功能是由密封光束灯创建还是由灯泡、反射器和光学组装件创建,它们都以相似的方式运行。光模式是静态的,且主要由反射器和光学器件限定。受支持的标准照明模式是远光灯、近光灯、转向信号灯、位置灯和雾灯模式。数十年来,这些功能仅提供了在大多数情况下安全驾车所需的基本配光选项。

  20世纪90年代初,一种全新的高强度放电(HID)源出现了。这种放电源能产生更高效、更明亮的灯光,并支持近光灯和远光灯功能。然而,在向HID过渡以后,曾经简单的电池连接就不足以控制灯光了。相反,HID源需要高级电力电子产品,来把直流电池电压源转换成能合理调节光输出的谐振交流电源。

  这种变化把曾经只涉及机械和光学系统的设计带入高级电子产品设计人员的设计领域。在接下来的20年中,HID系统被工程师进一步改进成可同时实现远光灯/近光灯功能的高成本效益的解决方案。。然而,它仍然不具备更多的高级照明功能,因为单一的光源会受到固定尺寸的约束。

  2007年,首批基于发光二极管(LED)的前灯被应用在新型汽车中。基于LED的系统因光源极小,所以可赋予设计人员更大的灵活性。当然,LED的调节还需要依靠某种电源的转换。具体而言,要把电池电压源转换成适用于串联或串联/并联型LED阵列的恒定电流驱动源,LED驱动器是不可或缺的。

  与HID电子产品相似,LED驱动器也会增加汽车前灯系统的成本和复杂性。尽管如此,LED驱动器固有尺寸减小了,强度和颜色的可控性显著提高了,并且效率也有所提升。这给汽车制造商带来的好处是:系统被改进得更适合销售。另外,设计人员还可以利用设计美观和新颖的外形,该外形还可为汽车制造商建立有效的品牌认知度。

  纵观过去的8年,LED汽车前灯已慢慢从日间行车灯(DRL)或雾灯等单个LED功能选项,演变成一个集多功能于一身的完整LED前照灯系统。今天,大多数中高档汽车均有一个完全基于LED的汽车前灯选项。现在,让我们深入地了解一下LED汽车前灯系统。

  LED汽车前灯架构

  由于相关组件固有的功率级,LED汽车前灯组件通常被设计成一个单级开关模式电源。一般而言,为了在负载突降和冷车启动情况下提供调节功能,降压-升压型拓扑结构是首选。在负载突降期间,电池电压可能会上升到60V(有时甚至更高);而在冷车启动期间,电池电压则可能下降到4.5V甚至更低!在任一极端的输入条件下,降压-升压型转换器均可对流至LED串(总正向电压高于或低于电池电压)的输出电流进行调节。

  1.这个典型的汽车前灯系统实施了一种单级功率架构,其中每个转换器均可在该系统里调节一种不同的功能。

  一个完整的前照明系统常由多个转换器组成,每个转换器负责调节该系统的不同部分(图1)。一般用独立的LED串支持每种汽车前灯功能。通常只有DRL和位置灯经过多路复用成为一个串。在这种情况下,通过脉冲宽度调制(PWM)功能以大约10%的占空比对DRL串进行调光来创建位置灯。

  大多数现有的LED汽车前灯都具备两个基本的电子组件:汽车前灯内的LED阵列连同相关的光学和机械组件,以及置于耐候性外壳内、通常从外部连接的照明控制单元(LCU)。LCU印刷电路板(PCB)包含电流调节器等电源转换器以及可与系统中其它电子控制单元(ECU)进行通信的微处理器和收发器。位于驾驶舱附近的车身控制单元(BCU)可将命令发送到LCU,以管理汽车中的所有车身功能。

 

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