上海小糸LED车灯设计及控制技术(内部资料)

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20LED

在车灯领域的运用及控制技术

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20•

LED在汽车照明系统中应用的优势•

LED的主要工作特点•

LED的连接方式及优缺点•

LED驱动控制技术•

LED驱动设计的EMC考虑•LED在汽车照明系统中的运用及展望

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20LED在汽车照明系统中应用的优势

与传统车灯光源比较，LED的优势如下：

(1)寿命长

在2万小时以上，免维护，在整个汽车

使用期限之内有可能不用再更换灯具;

(2) 高光效

比同等亮度卤素灯节能至少在一半以上;

(3)响应快

普通白炽灯的启动时间一般为100-

300ms，而LED则无须热启动时间，对于事

关重要的制动灯来说，意味着高速行驶时

的制动距离会相差6m以上，从而使汽车追

尾事故发生率降低5％。

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20(4)体积小

设计灵活性大，可以随意变换灯具模式，适用各种造型的汽车；

(5)辐射热少

使灯具不会因长期受热而变形，提高了整套灯具的寿命；

(6)性能优越

LED为固体光源，眩光小，无热辐射环

氧树脂封装，扰震动和耐冲击性能强。

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20•LED的温度特性

•LED的PN结的温度系数为负，也就是随着温度的升高，其伏安特性左移，温度升高时LED的势垒电势降低。由于这个特点，必须采用限流措施，最好是恒流方式，否则在输入电压不变时，随着LED工作温度的升高，电流会越来越大，以至损坏LED 。•LED电流与光通量的关系•流过LED的电流和LED的光通量的比值也是非线性的。LED的光通量随着LED的电流增加而增加，但超过LED的额定电流后，光通量增加得很少，并有烧坏的危险。因此必须对LED采取限流措

施。

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20•LED采用全部并联的连接方式•优点：

•可以避免由于一只LED断路而

导致整个照明系统失效的问题。

•驱动电压低，一般用降压电路驱动。•缺点：

•要求驱动电路输出较大的电流

•当LED的一致性差别较大时，即每个LED的导通压降不一样，这样就会使通过每只LED 的电流不一致，造成LED的亮度不一样。•当一颗LED短路故障时，还是会造成照明系

统失效

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20•LED采用混联的连接方式•优点：

•能够满足LED较多的运用场合•分配在同一个串联支路中的每个LED上的电流基本相同，使LED亮度一致性好。

•可靠性较高，对LED的要求比较宽松。

•不会发生单颗LED失效（短路或开路故障）而发生整个照明系统失效的情况。

•缺点：

•当LED的参数差异过大时，LED仍会显示出亮度差异。

•当LED的颗数不能满足串并联要

求时，此连接方式实施困难。

10LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20LED驱动的技术方案

•电阻限流控制

•最简单的方法是使用电阻限制

LED的电流。

•LED的工作电流随外部电压的变

化而变化，故LED的亮度随外部电压的变化而变化

•限流电阻耗散功率，并以热能的

形式释放，驱动电路的工作效率低于30％。

•当LED的工作电流超出LED的极限

电流后，LED损坏。

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20•线性恒流控制

•

线性恒流控制指通过线性调节器保持通过LED的电流为常数。•

LED电流不再跟随外部电压的增加而线性增加，负载输出电流恒定，维持在LED串的设定电流值，防止大电流对LED造成损坏。

•

线性电流控制是产生噪声最少的技术，而且从EMC角度看，线性电流控制最安全。

•

线性控制电路工作的发热情况比电阻式驱动好，但效率依旧很低，在30％－40％之间

。

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20•开关恒流控制

•通过重复通/断的开关方式把直流电变换成高频方波电，在经过平波后变成需要的直流电输出。

•具有闭环负反馈系统，可实现高精度的恒流控制。

•可实现负载电压高于供电电压的升压控制，简称BOOST控制。

•可实现负载电压低于供电电压的降压控制，简称BUCK控制。

•可实现不受外部供电电压限制，而输出需要的负载电压，简称BUCK－BOOST控制。

•具有较高工作效率，80％－90％，发热量小。

•可实现控制电路小型化。

•电路的实现成本高，需要具备一定的技术手段，系统稳定的调整过程繁琐。

•

从EMC角度产生的电子噪声最多，需要运用专门的EMC手段减少辐射与传导噪声，将噪声控制在容许极限

内。

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LED 在车灯领域的运用及控制技术交流| Page | 2009-11-20LED在汽车照明系统中的运用领域及展望

•在LED全面进军汽车应用市场中，一个最大的障碍就是前照灯。

•一是亮度输出。为提高亮度，需要更多数量的LED，这不仅会引起成本增加，而且会使LED的故障率增加。•

二是散热问题。传统光源产生的热虽然远远高于LED，但不会因高温而降低其光输出。然而，LED光输出却会因结温升高而下降。因此，散热问题在LED前照灯灯具设计工作中至关重要。为防止LED过热而烧毁，需要为其加装散热片。由于前照灯需用很多个LED，加设散热

片后体积会过于庞大，难以纳入灯具之中。

丰田新款"普锐斯"的LED前照灯