在過去的十年里，汽車電子產(chǎn)品有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，車載電子控制、車載信息服務(wù)以及娛樂系統(tǒng)不管是在數(shù)量上還是在精細(xì)程度上都有了顯著的提高。本文將重點(diǎn)探討這種成長的主要組成部分之一，即：目前以及下一代汽車中LED照明使用率的飛速提高。這種新型照明領(lǐng)域給汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師和制造商均帶來了新的挑戰(zhàn)。了解這些挑戰(zhàn)并找到可行的解決方案是最為重要的，因?yàn)榕c這些照明系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的發(fā)展似乎是沒有止境的。
LED照明
諸如小外形尺寸、低功耗和快速接通時(shí)間等優(yōu)勢開創(chuàng)了高亮度LED被當(dāng)今汽車所廣泛采用的局面。LED在汽車中的初始應(yīng)用是中央高架停車燈(CHMSL);這些應(yīng)用使用紅光LED來提供一個非常扁薄的照明陣列，該照明陣列易于安裝，而且永遠(yuǎn)不需要更換。
傳統(tǒng)上，白熾燈泡是最為經(jīng)濟(jì)的光源，而且仍然被許多汽車所采用。然而，隨著可用照明空間的日益縮小以及對照明光源使用壽命要求的不斷提高，由LED所提供的燈光色彩和設(shè)計(jì)方案正在迅速取代白熾燈泡應(yīng)用。即使是傳統(tǒng)的CCFLTFT-LCD背光源應(yīng)用，目前也在逐漸地被白光LED陣列所取代。
更有甚者，人們還在利用一種電“可操縱”型高電流LED陣列來開發(fā)車前燈，而該領(lǐng)域一直是被鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)所把持的。幾乎所有的汽車照明應(yīng)用(包括車身內(nèi)部/外部照明和背光照明應(yīng)用)都將逐步過渡為采用LED。采用LED的好處具有諸多積極的含意。首先(也許是最重要的一點(diǎn))，它永遠(yuǎn)不需要更換，因?yàn)槠溟L達(dá)100,000小時(shí)的固態(tài)壽命(服役年限：11年半)比汽車的使用壽命還要長。這使得汽車制造商能夠把它們永久性地嵌入車艙內(nèi)的照明系統(tǒng)中，而無需像以往那樣留有用于更換燈絲燈泡的入口。由于LED照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡所要求的安裝深度或面積，因此還可使汽車的造型發(fā)生顯著的變化。LED的另一項(xiàng)優(yōu)勢是其具有低功耗，因而能夠使得耗油量有所減少。
汽車LED照明的設(shè)計(jì)參數(shù)
為了確保最佳的性能和長久的工作壽命，LED需要一個有效的驅(qū)動電路。這些特殊的驅(qū)動電路必須能夠從一根相當(dāng)苛刻的汽車電源總線獲取工作電源，而且還應(yīng)兼具成本和空間“效益性”。為了維持其長久的工作壽命，一定不得超過LED的電流和溫度限值。表1羅列了針對一個高電流白光LED的典型正向電壓與驅(qū)動電流的相互關(guān)系。
在單個LED至三個(串聯(lián))LED的應(yīng)用中，將需要一個降壓型LED驅(qū)動器(比如：凌力爾特的LT3475)，用于把汽車總線電壓(標(biāo)稱值為12V)降至一個更加合適的LED電壓，根據(jù)應(yīng)用的LED彩色和亮度要求的不同，該LED電壓的變化范圍可在2.68V至4.88V(每個LED)之間。與此相反，在諸如剎車燈等需要多個由多達(dá)8個串聯(lián)LED組成的LED串的應(yīng)用中，所需的輸出電壓為21V至39V，所以必需采用一個升壓型LED驅(qū)動器(例如：凌力爾特的LT3496)。凌力爾特公司提供的所有LED驅(qū)動器均采用了電流模式架構(gòu)，旨在輸送恒定的電流。
如欲在輸入電壓不規(guī)則的情況下產(chǎn)生恒定的LED亮度，就必須從這些驅(qū)動器IC獲得一個恒定的電流源。一個內(nèi)部檢測電阻器用于監(jiān)視輸出電流，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電流調(diào)節(jié)。在一個很寬的電流范圍內(nèi)(35mA至1A)保持了高輸出電流準(zhǔn)確度，從而實(shí)現(xiàn)了寬調(diào)光范圍。由于凌力爾特的高電流LED驅(qū)動器是電流模式穩(wěn)壓器，因此它們并不直接調(diào)整電源開關(guān)的占空比，而是由反饋環(huán)路來控制每個周期中流經(jīng)開關(guān)的峰值電流。與電壓模式控制相比，電流模式控制改善了環(huán)路的動態(tài)性能，并提供了逐周期電流限制功能。
在許多應(yīng)用(特別是背面照明和車內(nèi)照明)中，都有可能需要進(jìn)行調(diào)光控制，因而要求驅(qū)動器IC提供一種用于調(diào)節(jié)輸出電流/LED亮度的簡單方法。利用合適的驅(qū)動器IC，即可通過一個PWM信號、DC電壓或外部NMOS晶體管來完成調(diào)光操作，調(diào)光范圍可高達(dá)3000:1。
最后，車載電子產(chǎn)品可能對噪聲很敏感，尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)、無線電路和AM無線電波段接收機(jī)。為了最大限度地降低發(fā)生噪聲干擾的可能性，凌力爾特在其LED驅(qū)動器IC中采用了恒定頻率開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，用戶還可在200kHz至2MHz的范圍內(nèi)設(shè)置開關(guān)頻率，以使開關(guān)噪聲遠(yuǎn)離關(guān)鍵頻段(比如：AM無線電波段)。高開關(guān)頻率還允許使用小的電感器和陶瓷電容器，從而最大限度地縮減了解決方案的尺寸和成本。
