??汽車LED照明中快恢復(fù)二極管應(yīng)用技術(shù)
作者：海飛樂技術(shù) 時(shí)間：2017-03-03 17:59
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車在日常生活中的使用越來越多，因此汽車節(jié)能減排及行車安全的要求日益提高。汽車照明系統(tǒng)是保障汽車安全行駛的關(guān)鍵部件，光源又是汽車照明系統(tǒng)的關(guān)鍵。從最先使用的是煤油燈和乙炔燈，1910 年開始使用電光源，先后經(jīng)歷了白熾燈、鹵鎢燈及高強(qiáng)度放電式氣體燈HID（Intensity Discharge Lamp），自1985 年開始進(jìn)入了LED車用燈時(shí)代。同時(shí)LED 燈應(yīng)用于自適應(yīng)前照系統(tǒng)AFS（Adaptive Front Lighting System）的技術(shù)隨之出現(xiàn)?？旎謴?fù)二極管主要應(yīng)用于汽車LED照明系統(tǒng)中的列陣驅(qū)動(dòng)電路中。
圖1 LED伏安特性曲線
LED 屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，圖1 是LED 的伏安特性曲線。由圖1 可知，此曲線比較陡，在正向?qū)ㄖ癓ED 幾乎無電流流過；當(dāng)正向電壓超過開啟電壓時(shí)，電流就急劇上升，發(fā)光亮度L 與正向電流IF近似成正比：L=KIF，其中K 為比例系數(shù)，故可以通過控制LED 的IF來控制其發(fā)光亮度。因此，為了保證其亮度的一致性，通常采用恒流源驅(qū)動(dòng)電路。
汽車電池工作電壓范圍為9 V～16 V，通常情況下為12 V ，但是當(dāng)汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)蓄電池的電壓可跌落到4 V，而當(dāng)蓄電池缺損由發(fā)電機(jī)直接供電時(shí)， 此電壓可達(dá)到36 V 的高壓。因此，對于車用LED 燈具而言，要可靠地恒流驅(qū)動(dòng)LED 串， 驅(qū)動(dòng)控制器必須具備精確的電壓和電流調(diào)節(jié)、保護(hù)電路和調(diào)光功能。因此，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)壓性能良好而又恒流輸出的驅(qū)動(dòng)電路十分必要。
目前車用LED 驅(qū)動(dòng)器一般采用兩種方法控制正向電流。（1）采用LED 的V-I 曲線確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需要向LED 施加的電壓。其缺點(diǎn)為：LED 正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED 電流的變化，其中的鎮(zhèn)流電阻的壓降和功耗會(huì)浪費(fèi)功率和降低電池使用壽命。（2）利用恒流源來驅(qū)動(dòng)LED。因?yàn)榇朔椒ㄐ枰獙ED 并聯(lián)在電路中，而驅(qū)動(dòng)并聯(lián)LED 需要在每個(gè)LED 串中放置一個(gè)鎮(zhèn)流電阻，這會(huì)導(dǎo)致效率降低和電流失配。因此，這兩種方法都不能充分體現(xiàn)LED 應(yīng)有的優(yōu)越性。為了克服現(xiàn)有車用LED 驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)， 出現(xiàn)了車用LED 陣列的高效智能驅(qū)動(dòng)方法。該方法采用了半橋式DC-DC 變換技術(shù)、全波整流技術(shù)、光電耦合技術(shù)等，確保了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的工作效率；提出了基于嵌入式系統(tǒng)的智能控制方案，此方案采用智能PWM 穩(wěn)流控制和調(diào)光控制， 具有負(fù)載開路/短路保護(hù)和過流過壓保護(hù)功能。圖2 為LED陣列智能驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路。
圖2 為LED陣列智能驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路
如圖2 所示，CPU 輸出兩路完全倒相對稱的PWM信號A、B，分別作用在開關(guān)器件上，使其輪流導(dǎo)通； 通過高頻變壓器T將能量耦合到次級，再經(jīng)快恢復(fù)二極管D1、D2 進(jìn)行全波整流，以實(shí)現(xiàn)對LED 陣列的驅(qū)動(dòng)。LED陣列驅(qū)動(dòng)回路的光電耦合器，完成對LED 陣列驅(qū)動(dòng)電流的監(jiān)測，并反饋到CPU，形成一種智能電流負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，以確保驅(qū)動(dòng)電流的穩(wěn)定的可靠性。
車用LED 驅(qū)動(dòng)電路的集成化和智能化程度越來越高。類似PMU（ 電源管理單元）的芯片及封裝的小型化將逐漸取代多個(gè)單一功能電路進(jìn)行組合的方法，以適應(yīng)板級空間非常有限的車載應(yīng)用。同時(shí)，由于單片機(jī)、DSP 等控制芯片以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，可通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車用照明系統(tǒng)的自動(dòng)化， 這樣LED 的恒流驅(qū)動(dòng)精度以及亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)會(huì)更加準(zhǔn)確。智能化控制已經(jīng)成為新一代車用LED 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)理念。
上一篇：TO247封裝尺寸 安裝說明
下一篇：肖特基二極管在開關(guān)電源中的應(yīng)用技術(shù)