資料介紹
發光二極管(LED)照明為標新立異、舒適和用戶定制開啟了一片新天地。這些設計機遇在迅速提升LED在車內的應用程度和速度。當把LED用在車內、車前和車尾照明時,有幾種方法和設計技術可供選擇。
對車用LED來說,其相對抗振、壽命長、高能效及可以對光源進行精妙控制等特性是關鍵因素。與白熾燈泡相比,LED對機械震動不敏感,但需要驅動電路。一般來說,汽車電氣供電系統以鉛酸電池為電源,該電池由引擎通過機械方式驅動的交流發電機/穩壓器充電。這樣一個系統適合老式白熾燈泡,但不適合LED。為使LED達到最佳性能,需一個精準恒流的電流源。
為正確驅動LED,需控制電流,而與電壓無關。光輸出基本取決于電流而不是電壓。理論上,每個電子都轉換為光子,而逃逸出LED的固定比例的光子就成為我們看見的光。
若電壓恒定,則只需一個電阻就可實現一個質量不高的方案。應該指出的是,當LED與電阻簡單串接在一起時,LED本身在一定程度上是自調節的。若溫度升高,LED的效率和亮度都降低,且前向壓降同時減小。減小的前向壓降又導致電流增加,從而些許彌補了因溫升造成的亮度下降。只要電池電壓恒定,串聯電阻方案足以滿足計算機和儀器儀表應用的要求。但汽車行業強制規定設備要能滿足電池在8V至18V間的變化,且還要能容忍80V的峰值。另外,高亮LED會在電阻上產生大量熱。因而使得熱設計更困難。
一個好些但并非最佳的替代方案是采用一個dc-dc電壓轉換器來生成一個合適的穩定電壓然后將此與一個電阻結合起來。若你已有一個為計算機或其它電子設備供電的dc-dc轉換器,則該方案可行;另外,這種方法可能是驅動LED最常用的方法。
但采用一個工作時與電壓無關的恒流器驅動LED是個更好方案。能量消耗和能量轉換分別是兩種基本的恒流器類型。
線性降壓恒流器是能量消耗型恒流器的一個例子。對一個給定電流來說,恒流器兩端壓降所代表的能耗被消耗掉。另一種情況則是能量轉換恒流器,它試圖把不同電平間的能量差儲存起來。
描述這種能量轉換所用的方程是熱力學基本定律之一:
輸入功率=輸出功率
用W=V·I給定(給定),替換式中的W:
Vin·Iin=Vout·Iout+(100-X%效率)W發熱(發熱)
若將LED的前向電壓作為Vout,將所需的電流作為Iout,就將得到描述LED驅動器的一般方程。
耗能的LED驅動器
用分立器件搭建一個線性恒流器相對簡單。圖1就是一款用分立器件搭建的恒流器。D1應是支齊納二極管或電壓參考。電流則由方程ILED=VD1/RSET確定。D2提供對晶體管基極二極管的簡單溫度補償。
對車用LED來說,其相對抗振、壽命長、高能效及可以對光源進行精妙控制等特性是關鍵因素。與白熾燈泡相比,LED對機械震動不敏感,但需要驅動電路。一般來說,汽車電氣供電系統以鉛酸電池為電源,該電池由引擎通過機械方式驅動的交流發電機/穩壓器充電。這樣一個系統適合老式白熾燈泡,但不適合LED。為使LED達到最佳性能,需一個精準恒流的電流源。
為正確驅動LED,需控制電流,而與電壓無關。光輸出基本取決于電流而不是電壓。理論上,每個電子都轉換為光子,而逃逸出LED的固定比例的光子就成為我們看見的光。
若電壓恒定,則只需一個電阻就可實現一個質量不高的方案。應該指出的是,當LED與電阻簡單串接在一起時,LED本身在一定程度上是自調節的。若溫度升高,LED的效率和亮度都降低,且前向壓降同時減小。減小的前向壓降又導致電流增加,從而些許彌補了因溫升造成的亮度下降。只要電池電壓恒定,串聯電阻方案足以滿足計算機和儀器儀表應用的要求。但汽車行業強制規定設備要能滿足電池在8V至18V間的變化,且還要能容忍80V的峰值。另外,高亮LED會在電阻上產生大量熱。因而使得熱設計更困難。
一個好些但并非最佳的替代方案是采用一個dc-dc電壓轉換器來生成一個合適的穩定電壓然后將此與一個電阻結合起來。若你已有一個為計算機或其它電子設備供電的dc-dc轉換器,則該方案可行;另外,這種方法可能是驅動LED最常用的方法。
但采用一個工作時與電壓無關的恒流器驅動LED是個更好方案。能量消耗和能量轉換分別是兩種基本的恒流器類型。
線性降壓恒流器是能量消耗型恒流器的一個例子。對一個給定電流來說,恒流器兩端壓降所代表的能耗被消耗掉。另一種情況則是能量轉換恒流器,它試圖把不同電平間的能量差儲存起來。
描述這種能量轉換所用的方程是熱力學基本定律之一:
輸入功率=輸出功率
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若將LED的前向電壓作為Vout,將所需的電流作為Iout,就將得到描述LED驅動器的一般方程。
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用分立器件搭建一個線性恒流器相對簡單。圖1就是一款用分立器件搭建的恒流器。D1應是支齊納二極管或電壓參考。電流則由方程ILED=VD1/RSET確定。D2提供對晶體管基極二極管的簡單溫度補償。
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