作為第四代車用光源，LED 有很多優于其他傳統光源的特點。為此分析了車用LED 照明的可行性和先進性，介紹了其典型的驅動電路，并著重研究了LED 以及AFS 在汽車前照燈上應用現狀。介紹了車用LED 照明面臨的問題及應對措施，并對其未來發展進行了展望。

　　1 車用LED 照明的可行性和先進性

　　在汽車上使用照明光源大約開始于20 世紀初。最先使用的是煤油燈和乙炔燈，1910 年開始使用電光源，先后經歷了白熾燈、鹵鎢燈及高強度放電式氣體燈HID(Intensity Discharge Lamp)， 自1985 年開始進入了LED車用燈時代。同時LED 燈應用于自適應前照系統AFS(Adaptive Front Lighting System)的技術隨之出現。

　　目前，LED 已被眾多汽車廠商加以利用制造出各種車燈款式。寶馬、福特、本田、豐田、奔馳、奧迪等著名品牌車為了提高各自的總體競爭力， 紛紛推出配有各式各樣LED 車燈的新款轎車以吸引顧客。LED 具有很多其他光源所不具備的優點：(1) 壽命長、抗震性好。LED 的使用壽命理論上可達5 萬小時， 實際壽命也可達2 萬小時( 普通的鹵素燈泡僅為150 ～500 小時左右) ， 一般都要超過汽車本身的壽命。另外，LED 的基本結構中沒有易損可動部件， 故抗震性能非常好。(2) 節能環保。LED在低電壓小電流的條件下就能夠獲得足夠亮度， 其耗電量僅為相同亮度白熾燈的10%～20%;LED 光源中不含危害人體健康的汞， 生產過程和廢棄物不會造成環境污染。(3) 響應速度快。與白熾燈相比，LED 燈的響應時間已經達到了幾十納秒， 這樣， 當采用LED 作為汽車尾燈時， 可以使后續汽車司機更早反應， 以減少交通事故的發生。(4) 體積小。小巧的LED 可使汽車風格的設計更加自由、多樣化， 從而使車型更加時尚; 與傳統光源相比，LED 信號燈系統的安裝深度可以減少80 mm， 這一點對于汽車造型和內部零件布置具有重要意義。

　　目前汽車產業在全球經濟中仍然是支柱產業， 并處在飛速發展的關鍵時期， 其必定會帶動車用燈具的發展， 為LED 在汽車上的應用提供廣闊的市場空間。

　　2 車用LED 照明的驅動電路

　　LED 屬于電流控制型半導體器件， 圖1 是LED 的伏安特性曲線。由圖1 可知， 此曲線比較陡， 在正向導通之前LED 幾乎無電流流過; 當正向電壓超過開啟電壓時，電流就急劇上升， 發光亮度L 與正向電流IF近似成正比：L=KIF， 其中K 為比例系數， 故可以通過控制LED 的IF來控制其發光亮度。因此， 為了保證其亮度的一致性， 通常采用恒流源驅動電路。

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　　汽車電池工作電壓范圍為9 V～16 V， 通常情況下為12 V ， 但是當汽車冷啟動時蓄電池的電壓可跌落到4 V， 而當蓄電池缺損由發電機直接供電時， 此電壓可達到36 V 的高壓。因此， 對于車用LED 燈具而言， 要可靠地恒流驅動LED 串， 驅動控制器必須具備精確的電壓和電流調節、保護電路和調光功能。因此， 設計一種穩壓性能良好而又恒流輸出的驅動電路十分必要。

　　目前車用LED 驅動器一般采用兩種方法控制正向電流。(1) 采用LED 的V-I 曲線確定產生預期正向電流所需要向LED 施加的電壓。其缺點為：LED 正向電壓的任何變化都會導致LED 電流的變化， 其中的鎮流電阻的壓降和功耗會浪費功率和降低電池使用壽命。(2) 利用恒流源來驅動LED。因為此方法需要將LED 并聯在電路中， 而驅動并聯LED 需要在每個LED 串中放置一個鎮流電阻， 這會導致效率降低和電流失配。因此， 這兩種方法都不能充分體現LED 應有的優越性。為了克服現有車用LED 驅動器的缺點， 出現了車用LED 陣列的高效智能驅動方法。該方法采用了半橋式DC-DC 變換技術、全波整流技術、光電耦合技術等， 確保了整個驅動電路的工作效率; 提出了基于嵌入式系統的智能控制方案， 此方案采用智能PWM 穩流控制和調光控制， 具有負載開路/短路保護和過流過壓保護功能。圖2 為LED陣列智能驅動實驗電路。

　　如圖2 所示，CPU 輸出兩路完全倒相對稱的PWM信號A、B， 分別作用在開關器件上， 使其輪流導通; 通過高頻變壓器T 將能量耦合到次級， 再經快恢復二極管D1、D2 進行全波整流， 以實現對LED 陣列的驅動。LED陣列驅動回路的光電耦合器， 完成對LED 陣列驅動電流的監測， 并反饋到CPU， 形成一種智能電流負反饋的閉環控制系統， 以確保驅動電流的穩定的可靠性。

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　　車用LED 驅動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單一功能電路進行組合的方法， 以適應板級空間非常有限的車載應用。同時， 由于單片機、DSP 等控制芯片以及嵌入式技術的不斷發展， 可通過軟件技術實現車用照明系統的自動化， 這樣LED 的恒流驅動精度以及亮度的自動調節會更加準確。智能化控制已經成為新一代車用LED 驅動器的設計理念。