高亮度LED在（zài）汽車照（zhào）明應用的問題

毋庸（yōng）置疑，采用（yòng）高亮度LED照明將成為未來汽車的主要（yào）特（tè）征，這歸功於LED相對於傳統的白熾光照明（míng）方案所具有的許多基本優勢。此外，采用LED照明（míng）也可帶動汽（qì）車設（shè）計技術（shù）和設計風格上（shàng）的變化。然而，正像（xiàng）任（rèn）何創新技術一樣，LED在被廣泛用於汽車照明之前，仍需（xū）要克服許多困難。
關鍵特性
1.可靠性與使用壽命
LED的預期使用壽命為5萬個小時，而鹵鎢燈（dēng）為（wéi）2萬個小時，鎢白熾燈為3千個小時。相對於白熾燈，LED的（de）結構堅固，不容易（yì）受振動影響，使用過程中光輸（shū）出亮度也不（bú）會明顯下降。基於多（duō）個LED的照明方案還具備“冗餘度”好處，即使一個LED出現故障，仍可以繼續使用照明裝置。正確使用LED(特別是正確控製LED的溫度)，可有效延長LED的預期壽命。相反，如果溫度過高，LED很容易損壞。LED應用在汽車照明上還牽涉許多（duō）法律定義（yì）問（wèn）題。大多數國家對刹（shā）車（chē）燈或頭燈故障——燈亮或熄滅有明確（què）定義。但對采用多個LED的燈，很難準確定（dìng）義照明燈是否已經（jīng）損壞。製造商與（yǔ）立法機構正在定義LED的使用方法。
2.效率/每瓦流明
與標準的白熾燈相比，LED消耗每單位電能可以產生更多的光輸出。但與鹵素燈（dēng）相比時，LED的實（shí）際光輸出（chū）的優勢並不明顯。全新的LED具備出（chū）色的流明每瓦數值，但某（mǒu）些數值是在優（yōu）化條件（jiàn）下取得的，而通（tōng）常不是在高（gāo）輸出條（tiáo）件下獲得的。一般而言，當LED的電流增加時，光輸出量並未呈線性增加。因此，即使 LED在0.電流下輸出x流明，它在1.0A電流下也不會輸出（chū）2x流明。
3.響應速度
以刹車燈和方向指示燈管為例，假設車輛時（shí）速為（wéi）125公裏/小時，即（jí）35米/秒時，白熾燈的熱啟動時間約為250毫秒，而反應迅速的LED可（kě）提早約8米距離發出刹車警（jǐng）告，從而有效避免汽車相撞。指（zhǐ）示燈（dēng）也是如（rú）此。
4.方向性
另一個關鍵特性是LED的發光方式。與白熾燈不同，LED隻透過一個表麵發光，這對頭燈與航圖燈應用（yòng）有好處，但可（kě）能不適合車廂照明燈其（qí）它照明應用。
控製LED的方法（fǎ）
1.電流（liú）控製
LED的一（yī）個基本（běn）問題是，LED是由電流（liú）控製的器件，其電壓降相對較低。簡單的方法是使用電阻限製LED的電（diàn）流，但該方法（fǎ）並不（bú）適合采用額（é）定電壓為（wéi） 12V或24V電池的係統，因為電池的（de）實際（jì）電壓是從6V至18V或（huò）12V至36V。因此，如果需要保持亮（liàng）度，就必須進行恒流控製（zhì）。
2.電流的線性控製
線性控（kòng）製指通（tōng）過線性調節器保持通過LED的電流為常數。線性（xìng）控製在某些情況下效率很低，例如，正（zhèng）向電壓為3.5V的單1A(3W)LED，需要調節器在保持1A電流的同時將的額定12V電（diàn）源|穩壓器降至8.5V，這樣使用3WLED將浪費8.5W的功率。線性電流控製是產生噪聲少的技術，而且從 EMC角度看，線性電流控製安全。
3.開關式調節器
電感式開關恒（héng）流技術（shù）雖然產生的電子噪聲較（jiào）多，但它的效率更（gèng）高。根據LED的使用數量，可以采用降壓或降/升壓調節器。
4.EMC問題
必須盡量減少輻射與傳導噪聲，將噪聲控製在容許極限內。雖然PWM方法的頻率固定，且相對較容（róng）易進行濾波，但由於LED負載較為穩定，如果采取適當措施，磁滯控製（zhì）器及PFM是合適（shì）的選擇。開關式（shì）調節器的（de）發展趨勢是頻率將更（gèng）高，以減少電感/電容的體積。這對（duì）汽車應用而言，這總（zǒng）是好（hǎo）的解決方（fāng）案。將頻（pín）率保持在較（jiào）低的水（shuǐ）平有（yǒu）助於（yú）避（bì）免幹擾問題。
基頻的“抖動”或“擴展”技術確實有助於（yú）符合類似（sì）峰值EMC測試要求，但更好的方法是不產生任何輻射，而任何開（kāi）關式調節器均難以實現這點。
輻（fú）射熱、傳導熱與熱管理
使用高亮度LED的用戶(特別是（shì）汽車製造業)要麵臨的關鍵問題與大挑戰（zhàn）之一，是LED的自熱問題。LED的每瓦流明已取得了很大改進，但事實上 LED的多數電能均轉化成傳導熱。LED能產生的適合車廂照明的輻射熱較少，但在寒冷氣候中，頭燈的輻射熱（rè）卻能有效地（dì）融化透鏡上（shàng）的（de）雪。因此，熱管理是可靠控製LED的關（guān）鍵。
熱管理主要指溫（wēn）度（dù）增加時減少電（diàn）流。使用高亮（liàng）度LED的優點是電流變化較大時，眼睛無法察覺（jiào）到亮度變化。一般而言，電（diàn）流下降25%，單（dān）個LED的亮（liàng）度變化並不明顯。
但（dàn）是，LED會隨溫度與電流的變化而改變顏（yán）色，這（zhè）點是否會影響汽車照明應用（yòng）仍有待探討。LED的頻譜是否適用於照明，在一般（bān）夜視效（xiào）果下是否會影響（xiǎng）駕駛者的距離感，這些問題可能更加重（chóng）要。
采用PWM方法來減低亮度比，而非直（zhí）流電控製，可得到（dào）更大的光暗比例，且色溫不會發生變化，因此用（yòng）PWM方法減低亮度是較（jiào）好的方法。但是，頻率的選擇也（yě）很重（chóng）要。一般認（rèn）為頻率為200Hz比較好，因為人眼不會感覺（jiào）200Hz光的閃爍，此外較低的頻率可確保處於低（dī）於開（kāi）關式（shì）調節器（qì）的轉換頻率。但是，必須（xū）預見到頭燈存在頻閃效應的潛在問題。一種較為合適（shì）的方法是使用更（gèng）高頻率來調節LED的亮度，從而避免“偏（piān）擺”效應。此外，必須謹慎（shèn）選擇電感器（qì），避免（miǎn）汽車內產生可（kě）聽（tīng）到的噪聲。
LED的溫度傳感也是需要解決（jué）的問題。熱敏電阻器是廣泛使用的方法，但使用熱敏電阻器必須十分小心，溫度控製響應應設定為LED需要減少的電流所對應的溫（wēn）度上限。當環境溫度降低時，簡單（dān）的溫度控製可導致（zhì）LED的（de）電流（liú）增加。給出了LED對環境溫度的典型（xíng）響應要求。
LED的應用（yòng）範（fàn）圍
在汽車應用中，LED主要被用來外部（bù）與內部照明。外部照明設備涉及熱極限與EMC問題，同時（shí）還有卸載負載測試的許多複（fù）雜標（biāo）準，例如，電壓是（shì）40V、 60V、80V，還是100VLED的驅動（dòng）電路必須符合汽車EMC規格的嚴格要求。對於通過、電感開關式調節（jiē）器驅（qū）動的（de）LED，符合上述要求有一定難度，所有預防措施將增加總體方案的成本。在（zài）外部照明應（yīng）用領域，頭燈、霧燈及指示燈是目（mù）標應（yīng）用。
由於LED所具備的優點，可廣泛使用LED來（lái）營造車內舒適環境，比如儀器|儀（yí）表類照明燈（dēng）、踏板照明燈、航圖（tú）燈、後霧燈、汽（qì）車後刹車與指示燈，而用於顯示汽車“娛樂信息”的平板顯示屏/顯示器（qì）件的（de）混色背光照明及氣氛照明將（jiāng）進一步增加LED的應用。深圳（zhèn）市偷拍亚洲偷竨自拍|科技有限公司供應日本（běn）NOISEKEN汽車EMC測試設備。