毋庸置疑,采用高亮度LED照明将成为未来汽车的主要特征,这归功于LED相对于传统的白炽光照明方案所具有的许多基本优势。此外,采用LED照明也可带动汽车设计技术和设计风格上的变化。然而,正像任何创新技术一样,LED在被广泛用于汽车照明之前,仍需要克服许多困难。
关键特性
1.可靠性与使用寿命
LED的预期使用寿命为5万个小时,而卤钨灯为2万个小时,钨白炽灯为3千个小时。相对于白炽灯,LED的结构坚固,不容易受振动影响,使用过程中光输出亮度也不会明显下降。基于多个LED的照明方案还具备“冗余度”好处,即使一个LED出现故障,仍可以继续使用照明装置。正确使用LED(特别是正确控制LED的温度),可有效延长LED的预期寿命。相反,如果温度过高,LED很容易损坏。LED应用在汽车照明上还牵涉许多法律定义问题。大多数国家对刹车灯或头灯故障——灯亮或熄灭有明确定义。但对采用多个LED的灯,很难准确定义照明灯是否已经损坏。制造商与立法机构正在定义LED的使用方法。
2.效率/每瓦流明
与标准的白炽灯相比,LED消耗每单位电能可以产生更多的光输出。但与卤素灯相比时,LED的实际光输出的优势并不明显。最新的LED具备出色的流明每瓦数值,但某些数值是在优化条件下取得的,而通常不是在最高输出条件下获得的。一般而言,当LED的电流增加时,光输出量并未呈线性增加。因此,即使 LED在0.5A电流下输出x流明,它在1.0A电流下也不会输出2x流明。
3.响应速度
以刹车灯和方向指示灯管为例,假设车辆时速为125公里/小时,即35米/秒时,白炽灯的热启动时间约为250毫秒,而反应迅速的LED可提早约8米距离发出刹车警告,从而有效避免汽车相撞。指示灯也是如此。
4.方向性
另一个关键特性是LED的发光方式。与白炽灯不同,LED只透过一个表面发光,这对头灯与航图灯应用有好处,但可能不适合车厢照明灯其它照明应用。
控制LED的方法
1.电流控制
LED的一个基本问题是,LED是由电流控制的器件,其电压降相对较低。最简单的方法是使用电阻限制LED的电流,但该方法并不适合采用额定电压为 12V或24V电池的系统,因为电池的实际电压是从6V至18V或12V至36V。因此,如果需要保持亮度,就必须进行恒流控制。
2.电流的线性控制
线性控制指通过线性调节器保持通过LED的电流为常数。线性控制在某些情况下效率很低,例如,正向电压为3.5V的单1A(3W)LED,需要调节器在保持1A电流的同时将的额定12V电源|稳压器降至8.5V,这样使用3WLED将浪费8.5W的功率。线性电流控制是产生噪声最少的技术,而且从 EMC角度看,线性电流控制最安全。
3.开关式调节器
电感式开关恒流技术虽然产生的电子噪声较多,但它的效率更高。根据LED的使用数量,可以采用降压或降/升压调节器。