發(fā)光二極管(LED)照明為標(biāo)新立異、舒適和用戶定制開啟了一片新天地。這些設(shè)計(jì)機(jī)遇在迅速提升LED在車內(nèi)的應(yīng)用程度和速度。當(dāng)把LED用在車內(nèi)、車前和車尾照明時(shí)，有幾種方法和設(shè)計(jì)技術(shù)可供選擇。
對(duì)車用LED來(lái)說，其相對(duì)抗振、壽命長(zhǎng)、高能效及可以對(duì)光源進(jìn)行精妙控制等特性是關(guān)鍵因素。與白熾燈泡相比，LED對(duì)機(jī)械震動(dòng)不敏感，但需要驅(qū)動(dòng)電路。一般來(lái)說，汽車電氣供電系統(tǒng)以鉛酸電池為電源，該電池由引擎通過機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)/穩(wěn)壓器充電。這樣一個(gè)系統(tǒng)適合老式白熾燈泡，但不適合LED。為使LED達(dá)到最佳性能，需一個(gè)精準(zhǔn)恒流的電流源。
為正確驅(qū)動(dòng)LED，需控制電流，而與電壓無(wú)關(guān)。光輸出基本取決于電流而不是電壓。理論上，每個(gè)電子都轉(zhuǎn)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(gè)電阻就可實(shí)現(xiàn)一個(gè)質(zhì)量不高的方案。應(yīng)該指出的是，當(dāng)LED與電阻簡(jiǎn)單串接在一起時(shí)，LED本身在一定程度上是自調(diào)節(jié)的。若溫度升高，LED的效率和亮度都降低，且前向壓降同時(shí)減小。減小的前向壓降又導(dǎo)致電流增加，從而些許彌補(bǔ)了因溫升造成的亮度下降。只要電池電壓恒定，串聯(lián)電阻方案足以滿足計(jì)算機(jī)和儀器儀表應(yīng)用的要求。但汽車行業(yè)強(qiáng)制規(guī)定設(shè)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(huì)在電阻上產(chǎn)生大量熱。因而使得熱設(shè)計(jì)更困難。
一個(gè)好些但并非最佳的替代方案是采用一個(gè)dc-dc電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)生成一個(gè)合適的穩(wěn)定電壓然后將此與一個(gè)電阻結(jié)合起來(lái)。若你已有一個(gè)為計(jì)算機(jī)或其它電子設(shè)備供電的dc-dc轉(zhuǎn)換器，則該方案可行；另外，這種方法可能是驅(qū)動(dòng)LED最常用的方法。
但采用一個(gè)工作時(shí)與電壓無(wú)關(guān)的恒流器驅(qū)動(dòng)LED是個(gè)更好方案。能量消耗和能量轉(zhuǎn)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(gè)例子。對(duì)一個(gè)給定電流來(lái)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(zhuǎn)換恒流器，它試圖把不同電平間的能量差儲(chǔ)存起來(lái)。
描述這種能量轉(zhuǎn)換所用的方程是熱力學(xué)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(fā)熱(發(fā)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(qū)動(dòng)器的一般方程。
耗能的LED驅(qū)動(dòng)器
用分立器件搭建一個(gè)線性恒流器相對(duì)簡(jiǎn)單。圖1就是一款用分立器件搭建的恒流器。D1應(yīng)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(duì)晶體管基極二極管的簡(jiǎn)單溫度補(bǔ)償。
雖然該電路簡(jiǎn)單，但與所有耗能LED驅(qū)動(dòng)器一樣，都存在能量消耗和由電阻產(chǎn)生的發(fā)熱問題。隨著LED亮度的增加，發(fā)熱會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。LED點(diǎn)的越亮，浪費(fèi)的能量越多。
在電流較小、且串在一起的LED前向電壓的總和略低于電源電壓時(shí)，這種類型的穩(wěn)流方式可以用。有幾家LED驅(qū)動(dòng)器IC廠商采用的就是這種恒流方法。但在驅(qū)動(dòng)高亮度LED時(shí)，不建議采用該方法。
省量的LED驅(qū)動(dòng)器