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led车灯产品设计

-2019年12月30日-

设计

LED驱动方式可采用电阻限流、线性稳压器和开关变换器3种类型。电阻限流方案适用于效率较低的应用场合,因此要求效率较高,这种方法不适用于输入电压范围较宽的汽车照明;线性稳压器适用于小电流或LED正向电压降略低于电源电压的情况下,还存在效率低和输入电压范围小的问题。开关变换器具有电路拓扑灵活、效率高、输入电压宽等特点。因此,在综合考虑工作效率、安装尺寸、静态电流、工作电压、噪声、输出调节等因素后,驱动电路多采用开关变换器。开关变换器的拓扑结构分为Buck、Boost和Buck-Boost三种。目前,led应用于汽车照明,其驱动电源必须是铅酸蓄电池。


由于电池的输入电压范围会与正常范围有很大的不同,驱动电路一般采用Buck-Boost拓扑结构来满足LED阵列的电压要求。这种电路拓扑的直流拓扑(输出电压与输入电压之比)与占空比D(导通时间与开关周期之比)有关。当电池电压低于LED所需电压时,调整D>0.5,使电路处于升压状态;当蓄电池电压高于LED所需的电压时,调整D<0.5,使电路处于降压状态。LED是一种电流控制的电流型元件,其亮度与电流成正比。如果LED不是由恒定电流驱动,即使电压恒定,当通过的电流波动时,LED的亮度也会改变。为了保证稳定可靠的亮度,led需要一个恒流驱动,并且在任何情况下都需要将纹波电流控制在可接受的水平。因此,LED驱动电路的输出必须是恒流输出而不是恒压输出。


Buck-Boost电路在电池电源转换后为LED阵列供电,采样电路对流过LED的电流进行采样,并将信号传输给控制电路。控制电路分析采样信息,调整Buck-Boost电路中开关管的占空比,保证LED电流恒定。当电路异常时,控制电路切断电源,确保LED不受损坏。一般来说,LED驱动电路必须满足以下要求:


(1) Buck-boost函数。当LED本身的输入电压或电压降发生波动时,调整输出电压以满足输出电流恒定的要求,确保LED稳定可靠。


(2) 高功率转换效率。为了减少行驶损耗,节约成本,同时减少电池充电次数,延长电池寿命。


(3)亮度调整功能。当周围环境非常暗时,信号灯通常不需要由最大电流驱动。此时,可以控制驱动电流以改变LED的亮度,从而降低LED的功耗。调节驱动电流的常用方法是使用PWM信号控制。


(4) 有完善的保护电路。应设置各种保护措施,以保护自身和LED可靠工作。例如低压闭锁、过压保护、过热保护、输出开路或短路保护等。


(5) 散热性能好。从led的热特性可以看出,温度是影响led工作的重要因素之一。夜间行车时,LED长时间亮着。因此,必须具有良好的散热功能,才能保证LED的寿命和可靠运行。


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