由于當(dāng)時(shí)的汽車(chē)較少,并且速度也較慢,此外也只是偶爾躲避馬車(chē),因此他們還是可以應(yīng)付的,但我們現(xiàn)在已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步:
從煤油燈到白熾燈泡再到發(fā)光二極管(LED)和有機(jī)LED(OLED)的進(jìn)步提供了更可靠、更高效的光源。
從單個(gè)燈泡到多像素化設(shè)計(jì),安裝在車(chē)輛中用于特定燈功能的光源數(shù)量也增加了。
可變照明使駕駛員能夠更好地傳達(dá)他們的意圖,從而全面提升駕駛的安全性。
車(chē)外照明可以為造型和個(gè)性化目的提供功能和形式。
利用電子照明控制模塊,不僅可以根據(jù)法律要求實(shí)現(xiàn)信號(hào)功能,而且可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)而非靜態(tài)信號(hào)功能,包括駕駛員的個(gè)性化歡迎信息(例如地面照明燈上的徽標(biāo))。
隨著尾部照明系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜,光學(xué)、機(jī)械、電氣和制造領(lǐng)域的工程師在設(shè)計(jì)新系統(tǒng)時(shí)都面臨著新的挑戰(zhàn)。
隨著現(xiàn)代尾部照明解決方案的應(yīng)用,其他駕駛員的行為在所有環(huán)境中都變得更可預(yù)測(cè),從而使駕駛更安全。
道路上的尾部照明
在討論LED和電氣拓?fù)渲埃屛覀兪紫瓤纯疵绹?guó)國(guó)家公路交通安全管理局和歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)等監(jiān)管機(jī)構(gòu)依法強(qiáng)制要求的不同信號(hào)功能。如上圖所示,汽車(chē)具有各種必要的尾部信號(hào)功能,所有這些功能都需要控制模塊。下圖是典型的后燈控制模塊的方框圖,其中顯示了所有后燈功能以及電源、通信接口和LED驅(qū)動(dòng)器子系統(tǒng)。
LED光源的優(yōu)勢(shì)
與白熾燈泡相比,LED的主要優(yōu)勢(shì)在于它是一種更高效的光源。光源效率的測(cè)量單位是流明/瓦,這表示消耗的每單位功率所發(fā)出的光量。
通常,LED光源的效率是白熾燈泡的六倍。LED不僅比傳統(tǒng)的白熾燈泡更高效,而且其使用壽命也幾乎是白熾燈泡的42倍,并且可以輕松采用不同的風(fēng)格設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的白熾燈每隔幾年就需要更換一次;其壽命通常是1,200小時(shí)左右。LED的壽命延長(zhǎng)至50,000小時(shí)以上,因此汽車(chē)LED燈在車(chē)輛的整個(gè)生命周期內(nèi)都可以正常工作,無(wú)需更換。
從點(diǎn)到面的轉(zhuǎn)變
由于傳統(tǒng)的白熾燈具有圓形的外殼,因此其外形尺寸是固定的。相比之下,LED光源具有較小的外形尺寸,這意味著汽車(chē)燈不必再是傳統(tǒng)的圓形。通過(guò)使用多個(gè)LED,車(chē)燈可以設(shè)計(jì)得更靈活,以適應(yīng)不同的物理設(shè)計(jì)要求;不過(guò),在汽車(chē)后燈中使用LED的視覺(jué)效果是LED顯示為點(diǎn)。
由于LED燈輸出和光線方向都易于控制,因此最新的汽車(chē)后燈使用多種光學(xué)方法從點(diǎn)型光源轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘凸庠础?/p>
使用光導(dǎo)和漫射器是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的最常用方法,但它們會(huì)降低光學(xué)效率,需要通過(guò)使用亮度更高的LED或使用更多的LED來(lái)提高LED亮度。
設(shè)計(jì)目標(biāo)和挑戰(zhàn)
盡管LED具有許多優(yōu)點(diǎn),但在驅(qū)動(dòng)它們以適應(yīng)汽車(chē)規(guī)格方面也存在挑戰(zhàn)。典型的汽車(chē)LED驅(qū)動(dòng)器要求列表包括:
寬電壓范圍,具有9至16V、24V和40V幾種情況。
–40°C至85°C的工作環(huán)境溫度范圍。
使燈的功能具有動(dòng)畫(huà)效果。
LED故障診斷。
電磁兼容性(EMC)。
汽車(chē)寬電壓范圍
LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)必須能夠在汽車(chē)12V電池的寬電壓范圍內(nèi)工作。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)7637和ISO 16750標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車(chē)行業(yè)中對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器必須承受的12V電池電壓瞬態(tài)的最常見(jiàn)要求。
在正常工作情況下,汽車(chē)電池的電壓范圍通常為9至16V。在該范圍內(nèi),光輸出必須滿(mǎn)足所有溫度條件下的法規(guī)要求。最近,某些燈功能(例如轉(zhuǎn)向燈)在汽車(chē)電池電壓為6V時(shí)工作,這是啟停期間的典型電壓。請(qǐng)注意,啟停的啟動(dòng)電壓曲線可能隨電池情況和溫度的變化而變化。當(dāng)電源電壓低于6V時(shí),后燈通常不一定會(huì)正常工作。就較高的電壓而言,在跨接啟動(dòng)情況下,室溫下電池電壓可能會(huì)激增至24V并持續(xù)1分鐘。