LED及CCFL在汽車照明中的應(yīng)用

在汽車發(fā)展的歷史進(jìn)程中，照明一直扮演著相當(dāng)重要的角色，一開始汽車僅配備方便在黑暗中尋找道路的前燈，不久之后，在交通流量逐漸增大的情況下出于安全與秩序的考慮，其它照明源，例如尾燈、指示燈以及其它信號(hào)燈則陸續(xù)加入，并針對(duì)一些特殊情況下加上了警告燈與霧燈，另一方面，車廂內(nèi)裝的光源，例如儀表板燈、車頂燈、地圖燈或車門踏板照明燈等也為駕駛者與乘客帶來(lái)更高的方便性。

　　除了最早期的車型外，所有這些照明都采用電源，并使用白熾燈泡，最近幾年，其它光源，例如發(fā)光二極管（Light EmittingDiode；LED）以及冷陰極管（Cold Cathode FluorescentLamps；CCFL）則逐漸應(yīng)用到汽車上，這些新光源的主要優(yōu)勢(shì)在于更長(zhǎng)的使用壽命以及更佳的發(fā)光效率，白熾燈泡的標(biāo)準(zhǔn)壽命大約在一萬(wàn)小時(shí)，熒光燈管則可以達(dá)到五萬(wàn)小時(shí)，發(fā)光二極管甚至可長(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)小時(shí)。

　　LED壽命長(zhǎng)而且故障率極低，可以大幅降低維修的成本，LED的其它優(yōu)勢(shì)還包括低電壓運(yùn)作、低電磁發(fā)射、不受機(jī)械應(yīng)力影響、更輕薄的尺寸、寬廣的工作溫度范圍以及幅度更大的明暗調(diào)整范圍，通過(guò)LED技術(shù)的改進(jìn)，可以預(yù)期這項(xiàng)技術(shù)將逐漸取代其它光源，不過(guò)目前CCFL在部分特定應(yīng)用，例如大區(qū)域背光以及高功率非聚焦照明場(chǎng)合還是擁有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　CCFL與LED光源都需要一個(gè)電源，同時(shí)不同的技術(shù)也有各自的特殊要求，此外，這些電源也必須執(zhí)行其它特定應(yīng)用的額外功能，本文將介紹LED與CCFL光源的電源解決方案，并討論各種汽車內(nèi)裝與外部燈光應(yīng)用的設(shè)計(jì)。

　　讓該亮的地方就有燈光：車室照明

　　車室照明應(yīng)用包括了儀表板以及指示背光、車頂燈或地圖燈、車門踏板照明燈或后車廂燈以及顯示背光等，由于顯示背光有其它特殊要求，因此我們?cè)诤竺嬖偌右杂懻摗?/p>

　　所有這些汽車內(nèi)部燈光應(yīng)用都可以采用LED作為光源，雖然地圖燈與車頂燈通常可以使用一顆高亮度LED來(lái)解決，但儀表板燈與車門踏板照明燈則通常需要超過(guò)一個(gè)LED串聯(lián)形成的光源，之所以采用串聯(lián)連接方式主要是為了避免不同LED間的電流不同造成顏色差異。所有應(yīng)用都必須要有內(nèi)建明暗調(diào)整功能的定電流電源，而擁有這些功能組合的一個(gè)例子為美商美信（Maxim）公司的MAX16800，這款芯片整合了所有的控制以及電流供應(yīng)電路，請(qǐng)參考圖1（a）。

　　MAX16800擁有高達(dá)40V的輸入電壓范圍，因此能夠在不需要加入保護(hù)組件的情況下直接連接到汽車電池，這些保護(hù)主要用來(lái)避免電池電路因負(fù)載突降而帶來(lái)的突波，芯片為L(zhǎng)ED提供定電流輸出，電流大小則可以通過(guò)與LED串接的感測(cè)電阻RSENSE來(lái)加以設(shè)定，請(qǐng)見圖1（b）。為了改善電流設(shè)定的精確度并提高對(duì)外部噪聲的抵抗能力，MAX16800采用了差動(dòng)式電流感測(cè)輸入。

　　LED的色溫會(huì)隨著流經(jīng)的電流變化，因此要控制LED的亮度最好采用定電流脈寬調(diào)制（Pulse WidthModulation；PWM）的方式，而非直接改變實(shí)際電流的大小，MAX16800通過(guò)在芯片的使能（Enable）輸入接腳加上PWM信號(hào)來(lái)控制LED的亮度，流經(jīng)LED的電流將由PWM所設(shè)定的速度進(jìn)行亮滅控制。

　　抗EMI電磁干擾能力在汽車應(yīng)用中相當(dāng)重要，同樣地也必須注意不要產(chǎn)生任何EMI，將流經(jīng)LED電流進(jìn)行開關(guān)切換就是造成EMI幅射的來(lái)源，因此，為了降低PWM運(yùn)作時(shí)所發(fā)出的EMI，MAX16800整合了波形整形電路來(lái)使切換邊緣變得平緩。

　　許多照明應(yīng)用并沒(méi)有包含可以用來(lái)產(chǎn)生明暗控制信號(hào)的微控制器，對(duì)于這類應(yīng)用就可以采用MAX16805以及MAX16806，請(qǐng)參考圖2（a）、（b）與（c），這些LED驅(qū)動(dòng)器包含了所有需要的功能，例如斜波產(chǎn)生器、脈沖偵測(cè)器、穩(wěn)壓電路、帶隙參考電路以及其它更多功能，因此可以節(jié)省微控制器或開關(guān)式轉(zhuǎn)換器的需求，請(qǐng)參考圖2（a）。這兩款芯片都能夠通過(guò)加到DIM輸入的外部模擬電壓控制內(nèi)部所產(chǎn)生的PWM信號(hào)，其中MAX16806同時(shí)還提供有可以遮蔽模擬明暗控制設(shè)定的開關(guān)輸入SW（SwitchInput），這個(gè)開關(guān)輸入不僅能夠檢測(cè)開關(guān)的狀態(tài)，同時(shí)擁有去彈跳功能，并提供穩(wěn)定開關(guān)用的封閉電流（wetting current）。