浅谈LED在汽车中的应用及其驱动电路的设计

　　LED 是发光二极管(Light Emitting Diode) 的简称，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，发光效率可达80% 至90%。这种半导体组件自开发以来一般是作为指示灯使用。随着科学技术的发展，LED 对照明领域产生了深刻的影响，被誉为继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第4 代照明光源。20 世纪80 年代中期，LED 开始应用于汽车中央高位制动灯。20 世纪90 年代，汽车仪表LCD 面板背光照明普遍采用LED 这种固态新光源。

　　进入新世纪后，LED 光源技术有了更快的发展，涂敷荧光粉工艺制作成的大功率白光LED 的光效已达到100lm/ W。随着输出光通量不断提高，LED 在汽车照明中的推广应用有了更大的发展空间。

　　1 汽车车灯作用及要求

　　目前，汽车日趋平民化，已成为主要交通工具，行车安全引起了社会广泛的关注。据不完全统计，汽车在夜晚或自然光线不足的情况下行驶的里程占总行驶里程的25%，而在此间发生的交通事故占到总事故的40%，并且一半以上的伤亡事故发生在夜间。因此，车外照明灯及信号灯是汽车安全行驶的关键部件，必须满足下列条件：

　　(1)汽车照明灯点亮无延迟，响应时间更快，给驾驶员更多的反应时间。

　　(2)照明亮度强，在夜间或自然光线不足的情况下提高驾驶员的视野，同时使车外信号灯的指示作用更强。

　　(3)高耐震，工作可靠性高，避免因照明故障引起的意外事故。

　　(4)节能，能够有效减少废气的排放量，保护环境。

　　(5)基于汽车销售竞争日益激烈，车灯设计要实用和美观。

　　2 LED 成为汽车照明选材中的新星

　　2.1 LED 的工作原理

　　LED 是特殊的二极管，是一种通过掺杂等手段形成PN 结的半导体器件。当满足二极管导通条件时，电流流过LED，以光和热的形式释放出能量。LED 是电流控制的电流型元件，其发光强度主要依据通过的电流大小，正向导通时，其压降非常高，而且本身具有一定的波动范围。

　　由于LED 没有红外线及紫外线的辐射，其消耗的能量除转换为光能外，几乎都是热能，且只能以热传导的形式传出，因此，LED 在工作时，结温会逐渐升高。而LED 是具有负温度系数的器件，流过LED 的电流会随温度升高而增大，这就形成了正反馈，造成结温的进一步升高，如不加控制，就会烧毁LED。LED 的热学参数与PN 结的结温有很大关系，主波长与温度的关系如下式：

　　mp(Tl) = m0(T0)+ 3Tg #0.1nm/°C

　　由上式可知，每当LED 结温升高10℃时，主波长 ( 人眼能够观察到的) 就会向长波漂移1nm(1nm=10-9m)，导致LED 亮度下降，出现光衰。因此， 个别LED 过热，就会造成LED 阵列发光的均匀性变差。