汽车自适应控制的LED照明系统设计(2)

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4.5.5 LED自适应调光系统软件设计 26

4.5.6 汽车前照灯智能随动调节电路设计 28

5 车灯总体结构设计 31

5.1 车灯的防震设计 31

5.2 车灯的整体结构图 31

结论 32

致谢 33

参考文献 34

1 引言

1.1 汽车照明系统的现状

随着现代科技技术的发展，人们的生活水平也飞速提高，汽车也逐渐从简单的代步工具慢慢转变成高档的生活享受，同时汽车的行驶安全也引起了人们的高度重视。前照灯作为汽车照明的最重要手段，所以也在汽车行驶的安全性方面尤其是夜间行驶具有举足轻重的地位。

目前，汽车照明系统正在经历着重要变革，不仅氙气灯（HID）和发光二极管（LED）得到了更广泛的应用，而且汽车照明系统也日益智能化，并且智能化的范围不断延伸。例如前照灯可以转换角度，以便驾驶者能看到偏僻的角落，不过这还取决于汽车的行驶速度。随着汽车技术的发展，汽车前照灯将会发生越来越大的变化。新型、智能化的LED灯具是国际上汽车电子化中最耀眼的产品之一，目前国际上高档轿车如凯迪拉克、宝马、丰田、奔驰和福特等纷纷推出配有五彩缤纷的各种LED灯具的新款式轿车吸引顾客，2004年下半年我国汽车高增长速度下降，汽车市场竞争空前激烈，新款式、新车型不断推出，加速了新型LED车灯的开发。上海汽车电子工程中心与上海小系车灯公司在2004年启动了25项，其中特别重要的是丰田、通用和奇瑞等汽车整车制造公司提出4个车型，7种LED信号灯具的需求，这标志着我国LED信号汽车灯具进入了一个新阶段。丰田在2007年5月17日发布的最高级混合动力车“雷克萨斯LS600h”上全球首次配备了 LED前照灯，如图1.1所示。寿命长达1万小时，点亮所需时间不超过0.1秒。功耗比HID灯的普及产品要低，与HID灯高端产品相当，今后如进一步改进，功耗预计会更低。

雷克萨斯LS600h前照灯

图1.1 雷克萨斯LS600h前照灯

1.2 汽车照明中存在的问题

由于能源短缺和汽车节能减排越来越受大众的重视，所以最开始使用的白炽灯因为其高耗能，低转换率，已经几乎被淘汰，而随后发展的卤素灯虽然性能优于白炽灯，但相比于较后发展起来的氙气灯，还是存在诸多不足。比较如下：传统的卤素灯发光色温值一般为3200k，而双氙气灯发出的光的色温值一般大于4100k，与太阳光非常靠近，非常适合人们的视觉感受，对驾驶员眼睛的疲劳度有很好的改善；在发光强度上，传统卤素灯的前照灯灯泡为55w，此时只有1000lm的亮度，双氙气灯35w的功率，对应的亮度为3200lm[1]，在夜间行车的时候，驾驶员的视野将会更加开阔，在节能减排的同时也提高了驾驶安全性。LED作为最近才应用于汽车前照灯的新型光源，其巨大优势也是有目共睹的，氙气灯虽然具有诸多优势，但激发氙气灯发光需要将车上的12v低电压升到23000v的高压，在这个过程中，一旦漏电，极易产生高压打火，引起火灾，在安全性方面存在较大漏洞，即使采取策略可以安全控制，但随之而来的成本也会大大提升，LED的亮度基本与通过它的电流成正比（电流大于LED截止电流之后），所以汽车12v电压完全能满足LED的驱动。其次，氙气灯启动至完全亮度需要2秒时间，在高速公路上行驶时存在很大安全隐患，而LED基本是闪开，只需0.1s左右。所以在行驶安全性方面，LED优于氙气灯。然而LED也存在很多劣势，首先亮度不够，即使使用高亮度的LED也需几个组合才能达到氙气灯的亮度，其次当使用高亮度的LED，尤其是LED组合照明时，其发热量非常巨大，远高于氙气灯，所以LED的散热也是其能否成为LED前照灯的巨大瓶颈，如果能找到很好的散热方式，同时随着LED质量的规范化，量产化。LED灯具将会占据汽车照明的绝大多数市场。下面是卤素灯、氙气灯、LED灯的对比，见表1.2。