LED在汽车照明中应用前景及刹车电路设计

孔繁昊 陈玉玲* 沈阳工学院信息与控制学院

1 前言

汽车的普遍推广随之带来的是照明用电的快速增加，这不仅增加大量的电源投资，而且污染也会随之产生。因此如何节能环保的照明引起人们广范关注。绿色照明工程计划必将是未来的发展趋势。

2 LED使用优势

2.1 节能

LED是冷光源用过半导体发光。所以其自身照明对环境没有任何污染，与白炽灯、荧光灯相比，节电效率可以达到90%以上。在同样亮度下，耗电量仅为普通白炽灯的1/10，荧光灯管的1/2。

2.1 环保无污染

LED是一种绿色光源。LED灯由于是直流驱动，没有频闪；没有红外和紫外的成分，没有辐射污染，显色性高并且具有很强的发光方向性；调光性能好，色温变化时不会产生视觉误差；冷光源发热量低，可以安全触摸；这些都是白炽灯和日光灯达不到的。它既能提供令人舒适的光照空间，又能很好地满足人的健康需求，是保护视力并环保的健康光源。同时LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。

2.3 发光效率高

常见的白炽灯、卤钨灯等其发光所需能量大部分都转换成热能消耗掉，而LED与其它灯不同，其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高LED光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。

2.4 使用寿命长

普通灯通常采用电子光场辐射发光，其灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5～10年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯。

以白炽灯为例，白炽灯使用时间可达2000小时，而LED使用时间可达50000小时。由此可见LED的使用会大大减少换灯的频率。

2.5 响应速度快

以刹车灯和方向指示灯为例，假设车辆时速为125公里/小时，即35米/秒时，白炽灯的热启动时间约为250毫秒，而与白炽灯相比，LED可提早约8米距离发出刹车警告，从而有效避免汽车相撞。转弯指示灯也是如此。

3 LED车用刹车灯的设计

设计汽车刹车灯的工作模式为：行驶由单片机PWM控制，得到亮度为额定值的30%～50%左右，当刹车时汽车由单片机输出完全的低电平，得到100%的亮度。

3.1 基于LED刹车灯的总体框图设计

此次设计将12V汽车蓄电池电压提升到34V以上，驱动3路各20只串联的LED灯发光的电路。

硬件电路主要由单片机控制电路，升压电路，驱动电路和发光二极管电路组成。图1所示为系统硬件结构原理图：

图1 电路硬件结构

升压电路由MC34063组成，可将外接电源进行升压，满足LED发光需求，并输出。该电路主要由二极管、电阻、电感、电容构成。升压电路图如图2所示：

图2 升压电路图

电路中选用单片机控制电路时选用AT89C51系列单片机16引脚封装。由于汽车上是12V直流电源，而AT89C51单片机的驱动电压在3.3～5.5V左右，所以不能直接将汽车上的电源接在单片机上。故需利用CW0805来输出5V稳定电源。图3恒流电源电路图：

图3 稳压电路图

4 结束语

LED具有节能、无污染、发光效率高、使用寿命长灯一系列优点，在日后必将成为汽车照明中不可缺少的光源。但其仍有需要改进之处，本文不仅详细介绍了LED，同时设计了一个刹车灯电路，达到了预期效果，可应用于实际生产中。

[1]沈仁元、吴勇.数字电子技术.北京：机械工业出版社，2005

[2]周太明、宋贤杰.LED-21世纪照明新能源.照明工程学报，2001