驅(qū)動LED

　　LED必須使用恒流源驅(qū)動。大多數(shù)LED都有一個規(guī)定的電流級別，LED在該電流級別下可達(dá)到最大亮度，且不會過早損壞。LED的光能輸出與經(jīng)過的電流成正比。有兩種方法可控制電路中的LED亮度。一種是改變LED驅(qū)動電流。LED驅(qū)動電流可通過可變電阻或可變電壓源控制。另一種方法是對LED驅(qū)動電流應(yīng)用脈寬調(diào)制(PWM)或頻率可變但占空比固定的PWM。

　　第一種方法主要有兩個缺點：隨著電流的降低，LED效率可能也隨之降低。而且，在高功率白色LED中，電流級別降低可能會導(dǎo)致顏色偏差。PWM調(diào)光技術(shù)始終以全電流驅(qū)動LED。因此，可以消除效率降低和顏色偏差等問題。為了產(chǎn)生不同的顏色組合，PWM輸出的占空比需要隨時間發(fā)生變化。

　　顏色控制方法

　　利用嵌入式單片機(jī)技術(shù)，可以檢測和主動控制光源的顏色成份。主動顏色控制可用于產(chǎn)生特定的燈光顏色，也可以用于產(chǎn)生混合顏色。例如，可以混合多種組成色來產(chǎn)生特定質(zhì)量的白光。

　　利用三個分別表示紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的顏色值以及另外一個表示亮度的值可產(chǎn)生所需的顏色。可以采用三個PWM通道，或者采用四個PWM通道(其中三個通道分別表示三種顏色，額外的第四個通道表示亮度)實現(xiàn)，后者更加簡單高效。福特汽車公司最新推出的提供情境照明的車型即采用了后一種方法。

　　使用三個通道將顏色和亮度統(tǒng)一控制的方法通常需要14位到16位的分辨率以及功能強(qiáng)大的單片機(jī)(MCU)。利用四個分辨率均為10位的通道也可以實現(xiàn)相同質(zhì)量，這些通道通常在低成本8位MCU中提供。在四通道的方案中，由外部硬件電路計算顏色與亮度的乘積。在低成本8位MCU上也可以利用冪函數(shù)近似法足夠精確地實現(xiàn)亮度控制所需的典型對數(shù)級漸變(見圖1)。　　

 

　　LED溫度是對LED顏色有明顯影響的因素之一。因此，需要對溫度造成的影響進(jìn)行補(bǔ)償。一種廉價而簡單有效的溫度補(bǔ)償方法是使用單片機(jī)的片上比較器和位于LED附近的低成本負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。另一種獲得LED溫度控制的方法是測量其正向壓降。單片機(jī)集成的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的分辨率足以完成此任務(wù)。正向壓降測量有一定優(yōu)勢，因為無需額外的外部組件。

　　照明網(wǎng)絡(luò)

　　顏色校正、溫度補(bǔ)償、顏色更改、顏色混合、亮度控制以及汽車制造商實現(xiàn)各種照明場景的期望都必然使用到單片機(jī)，例如帶非易失性存儲器的PIC MCU。此外，對汽車內(nèi)RGB照明節(jié)點進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的需求以及對診斷的要求，都需要合適的低成本通信協(xié)議。第一代車內(nèi)照明采用分別接線，而OEM最新一代和最新開發(fā)的車內(nèi)照明則采用眾所周知且經(jīng)濟(jì)高效的LIN/J2602通信總線。LIN通信速度為19.2k波特，足以支持顏色變化和照明場景，且不會對駕駛員和乘客產(chǎn)生明顯影響。