LED在汽車燈領(lǐng)域的應(yīng)用

1、*職業(yè)技術(shù)學(xué)院shunde polytechnic畢業(yè)論文題 目：led在汽車燈領(lǐng)域的應(yīng)用 系（院）：電子工程系專 業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班 級： 應(yīng)用電子學(xué)生姓名:學(xué) 制:07130228學(xué) 指導(dǎo)教師:專業(yè)負(fù)責(zé)人 *起止時(shí)間：2010年03月一2010年06月目錄目錄2摘要-4第一章緒論-51.1課題介紹-51.2課題設(shè)計(jì)的目的-5第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.1課題的技術(shù)方案-62.2 led的介紹-62.2.1 led 的概述-62.2.2 led發(fā)光原理-62.2.3 led 的特性-72.2.3.1極限參數(shù)的意義-7223.2電參數(shù)的意義-72.2.4 led 的分類-82.241按發(fā)光管發(fā)光顏色分

2、-8224.2按發(fā)光管出光面特征分-82.2.43按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分-92.2.4.4按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分-92.2.5 led的應(yīng)用92.2.6發(fā)光二極管的檢測-92.2.6.1普通發(fā)光二極管的檢測-92.2.6.2紅外發(fā)光二極管的檢測-102.2.7使用led注意事項(xiàng)-102.3 led在汽車燈領(lǐng)域的應(yīng)用-112.4 led汽車燈的優(yōu)點(diǎn)-132.4.1 led汽車燈的優(yōu)點(diǎn)-132.4.2 t10五面貼片led汽車燈的優(yōu)勢-132.4.3 t10五面貼片led汽車燈發(fā)光效果-15第三章硬件的設(shè)計(jì)-163.1車燈電路原理圖的設(shè)計(jì)-163.2車燈pcb的設(shè)計(jì)-183.3 pcb板的工藝要求-

3、193.3.1工藝邊要求-193.3.2 pcb板上沖孔要求-19-3.3.3元件排列要求-20-3.3.4過波峰/焊錫要求-21 -3.3.5生產(chǎn)防呆性要求-23-3.4 led汽車燈實(shí)物圖片-24 -第四章硬件測試-26-總結(jié)和歸納-27 -參考文獻(xiàn)-28 -致謝-29 -木次設(shè)計(jì)是通過對目前市場上led汽車燈的前景分析，對以往led汽車燈 進(jìn)行改進(jìn)與再次設(shè)計(jì)開發(fā)來達(dá)到更高技術(shù)含量的led汽車燈產(chǎn)品。通過對以往 led汽車燈產(chǎn)品的電路和結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析與探討，最終采用支路限流，干路 防反接與防高壓脈沖對燈損壞的設(shè)計(jì)方案，對產(chǎn)品的應(yīng)用性能進(jìn)行更新?lián)Q代。 在本次設(shè)計(jì)中，我應(yīng)用了 protel軟

4、件完成了電路原理圖和pcb的設(shè)計(jì)，并對其 結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與組裝論證，最后進(jìn)行測試并老化實(shí)驗(yàn)，最終一切符合設(shè)計(jì)要求。 就這樣，一款更具競爭力的高檔led汽車燈產(chǎn)品就面世了。關(guān)鍵詞：led汽車燈、設(shè)計(jì)、技術(shù)、性能、競爭力第一章緒論1.1課題介紹盡管新能源將逐步替代傳統(tǒng)能源，成為推動社會發(fā)展的主動力，但是，新 能源的開發(fā)與利用往往是伴隨著新技術(shù)的誕生和進(jìn)步應(yīng)運(yùn)而生的。技術(shù)的不斷 創(chuàng)新已經(jīng)使led產(chǎn)業(yè)成為新能源利用的孵化器，從而備受國家和新能源企業(yè)的 關(guān)注。作為led應(yīng)用產(chǎn)品之一的led汽車車燈，主要得益于低功耗、長壽命和 響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的車用白熾燈相比，車用led有很多突出的性能優(yōu) 點(diǎn)，主要

5、表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，壽命長。led車燈的壽命理論上可達(dá)5萬小時(shí)，實(shí)際壽命也可達(dá)到 2萬小吋，在車輛壽命期間一般無需更換，而比較好的車用白熾燈泡的壽命也 就3000小時(shí)5000小時(shí)；其次，節(jié)能。led車燈可肓接把電能轉(zhuǎn)化為光能，環(huán) 保節(jié)能效果良好，而白熾燈泡只能把電能的12%-18%轉(zhuǎn)化為光能。如一般應(yīng)用 白熾燈的尾燈功率為21w,而應(yīng)用led的尾燈功率僅為3w-5w；第三，無延 遲。普通白熾燈泡的啟動時(shí)間一般在100毫秒300毫秒，而led的啟動時(shí)間 僅為幾十納秒，啟動時(shí)間大大縮短。同時(shí)led車燈具有光色選擇性大、耐震動 和耐沖擊、低熱、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等白熾燈不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。而且我設(shè)計(jì)的這

6、款led車燈，運(yùn)用了更可靠的電路設(shè)計(jì)，及外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 使得這款產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)更美觀，功能更好，效果突出，及安全性高。1.2課題設(shè)計(jì)的目的1）因?yàn)槲覍@個(gè)課題設(shè)計(jì)非常感興趣，所以選擇親自動手去實(shí)踐；2）為了讓汽車燈的性能更加完善，結(jié)構(gòu)更合理，充分體現(xiàn)壞保；3）也是為了在本次設(shè)計(jì)中學(xué)到更多的知識，無論是在硬件設(shè)計(jì)還是在調(diào)試中有更深一步的提升自己，挑戰(zhàn)自己；4）同時(shí)也是為了接觸不同規(guī)格的led,掌握它們的特性，熟悉如何去運(yùn)用它，以達(dá)到學(xué)以致用。第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1課題的技術(shù)方案我設(shè)計(jì)的這類led汽車車燈，主要運(yùn)用了 5050和3528貼片led、08.5 大功率led以及4. 8插件led,它們的

7、發(fā)光原理是一樣，但相關(guān)電參數(shù)與光參 數(shù)就有所不同。在本次設(shè)計(jì)中，我通過對led汽車燈電路的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)， 制作岀pcb,然后進(jìn)行組裝，最后測試?yán)匣?，確保led汽車燈的性能，使led 汽車燈產(chǎn)品更加完善。2.2 led的介紹2.2.1 led的概述圖1 led剖面圖led （light emitting diode）,發(fā)光二極 管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電 傳化為光。led的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶 片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端 連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起 來（如圖1）。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分 是p型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一 端

8、是n型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種 半導(dǎo)體連接起來的吋候，它們之間就形成一個(gè)“p-n結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會被推向p區(qū)，在p區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式 發(fā)出能量。2.2.2 led發(fā)光原理發(fā)光二極管是由iiijv族化合物，如gaas （w化稼）、gap （磷化掾）、gaasp（磷碑化稼）等半導(dǎo)體制成的，其核心是pn結(jié)。因此它具有一般p-n結(jié)的i-n 特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它述具有發(fā) 光特性。在正向電壓下，電子由n區(qū)注入p區(qū)，空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進(jìn)入 對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光

9、，發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在 少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近pn結(jié)面數(shù)m m以內(nèi)產(chǎn)生。223 led的特性2.2.3. 1極限參數(shù)的意義1）允許功耗pm：允許加于led兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的 最大值。超過此值，led發(fā)熱、損壞。2）最大正向直流電流ifm：允許加在led兩端的最大正向直流電流。超過 此值可損壞二極管。3）最大反向電壓vrm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管 可能被擊穿損壞。4）工作環(huán)境topm：發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于 此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能止常工作，效率大大降低。2. 2.

10、3. 2電參數(shù)的意義圖2光譜分布和峰值波長1）光譜分布和峰值波長：某一個(gè)發(fā)光二極管 所發(fā)之光并非單一波長，其波長大體按圖2所示。 由圖可見，該發(fā)光管所發(fā)z光中某一波長入的光強(qiáng) 最大，該波長為峰值波長。2）發(fā)光強(qiáng)度iv：發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度通常 是指法線（對圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的 發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為（1/683） w/sr 時(shí)，則發(fā)光1坎德拉（符號為cd）。由于一般led 的發(fā)光強(qiáng)度小，所以發(fā)光強(qiáng)度常用坎徳拉（med）作單 位。3）光譜半寬度a a :它表示發(fā)光管的光譜純度。是指圖2中1/2峰值光強(qiáng)所對應(yīng)兩波長之間隔。4）半值角9 1/2和視角：0 1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為

11、軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。半值角的2倍為視角（或稱半功率角）。5）正向工作電流if：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光吋的正向電流值。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需耍選擇if在0.6*lfm以下。6) 正向工作電壓vf：發(fā)光二極管的正向工作電壓是在給定的正向電流(-般是在if二20ma時(shí))下測得的。發(fā)光二極管正向工作電壓vf在1.43. 2v。在外界溫度升高吋，vf將下降。圖4 v-t特性曲線圖7) v-i特性：發(fā)光二極管的電壓與電流的關(guān)系可用圖4表 示。在正向電壓正小于某一值(叫閾值)時(shí)，電流極小，不發(fā) 光。當(dāng)電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。 由v-i曲線可以得出發(fā)光管的正向

12、電壓，反向電流及反向電壓 等參數(shù)。2.2.4 led的分類2. 2. 4. 1按發(fā)光管發(fā)光顏色分按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色(又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和 純綠)、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中還包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的 發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散 射型發(fā)光二極管可做指示燈用。2. 2. 4. 2按發(fā)光管出光面特征分按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝 用微型管等。圓形燈按直徑分為4> 3mm> 4)4. 8mm> e5mni、4)8m

13、m> 4)10mm及© 20n)m等。國外通常把4)3mm的發(fā)光二極管記作1 ；把© 4. 8mni的記作1(1/4), 把 e 5mm 的記作 t-1 (3/4)。由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。從發(fā)光強(qiáng)度角來分有三 類:1) 高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射 劑。半值角為5。20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用， 或與光檢出器聯(lián)用以組成白動檢測系統(tǒng)。2) 標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°45° o3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°90°或

14、更大，散射 劑的量較大。2. 2. 4. 3按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧 封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。2. 2. 4. 4按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的led （發(fā)光強(qiáng)度10mcd）；超高亮度 的led （發(fā)光強(qiáng)度100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10loomcd間的叫高亮度發(fā)光二極 管。一般led的工作電流在十幾ma至幾十ma,而低電流led的工作電流在2ma 以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。2.2.5 led的應(yīng)用由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強(qiáng)度及透明情況等

15、不同，所以 使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行恰當(dāng)選擇。由于發(fā)光二極管具有最大正 向電流ifm、最大反向電壓vrni的限制，使用時(shí)，應(yīng)保證不超過此值。為安全 起見,實(shí)際電流if應(yīng)在0. 6ifm以下;應(yīng)讓可能出現(xiàn)的反向電壓vr小于最大反 向電壓。led被廣泛用于各種電子儀器和電子設(shè)備中，也可作為電源指示燈、電平 指示或微光源之用。紅外發(fā)光管常被用于電視機(jī)、錄像機(jī)等遙控器中。2.2.6發(fā)光二極管的檢測2. 2. 6. 1普通發(fā)光二極管的檢測1）用萬用表檢測。利用具有xiokq扌當(dāng)?shù)闹羔樖饺f用表可以大致判斷發(fā)光 二極管的好壞。正常時(shí)，二極管正向電阻阻值為兒十至200kq,反向電阻的值 為如果正向電

16、阻值為0或?yàn)?,反向電阻值很小或?yàn)?,則易損壞。這種 檢測方法，不能實(shí)地看到發(fā)光管的發(fā)光情況，因?yàn)閤iokq擋不能向led提供較 大止向電流。如果有兩塊指針萬用表（最好同型號）可以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光 情況。用一根導(dǎo)線將其中一塊萬用表的“+”接線柱與另一塊表的接線柱 連接。余下的筆接被測發(fā)光管的正極（p區(qū)），余下的“+”筆接被測發(fā)光 管的負(fù)極（n區(qū)）。兩塊萬用表均置x10q擋。正常情況下，接通后就能正常發(fā) 光。若亮度很低，其至不發(fā)光，可將兩塊萬用表均撥至x1q若，若仍很暗，其 至不發(fā)光，則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。應(yīng)注意，不能一開始測量就 將兩塊萬用表置于xi q,以免電流過大，損

17、壞發(fā)光二極管。2）外接電源測量。用3v穩(wěn)壓源或兩節(jié)串聯(lián)的干電池及萬用表（指針式或 數(shù)字式皆可）可以較準(zhǔn)確測量發(fā)光二極管的光、電特性。如果測得vf在1.4 3.2v之間，且發(fā)光亮度正常，可以說明發(fā)光正常。如果測得vf二0或vf3v, 且不發(fā)光，說明發(fā)光管已壞。2. 2. 6. 2紅外發(fā)光二極管的檢測由于紅外發(fā)光二極管，它發(fā)射13um的紅外光，人眼看不到。通常單只 紅外發(fā)光二極管發(fā)射功率只有數(shù)mw,不同型號的紅外led發(fā)光強(qiáng)度角分布也不 相同。紅外led的正向壓降一般為1.32. 5v。正是由于其發(fā)射的紅外光人眼 看不見，所以利用上述可見光led的檢測法只能判定其pn結(jié)正、反向電學(xué)特性 是否正常，

18、而無法判定其發(fā)光情況正常否。為此，最好準(zhǔn)備一只光敏器件（如 2cr、2dr型硅光電池）作接收器。用萬用表測光電池兩端電壓的變化情況。來 判斷紅外led加上適當(dāng)正向電流后是否發(fā)射紅外光。2.2.7使用led注意事項(xiàng)1）焊接溫度在260度左右，時(shí)間控制在3s以內(nèi)，焊接點(diǎn)離膠體底部在3. 5mm 以上，電烙鐵一定要接地。2）焊接時(shí)最好先焊發(fā)光管的負(fù)極，再焊發(fā)光管的止極。3）請務(wù)帶電焊接led。4）通電的情況下，避免在80以上高溫作業(yè)，如有高溫作業(yè)一定要做好散 熱。5）防靜電：a、所有與藍(lán)、綠、白、紫led相關(guān)作業(yè)人員一定要做好防靜電措施，女fl：帶靜電環(huán)、穿靜電衣、靜電鞋。b、帶有線靜電環(huán)時(shí)，靜電環(huán)

19、一定要接地，并且地線與市地線電位差不超過 5v或者阻抗不超過25歐。c、作業(yè)機(jī)臺及作業(yè)桌面均需加裝地線。6）使用led吋電流最好不要超過20ma,最好使用15-18也的電流。7）安裝led吋，建議用導(dǎo)套定位，務(wù)必不要在引腳變形的情況下安裝。8）在焊接溫度回到正常以前，應(yīng)避免led受到任何震動或外力。9）如需清潔led,建議用超聲波清洗led,如暫時(shí)沒有超聲波清洗機(jī)可暫 用酒精代替，但清潔時(shí)間不要超過一分鐘。注：勿用有機(jī)溶劑（如丙酮、天那水）清洗或擦拭led膠體。以免造成led 發(fā)光不正?；蚰z體內(nèi)部破裂，導(dǎo)致led內(nèi)部金線與品片過接破壞。10）led在彎腳或折腳時(shí)請不耍離膠體太近，應(yīng)與膠體保持3

20、mm以上距離, 否則會使led膠體里面支架與金線分離，管腳在同一處的折疊次數(shù)不能超過三 次，彎腳彎成90,再回到原位置一次。2.3 led在汽車燈領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)在汽車照明燈巳有口熾燈、鹵素?zé)?、毎燈等。但近年慢慢流行l(wèi)ed做指 示燈，例如led剎車燈丄ed轉(zhuǎn)向燈等。為什么近年來會興起用led汽車燈代替 白熾燈呢？原來，led汽車燈與白熾燈比較有顯著的優(yōu)點(diǎn)。一是壽命長，一般可達(dá)幾 萬乃至十萬小吋。有人認(rèn)為如果未來的汽車照明燈使用led,在整個(gè)汽車使用 期限內(nèi)將不用更換燈具。二是非常節(jié)能，比同等亮度的白熾燈起碼節(jié)電一半以 上。三是光線質(zhì)量高，基本上無輻射，屬于“綠色”光源。四是led的結(jié)構(gòu)簡 單，內(nèi)部

21、支架結(jié)構(gòu)，四周用透明的環(huán)氧樹脂密封，抗震性能好。五是無須熱啟 動時(shí)間，亮燈響應(yīng)速度快（納秒級），適用于移動速度快的物體使用。六是適用 電壓在6-12伏特之間，完全可以應(yīng)用在汽車上。七是led占用體積小，設(shè)計(jì)者 可以隨意變換燈具模式，令汽車造型多樣化。汽車廠商青睞led,完全是led 本身的優(yōu)點(diǎn)所決定的。在90年代，有些新型的國產(chǎn)汽車儀表上也巳采用led,主要用于充電指示, 后來還有顯示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速狀況的，例如湖北襄樊生產(chǎn)的一種組合儀表上，里程 表旁邊豎一排led,當(dāng)司機(jī)踩油門時(shí)led排燈就從下至上依次點(diǎn)亮，當(dāng)松油門 時(shí)led排燈就從上至下依次熄滅，頗醒冃好看。90年代中，我國利用led做高 位剎

22、車燈并在汽車上安裝，由于led亮燈快，能及早讓尾隨后面的汽車司機(jī)知 道前方車輛的行駛狀況，減少汽車追尾碰撞事故的發(fā)生。在2004年北京車展上，法國雷奧公司展示了用四只led做成的高位剎車燈 技術(shù)，還有用led霧燈，led轉(zhuǎn)向燈等。這種led技術(shù)適用于所有尾部燈功能。 而在福特汽車展臺上，面向今后中國市場的?？怂?focus)概念車前燈和后燈 都釆用了 led汽車燈。有人預(yù)測，今后兒年led的發(fā)光功率和成本這兩大瓶頸 將得到解決。這樣，不但汽車照明，甚至整個(gè)照明行業(yè)都會發(fā)生重大的變革。led汽車燈具的基本結(jié)構(gòu)由五部分組成：1. led陣列；2.反光鏡；3.配光鏡; 4散熱器；5驅(qū)動電路。led汽

23、車燈具的發(fā)展直接與led光源的發(fā)展相關(guān)聯(lián)。半導(dǎo)體電致發(fā)光現(xiàn)象 早在1907年就發(fā)現(xiàn)，由于光很弱，批量生產(chǎn)困難而進(jìn)展緩慢。1968年美國孟 山都公司推出光強(qiáng)超過20mcd的gaasp/gaas結(jié)構(gòu)的紅色led,以此為突破點(diǎn)， 大大加快了 led的發(fā)展。接著相繼研制出光強(qiáng)達(dá)looomcd的紅、黃、綠的led, 在儀表、電信的信號指示燈上獲得了初步的應(yīng)用，形成了 led早期的應(yīng)用市場。 但由于其光強(qiáng)度、光衰減等性能指標(biāo)問題還無法在汽車燈具中獲得廣泛應(yīng)用。 直到1990年美國hp公司、日本東芝公司推出光強(qiáng)超過looomcd的ingaalp/gaas 結(jié)構(gòu)的紅、黃色高亮度led和1993年日本日亞公司發(fā)

24、明ingan/a12o3蘭、綠色 高亮度led為標(biāo)志，從技術(shù)上和批量生產(chǎn)上為汽車燈具光源led化鋪平了道路。1985年led汽車信號燈首次出現(xiàn)在客車上，1986年nissan300zx型汽車上 使用led高位制動燈標(biāo)志著led汽車燈具時(shí)代正式開始。國際上著名汽車品牌 如寶馬、凱迪拉克、別克、大眾、福特、奔馳、豐口、三菱、馬自達(dá)和斯柯達(dá) 等先后推出led汽車燈具。led汽車照明每年以二位數(shù)的速度在增長，2005年產(chǎn)值已達(dá)5. 46億美元, 占世界led應(yīng)用的14%。中國于2000年在上海大眾桑塔納2000型上首先使用 led高位制動燈。我國led汽車燈具每年以70%-80%的速度在增長，2006

25、年的 產(chǎn)值超過億元，在最近的二年中，產(chǎn)值更是翻了一翻。目前，國際上led汽車前照燈處在研發(fā)過程之中，已有概念燈具推岀，尚 無商品。除led前照燈以外，均已商品化，并已進(jìn)入車燈的智能化控制時(shí)期。 我國汽車燈具led化、智能化水平約與國際水平相差五年。未來led將隨著led質(zhì)量提高、價(jià)格下降，在汽車中獲得更廣泛的應(yīng)用。2.4 led汽車燈的優(yōu)點(diǎn)2.4.1 led汽車燈的優(yōu)點(diǎn)1）長壽命：壽命5-10萬小時(shí)，一般在車輛壽命期內(nèi)無需更換；2）省錢：原車配的是口熾燈，一個(gè)就21瓦；汽車led燈一個(gè)只有1瓦多。 全車一共少100多瓦呢！節(jié)電也就是節(jié)油，五年由此節(jié)油少100升；3）免罰單：由于led的超長壽命

26、，就避免了因燈具突然缺失而招至的罰單;4）電路安全：愛車照明電路中電流從十幾安培降低到不到1安培，電路著 火的可能大大減少；5）行車安全：由于點(diǎn)亮速度快，給后車的制動時(shí)間長，據(jù)測百公里時(shí)速, 能讓后車縮短剎車距離7. 5米。（從您剎車到白熾燈點(diǎn)亮要兒百毫秒，led燈 只要兒十納秒）拒絕被追尾。6）高亮度：相比傳統(tǒng)燈泡，led顏色更純正、亮度更高且持久不褪色，有 更好的警示作用；7）強(qiáng)度高：led的抗震性、耐沖擊性也遠(yuǎn)優(yōu)于普通燈泡，而且有體積小、 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2.4.2 t1o五面貼片led汽車燈的優(yōu)勢1）t10五面貼片外型小巧，360度發(fā)光且顏色均勻；2）超高亮，能在（-30°

27、;cto+85°c）的溫度范圉內(nèi)長期使用;3）此款t10貼片led車燈反應(yīng)速度快，微秒內(nèi)即可發(fā)光4）用途廣乏：用于汽車及卡車邊燈，led指示燈，led示寬燈,led車門燈等，各種車型均可適用;5）技術(shù)參數(shù)如下（a）光電指數(shù) 在室溫25°c：發(fā)光顏色順向電壓/v整體發(fā)光強(qiáng)度/lm單顆led的亮度/lm波長/nin發(fā)光角度/deg色溫/kwhite125. 0-25. 63000-5000無1506000-6500測試條件測試電壓:14v dc電流：6568ma功率：1w反向電流:0. 01ma;反向電壓二15v（b）標(biāo)準(zhǔn)最大值評定結(jié)果在室溫25°c參數(shù)max （最大

28、值）unit （單位）持續(xù)正向電流200ma脈沖電流（工作循環(huán)1/10脈沖寬度0. 1ms）200ma反向電壓15v工作溫度-30°c to +85°c存儲溫度-40°c to +100°c管腳焊接溫度16価在5秒內(nèi)260°c以下焊接2.4.3 t10五面貼片led汽車燈發(fā)光效果第三章硬件的設(shè)計(jì)3.1車燈電路原理圖的設(shè)計(jì)r1t da in4148vccr2r3r4r5r6 led1aled1bi led1c i/ led2aled2bi led2c i led3a iled3bi led3c i led4a | i亍led4bi led4c i

29、 led5a° led5b |i led5c i/丿 led6a iled6b |i led6c i7r2r3r4r6圖一 led汽車燈原理ledlajled1b 制led1c 制/zzz“ led2ahjled2b hjled2c kjflflflled3a 制led3b 制led3c 制leda 憂 ledje 制 ledtc 憂vcc “.7din4007777/”led5b 啊 led5c 恫led6a 制 led6e 惻 led6c 制led5圖二led汽車燈原理vcc7r2r3r4r5r6led1a 制 led1bled2a 制 led2bled3a 制 led2b/le

30、d4a 制 led4eled5a 制 led5bled百a 制 led6bled1cled2cled3cled4cled5cled6c圖三led汽車燈原理圖四led汽車燈原理以上為車燈常用電路，如圖一，在每一支路都串一電阻，該電阻起到限 流作用，使每一串的電流基本一致，確保led不容易被損壞，在正負(fù)輸入兩端 串一開關(guān)二極管的作用是，泄流保護(hù)作用，因?yàn)槠囋谄饎拥囊凰查g，會有一瞬間逆程脈沖高壓，通過開關(guān)二極管，能把瞬間大電流泄放掉，從而保護(hù)led。 圖二與圖三在負(fù)極接一個(gè)二極管的作用是一樣的，是為了防止反接對led 產(chǎn)生損壞。圖四屮接一個(gè)整流橋的作用是使接入線的正負(fù)不用區(qū)分，方便操 作。3.2車

31、燈pcb的設(shè)計(jì)圖一 led汽車燈pcb圖二led汽車燈pcb圖三led汽車燈pcb3.3 pcb板的工藝要求3.3.1工藝邊要求1）有加ai孔的板邊要求寬度為5mm,無加ai孔要求寬度為3mmo2）如pcb形狀是有規(guī)則的長方型或正方型，除非特殊情況，建議不加板邊, 此時(shí)ai孔放在板上空余的地方，以節(jié)約成本。3）v-cut槽深度符合不斷板、易分板要求，一般為板厚的三分之一（單邊 槽）；若pcb板密板且小，v-cut槽多，槽深度要求為板厚的5分之2適宜。3.3.2 pcb板上沖孔要求1）鑼絲孔直徑為3mm （或按具體情況而定），在元件而需加直徑為8mm 口 色圓形絲印，絲印范圍內(nèi)不能布元件（如需耍

32、，在錫面加黑色絲?。?；注意貼片 ic腳、lcd腳不要靠近鑼絲孔，要求離開10mm以上。避免產(chǎn)品裝配打鑼絲時(shí)造 成pcb變形使元件腳脫焊，影響功能。2）ai定位孔直徑為4mm,孔中心到板邊緣距離建議用5mm,特殊情況， 可在大（等）于4mm,?。ǖ龋┯?5mm范圍內(nèi)定點(diǎn)；同一拼板必需要有3個(gè)以上ai 定位孔。ai定位孔360度范圍，ai定位孔中心距離18min范圍內(nèi)一般不放置ai 元件，當(dāng)單個(gè)pcb板長度超過200mm時(shí)，ai定位孔需要加在最長的那條邊兩端, ai定位孔如定在pcb板靠角且不用的角板地方，要保證有2-3個(gè)郵票孔，防ai 時(shí)掉板。3）測試定位孔、定位槽耍注意裝配時(shí)推動定位范圍內(nèi)不能

33、有元件排布， 郵票孔殘留凸面如有影響裝配，需在pcb凹進(jìn)去n2mm的地方開郵票孔；測試 定位孔直徑統(tǒng)一定3. 2mm,如pcb板空間限制或借用鑼絲孔,孔徑范圉應(yīng)在2. 0mm 至4. 5mm；定位孔在pcb板上取點(diǎn)，左、右，上、下不要對稱，防止測試時(shí)反 方向裝機(jī)板。3.3.3元件排列要求1）立式元件引腳要排除有相碰短路的隱患，并要印上元件本體位置相應(yīng) 的絲?。ò咨珗A圈）；倒臥的元件，必須要印上相應(yīng)的倒臥絲印，并明確倒臥方 向；需打膠固定的元件，必須要印上相應(yīng)的打膠絲印。2）排插座缺口統(tǒng)一向外（絲印要印上），ic定位要有明顯標(biāo)志，（如圓點(diǎn) “ ”、“1”等符號），方便辨別。3）大功率及需散熱的元

34、件（例如保險(xiǎn)絲電阻、可控硅等）不要貼板，必 要時(shí)在相應(yīng)的發(fā)熱元件的位置對pcb板沖孔散熱，并且和相鄰的元件要有間隙; 要求按特定方向安裝的元件（例如滾動開關(guān)）則必須要貼板或按要求固定。4）穿線孔及后焊引線孔盡量排在pcb上低元件及空間寬的地方，并有稍 大的虛圈、字母絲印標(biāo)識，例如l、n、r （紅線）等。5）發(fā)聲類元件，例如蜂鳴器，基本上是后焊元件，要排放在板邊，容易 作業(yè)；如果同一塊pcb板上有蜂鳴器和滾動開關(guān)，例如電燙斗產(chǎn)品，建議蜂鳴 器用引線結(jié)構(gòu)，引腳直插貼pcb板，相距太近，發(fā)聲吋振動會影響滾動開關(guān)， 產(chǎn)生誤動作。6）數(shù)碼管、支架等元件因拼板的關(guān)系，有可能在相同的位置而互相干擾, 插件時(shí)

35、插不貼板而形成浮件，后焊要浪費(fèi)人力壓件，注意板與板間要預(yù)留足夠 的板邊。7）帶方向性的元件（led、電解、三極管等），排板吋元件極性方向需一 致。8）支架，電子板中如有需要墊高的元件（如lcd、數(shù)碼管、led之類）定 高度時(shí)，請開支架模（且要求帶定位扣），或要求元件供應(yīng)商在元件增加支撐腳（如數(shù)碼管殼體加25mm以內(nèi)都很方便），支撐腳前后大小要有差別、區(qū)分（用 于分方向作參照），盡量不用海綿建、橡膠墊等易變形物料。裝支架后如果影響 插裝lcd等元件后焊作業(yè)，耍求支架耍有合理的結(jié)構(gòu)，必耍時(shí)耍分體成兩個(gè)支 架；兩個(gè)以上的led要連體定位柱，要求led的引腳必須外露，能目視情況下 對pcb板元件孔插件

36、，不能增加作業(yè)難度；另外部分需在錫面安裝的支架或防 水（蒸汽）罩要注意和at元件腳（跳線、電阻、二極管、穩(wěn)壓管等，腳是彎的） 保證有m25mm的距離。9）lcd引腳多，插時(shí)整排引腳末端要先輕壓在pcb板上，使引腳統(tǒng)一成 一盲線，再推移動插入元件孔的裝配特點(diǎn)，lcd引腳一邊不能有高元件，影響 插件。10）pcb板拼板大小，長、寬尺寸在小于200mm左右適宜。11）元件分布應(yīng)均勻合理，可操作的前提下，采用座標(biāo)格排列方式，元件 孔圓心在同一直線上，盡量靠緊，減少a1機(jī)插件移動時(shí)間；產(chǎn)品元件的排版采 取同一方向，元件且和ai孔排列方向平行為最好，減少ai轉(zhuǎn)臺的時(shí)間,可以提 升ai機(jī)25%的效率.3.3

37、.4過波峰/焊錫要求1）插座、直插ic腳，排線等焊盤密集的元件，過波峰方向需與焊盤排列 方向垂直，過板方向要有絲印注明；pcb過波峰的兩邊夾板邊緣到板屮間方向 3mm范圍不能有元件，如果元件太靠近板邊,在插件和過波峰時(shí)因元件頂在鏈條 上造成元件跳件或過波峰機(jī)后易造成元件高蹺。2）走錫槽耍求：后焊元件在加開走錫槽時(shí)請根據(jù)焊盤的大小及元件引腳 上錫情況進(jìn)行開走錫槽，一般背光源、lcd等焊盤2. 2mm的焊盤都加開0. 2伽 的走錫槽，2. 2mm3mm的焊盤都加開0. 3mm焊盤，3mm的焊盤（例如電磁 爐強(qiáng)電元件igbt、整流橋堆腳等）開0. 4mm的走錫槽；開走錫槽需要注意方向， 要和過波峰方

38、向一致，一般走錫槽開在放烙鐵焊接的反方向比較容易上錫，后 焊元件的引腳焊盤3mm范圍內(nèi)不要有焊盤，lcd后焊焊盤軸線方向離頭、尾5mm 不要有焊盤，否則會影響拖錫作業(yè)。3）雙面板過孔，盡量不要用后焊元件焊盤或比較容易損壞乂不好拆卸的 元件焊盤做為過孔，請?jiān)谕痪€路上選取某個(gè)點(diǎn)加過孔，后焊元件焊盤或比較 容易損壞及不好拆卸的元件，焊盤孔中間不耍沉銅，此種做法可以方便當(dāng)岀現(xiàn) 不良元件時(shí)，好拆裝更換元件，并且后焊元件述可以加走錫槽。pcb在使用過 孔時(shí)過孔的直徑需20. 7伽,主要作用為防止pcb生產(chǎn)商做板時(shí)工藝不成熟造成 的過孔不通現(xiàn)彖。4）焊盤，普通元件按標(biāo)準(zhǔn)封裝處理，后焊類元件（例如貼片ic四

39、個(gè)角的 腳、lcd頭尾引腳）需要增加偷錫焊盤（焊盤需與邊緣焊盤連在一起，不能隔 開單獨(dú)放置，以防定ic時(shí)定錯(cuò)腳位），方便拖焊；預(yù)留元件焊盤不能露銅，pcb 底層不在同一線路上的焊盤必須大于0. 65mm,若間距wlmm需要加0. 3min寬的 阻焊絲印，大引腳元件或端子要使用梅花焊盤，個(gè)別開關(guān)類元件四個(gè)引腳，可 能只用兩個(gè)引腳，但必須保證有3個(gè)焊盤，防止元件不平穩(wěn)、高蹺。受外力影 響的插座，開關(guān)，電位器腳，單獨(dú)的焊盤，耍注意銅箔耍盡量足夠大，否則受 力或壓件時(shí)會起銅箔，產(chǎn)生不良。5）強(qiáng)電導(dǎo)電帶，在pcb板上露銅寬度25mm,應(yīng)采用雙帶露銅波峰上錫, 避免再用人工補(bǔ)錫。6）銅箔走線，人面積鋪銅需

40、要使用網(wǎng)格（防止過波峰吋綠油起泡），銅箔 離板邊緣不能少于1mm；強(qiáng)電與強(qiáng)電（m3.5mm）、強(qiáng)電與弱電（m2.5mm）之間 的安全距離必須保證；高頻振蕩元件（例如晶振類及電容）盡量靠近ic外，且 要求走線要平衡走，地線要和ic共地；低頻強(qiáng)電產(chǎn)品，分布電容影響較小，故 走線時(shí)要求盡量少用跳線，以減少成本；信號線要注意防干擾，不要經(jīng)過變壓 器等磁性較強(qiáng)的元件底部。此外，走線間間隙需大于0. 3041伽,走線間不耍 遺留空余的銅箔，要留也要與左右保持足夠的間隙（0. 3mm）,防止線路連銅。 盡管供應(yīng)商承諾0. 2就可以，但往往由于工藝的問題做出的板多有連銅現(xiàn)彖）。 距鑼絲孔邊緣2mm范圍內(nèi)不能布

41、銅箔走線，因?yàn)橛胁簧賞cb板固定鑼絲和外殼 鑼絲共用，整機(jī)打高壓測試吋通不過（爬電距離不足夠，漏電），如非這種情況, 銅箔走線到鑼絲孔邊緣必須21mm,且銅箔走線寬度大于immo3.3.5生產(chǎn)防呆性要求1）h端子要用250型號，和l、n端子187型號區(qū)分；無法分別使用的話, h端子要和1八n端子垂直擺設(shè)，特別絲印區(qū)分。2）控制線和l線（棕色）、n線（黑色）要有顏色區(qū)分，除非特殊要求，盡 量不要用白色線，裝配時(shí)很容易和白色的纖維線（連保險(xiǎn)絲）搞混。3）大元件（如數(shù)碼管、x2電容等）底下不能放元件。4）支架如是配套左、右分開，前后有區(qū)別的，pcb板和支架都要有不對 稱的定位孔和點(diǎn)。5）絲印方而，除

42、具備常規(guī)要有的絲印外，led、穩(wěn)壓管、蜂鳴器等有極性 的元件，要有相應(yīng)的極性絲印。玻璃封裝開關(guān)二極管in4148和3. iv、3.6v穩(wěn) 壓管等，穩(wěn)壓管（5. iv、5.6v等），三極管（8050、8550等）外觀易混淆容易 出錯(cuò)，pcb板上要印上相關(guān)5. iv、8050等絲印。功能開關(guān)在對應(yīng)的位置其功能（例如hour、min、prog、on、off等）也要印上pcb板上,要求插件后看板也 能看得出來。6）顏色區(qū)分，外型相似，帶行程、扣位的開關(guān)和無帶行程、扣位的開關(guān) 用在一塊pcb板上，元件要用不同顏色區(qū)分；同一 pcb板上，有兩個(gè)以上外型 完全相同、功能不同的插座，元件要用不同顏色區(qū)分。7）較大的pcb板元件面、錫面需用絲印區(qū)域分開，方便補(bǔ)焊及外觀檢查, 安規(guī)元件絲印外露，方便直觀檢查和避免混料現(xiàn)象。8）電源板和控制板的多根導(dǎo)線采用排線，盡量不要用獨(dú)立的多根散線。3.4 led汽車燈實(shí)物圖片juh|j1arvli第四章硬件測試在完成以上準(zhǔn)備工作后，拿齊所需的物料后。首先要目視一下pcb板，檢 查pcb板上是否存在問題，例如是否有明顯的裂痕，有無短路、開路、銅箔掉 落等現(xiàn)象。然后按照bom表焊接元器件，焊完元器件后，再對整塊板進(jìn)行目視 檢查，檢查在焊接的過程中是否有短路和管腳連錫等現(xiàn)象，檢查是否有元器件 型號放置錯(cuò)誤，漏裝配等問題，若一切通過。