在 20 世紀初，夜間駕駛非常危險。司機由煤油燈進行照明，通過手勢信號和呼喊來告訴他人將要執行的操控動作，同時通過猜測來預測道路上其他車輛的動作。

由于當時的汽車較少，并且速度也較慢，此外也只是偶爾躲避馬車，因此他們還是可以應付的，但我們現在已取得了長足的進步：

? 從煤油燈到白熾燈泡再到發光二極管 (LED) 和有機 LED (OLED) 的進步提供了更可靠、更高效的光源。

? 從單個燈泡到多像素化設計，安裝在車輛中用于特定燈功能的光源數量也增加了。

? 可變照明使駕駛員能夠更好地傳達他們的意圖， 從而全面提升駕駛的安全性。

? 車外照明可以為造型和個性化目的提供功能和形式。

? 利用電子照明控制模塊，不僅可以根據法律要求實現信號功能，而且可以實現動態而非靜態信號功能，包括駕駛員的個性化歡迎信息（例如地面照明燈上的徽標）。

? 隨著尾部照明系統變得越來越復雜，光學、機械、電氣和制造領域的工程師在設計新系統時都面臨著新的挑戰。

隨著現代尾部照明解決方案的應用，其他駕駛員的行為在所有環境中都變得更可預測，從而使駕駛更安全。

道路上的尾部照明

在討論LED和電氣拓撲之前，讓我們首先看看美國國家公路交通安全管理局和歐洲經濟委員會等監管機構依法強制要求的不同信號功能。如上圖所示，汽車具有各種必要的尾部信號功能，所有這些功能都需要控制模塊。下圖是典型的后燈控制模塊的方框圖，其中顯示了所有后燈功能以及電源、通信接口和 LED 驅動器子系統。

LED光源的優勢

與白熾燈泡相比，LED的主要優勢在于它是一種更高效的光源。光源效率的測量單位是流明/瓦，這表示消耗的每單位功率所發出的光量。

通常，LED光源的效率是白熾燈泡的六倍。LED不僅比傳統的白熾燈泡更高效，而且其使用壽命也幾乎是白熾燈泡的42倍，并且可以輕松采用不同的風格設計。傳統的白熾燈每隔幾年就需要更換一次；其壽命通常是1,200小時左右。LED 的壽命延長至50,000小時以上，因此汽車LED燈在車輛的整個生命周期內都可以正常工作，無需更換。

從點到面的轉變

由于傳統的白熾燈具有圓形的外殼，因此其外形尺寸是固定的。相比之下，LED光源具有較小的外形尺寸，這意味著汽車燈不必再是傳統的圓形。通過使用多個 LED，車燈可以設計得更靈活，以適應不同的物理設計要求；不過，在汽車后燈中使用 LED 的視覺效果是 LED 顯示為點。

由于LED燈輸出和光線方向都易于控制，因此最新的汽車后燈使用多種光學方法從點型光源轉變為面型光源。

使用光導和漫射器是實現這種轉變的最常用方法，但它們會降低光學效率，需要通過使用亮度更高的LED或使用更多的LED來提高 LED 亮度。

設計目標和挑戰

盡管LED具有許多優點，但在驅動它們以適應汽車規格方面也存在挑戰。典型的汽車LED驅動器要求列表包括：

? 寬電壓范圍，具有 9 至 16V、24V和40V幾種情況。

? –40°C 至 85°C 的工作環境溫度范圍。

? 使燈的功能具有動畫效果。

? LED 故障診斷。

? 電磁兼容性 (EMC)。

汽車寬電壓范圍

LED驅動器設計必須能夠在汽車12V電池的寬電壓范圍內工作。國際標準化組織 (ISO) 7637 和 ISO 16750標準規定了汽車行業中對LED驅動器必須承受的 12V電池電壓瞬態的最常見要求。

在正常工作情況下，汽車電池的電壓范圍通常為9至16V。在該范圍內，光輸出必須滿足所有溫度條件下的法規要求。最近，某些燈功能（例如轉向燈）在汽車電池電壓為6V時工作，這是啟停期間的典型電壓。請注意，啟停的啟動電壓曲線可能隨電池情況和溫度的變化而變化。當電源電壓低于6V時，后燈通常不一定會正常工作。就較高的電壓而言，在跨接啟動情況下，室溫下電池電壓可能會激增至24V并持續1分鐘。