1、I本科毕业论文（20 届）汽车智能灯光器的设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期II诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 2014 年 6 月 III毕业设计任务书设计题目： 汽车智能灯光器的设计 1设计（论文）的主要任务及目标(1) 根据课题要求进行调查研究(2) 拟定总体方案，确定主要的技术参数；(3) 进行智能灯光器的原理方案设计；编制控制程序并进行相关零件设计及结构设计通过可变光源进行不同光强变换，分析光的性质，对光的信号，强弱进行判断比较，通过计算机 CP
2、U 进行一系列运算和程序的运行，从而自动打开或关闭（延时关闭）电路，通过继电器再控制汽车车灯。从而实现灯光自动控制，提高行驶安全性。减轻司机劳动强度，提高行驶安全性，减少交通事故，提高安全性，降低经济损失。2设计（论文）的基本要求和内容(1) 毕业设计论文一份；(2) 智能灯光器工作原理图及其控制程序(3) 智能灯光器主要零件图；(4) 智能灯光器结构装配图；3. 主要参考文献汽车灯光控制器，现代电子电路基础，论文及期刊等。4进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 进行调查研究，查阅资料，完成开题报告 2014.02.152014.03.082 了解掌握车辆灯光工作原理及工作步骤 2
3、014.03.92014.04.0123 确定总体方案，完成原理方案设计 2014.04.132014.04.224 车辆灯光工作原理、结构简图，编制控制程序 2014.04.232014.05.235 撰写并编制论文、打印，准备毕业答辩资料 2014.05.252014.06.5IV汽车智能灯光器的设计摘要：道路交通事故是当今世界面临的重大问题之一，全世界每年死于交通事故的人数超过百万。我国每年交通事故数十万起。由于驾驶员在夜间行驶过程中不正确使用汽车灯光，是夜间交通事故的一个重要原因。对汽车前大灯的使用，我国交通法规有机动车夜间会车“须距对面来车 150m 外互闭远光灯”的规定。但现实中相
4、当部分驾驶员因为素质问题，或者是操作疏忽经常强行用远光与对方会车，造成对方驾驶员炫目而酿成交通事故。随着计算机的发展，计算机已在汽车上广泛应用，如电子燃油喷射系统、ABS、电子导航系统等。所以汽车灯光智能化也是技术发展的趋势和必然。汽车智能灯光器是通过可变光源进行不同光强变换，分析光的性质，对光的 信号强弱进行判断比较，通过计算机 CPU 进行一系列运算和程序运行，从而自动打开或关闭电路，通过继电器再控制汽车车灯。从而实现灯光自动控制，减轻司机劳动强度，提高行驶安全性，减少交通事故。关键词：智能车灯，控制系统，光强，电路VAutomotive Intelligent Lighting Desi
5、gnSummary：Road accidents are one of the major issues facing the world today,the number ofdeaths worldwide each year more than one million traffic accidents.Hundreds ofthousands of traffic accidents every year since.Due to improper use of car lightsdrive traveling at night during the night is an impo
6、rtant cause of traffic accidents. Use of car headlights,traffic laws of the car will have a nighttime vehicle “shall 150m away across the car outside the beam cross-closing”requirement.But in reality ,a considerable part of the driver because of the quality problem,or negligent operation often force
7、d to use the car will beam with each other ,resulting in dazzling other drivers and lead to accidents.With the development of the computer,the computer has been widely used in motor vehicles such as electronic fuel injection systems, ABS,electronic navigation systems.So the intelligent car lights an
8、d also the inevitable trend of technological development.Smart car lights are carried out by different variable light intensity transformation,analysis of the nature of light,the light of the judgment signal strength compared tothe CPU via a computer program to run a series of operation and to autom
9、atically open or close a circuit through the relay then control the car headlights.In order to achieve automatic lighting control,reduce labor intensity of drivers,improve driving safety,reduce traffic accidents.Keyword：Intelligent lights，Control Systems,Light intensity,CircuitVI目 录 1 前言 .12 汽车光源种类及
10、研究 .22.1 汽车用光源的种类 .22.1.1 白炽灯和卤钨灯 .22.1.2 高强度气体放电灯 .22.1.3 半导体发光灯 .32.2 光纤照明的发展及应用 .42.3 课题所研究的内容 .63 LED 的性能参数与选择 .73.1 LED 结构与发光原理 .73.2 LED 的技术参数 .93.2.1 LED 的电学特征 .93.2.2 LED 的光学特性 .103.2.3 LED 的热学特征 .113.3 LED 在车灯中的应用 .123.3.1 LED 车灯的现状 .133.3.2 LED 车灯的优势 .133.3.3 LED 车灯所存在的问题 .144 LED 车灯驱动电路 .
11、174.1 常见的 LED 驱动方案 .174.1.1 电阻限流电路 .174.1.2 线性调节电路 .18413 开关调节电路 .194.2 LED 集成驱动电路 .244.2.1 车内灯照明用驱动电路 .244.2.2 车尾灯照明驱动电路 .254.2.3 转向灯驱动电路 .26VII4.3 LED 驱动电路实验结果及分析 .284.3.1 实验电路与所用器件的选取 .284.3.2 实验数据对比与分析 .315 智能车灯控制系统的设计 .336 智能车灯控制系统的软件设计 .367 智能车灯的实物设计及安装 .388 结论 .40参考文献 .41致谢 .4211 前言随着我国经济的不断发
12、展,产业结构调整外资与技术的不断涌入，汽车产业这个十几年前在我国还相对薄弱的一个产业，经过大量的资金投入与广阔的市场的支持， 如今已经发展成为我国重要的经济支柱之一。很多知名的汽车公司与世界上知名的汽车品牌携手，如一汽大众、华晨宝马、广州本田等，合力生产出很多高性能的车型。并且在政府的大力支持下，这种趋势会继续保持下去。尽管现在我国的汽车工业技术水平与发达国家相比，还有很大的差距，但是在可以预见的将来，这种差距会逐渐缩小，我国将会成为世界上汽车工业技术最发达的几个国家之一。在这样的大环境下，以汽车为研究对象，深入探索有关的技术环节是非常有实际意义的。22 汽车光源种类及研究2.1 汽车用光源的
13、种类汽车工业的飞速发展对汽车照明提出了越来越高的要求。从最早使用电光源开始， 汽车光源先后经历了白炽灯、卤钨灯、气体放电灯、以及半导体发光灯等几个阶段。2.1.1 白炽灯和卤钨灯白炽灯和卤钨灯是目前主要的汽车光源，在汽车内外的照明和信号装置中有着广泛的应用。汽车灯中最先使用的电光源就是白炽灯，经过几十年的发展，白炽灯的性能得到了很大的提高，并在白炽灯的基础上发展出了卤钨灯。白炽灯和卤钨灯都属于热辐射光源，灯丝在通过电流时由于电流的热效应而温度升高，变成白炽状态，从而发射可见光。白炽灯的功率一般较小，用与对照度要求不是很高的场合，如S25(21W5W) 和T20(21W5VO可用于刹车灯尾灯，$
14、25(21W)和T20(21W)可用于转向灯和倒车灯， T10(SW)可用于尾灯和牌照灯，TIO(IOW)n-J用于车内灯和车门灯。这类光源的特点是驱动电路简单，价格便宜，发光体灯丝尺寸小且发光稳定，有利于灯具系统的光学设计。卤钨灯与白炽灯相比更具有体积小，功率大，光效高，灯丝紧凑等特点，是目前理想的汽车光源。例如最常见的碘钨灯，在灯泡的玻璃壳中充入碘和一些惰性气体，大大减少了钨丝的蒸发量，使其寿命提高至普通白炽灯的15倍，发光效率提高30，而相同功率情况下，体积却只有其百分之几。2.1.2 高强度气体放电灯卤钨灯虽然有很多优点，但也存在着一些问题。卤钨灯的光效较低，达到一定的光输出水平需要消
15、耗较多的电力；其色表偏红偏黄，给驾车者的感觉不如白光舒服；寿命较短，平均在1500小时左右不仅有更换灯泡的麻烦，还可能在3驾驶时出现故障导致发生事故；辐射中红外线占的比例较高，产生的热效应会对制作灯具的高分子材料产生影响。为了克服上诉这些不足之处，人们又开始研制高强度气体放电灯(以下简称HID灯) 来应用与汽车照明。HID灯的工作原理是灯管内的气体在电场的作用下产生电离，形成低温等离子体，等离子体中的激发态原子、分子、离子在向基态跃迁时将激发能转变为辐射能，从而发射可见光。HID灯如今主要有四个品种，D1S和D2S用于远光照明和投影式系统的近光照明，D1R和D2R用于反射式系统的近光照明。HI
16、D灯的发光亮度比卤钨灯高得多，大约在3倍左右，照射距离比其远约40，而功耗平均只有卤钨灯的60HI灯对制造技术要求较高，其使用的电路、灯具的设计也更为复杂。这种电路要求在12V的直流电源下工作，要能将灯瞬时点燃，灯关闭后要能够马上再启动，电路的辐射要低于一定的水平。高强度气体放电灯的发射光谱成份复杂，有强烈的自吸收，发光体等离子体部份的尺寸也不像卤钨灯的灯丝那样容易确定，这些都给灯具的设计带来难度，再加上价格偏高等因素，目前HID灯在汽车照明中应用还是十分有限的。2.1.3 半导体发光灯半导体发光灯，也就是指发光二极管LED。它利用固体半导体芯片作为发光材料， 当其两端加上正向电压时，半导体中
17、的载流子复合，放出过剩的能量，从而引起光子的发射，产生可见光。伴随着半导体物理研究快速的发展，LED也在发生着翻天覆地的变化，光效从最初的01lmW，发展到现在的501mW有了质的提高，颜色也更加丰富、饱满。LED车灯的特点包括快速达到设定亮度，更高的效率，更长的使用寿命等。一般普通的大功率LED可以在lms内达到最大亮度，从而使汽车行驶更加安全；与白炽灯相比，LED灯的功耗可降低至它的80之低；而且LED 一般具有几万小时的工作寿命， 超过了汽车的使用年限，故又被人们称作“一生不用更换的光源” 。由于LED光源的单色性，不需加滤色片便可以直接选用不同波长的LED元件设计具有不同功能的如转向灯、制动灯、倒车灯等，且不加滤色片也更使光的透过率增加(使用透明的聚酸酯或有机玻璃的滤光罩透光率达92一95)，从而提高了光的利用率。但由于目前LED的发展程度，单颗LED还达不到最理想的光效，一般需要多颗LED组成一组车灯，这对光线的一致性、汽车灯具的设计提出了新的要求。
