LED车厢照明体系的构成与故障阐发

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引言
 
 LED作为高效、环保、节能、抗震的新型光源,已经越来越普遍的应用到国民生活的各个方面。以LED为照明光源的车辆LED照明体系也越来越多的出如今轨道车辆中。基于轨道车辆的分外性与电气体系的复杂性,提高轨道车辆车厢LED照明体系的靠得住性显得尤为重要。轨道车辆车厢LED照明系同一旦发生故障,不只会构成一节车厢照明体系的瘫痪、整车照明体系的瘫痪,还可能构成其它连带体系的故障,如空调体系、运行节制体系、电气体系等,甚至可能会引发火警,构成不行预估的丧失。实时、精确的确定轨道车辆车厢LED照明体系故障,停止故障诊断与预报,对低落轨道车辆车厢照明体系的掩护本钱,提高运行效力及靠得住性,包管车辆平安运行具有严重意义。
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  为了实时、精确的确定并排除轨道车辆车厢LED照明体系的故障,对其常见故障范例做了一个较全面概述,并对其故障机理停止了阐发,为故障诊断与预报工作打下了基础。
   
1- 轨道车辆车厢LED照明体系的构成与模版划分
 
   轨道车辆车厢LED照明体系以工控机为节制中央,颠末过程CAN总线与下位机通讯。利用照度传感器收集车厢内部环境的照度值,将照度信息颠末过程CAN总线传输至PC机,然后PC机根据内部环境的光照度值节制开关的开启或关闭,和向单片机发送指令,节制单片机向LED驱动器发送分歧脉宽的PWM信号,到达调节LED灯输入光通量的偏向。
  轨道车辆车厢LED照明体系重要包含如下四个模块:LED节制电路模块、LED驱动电源模块、LED灯板模块和传感器收集模块。全体照明体系电路复杂,电子元器件多,在实际应用中,任何一部分电路或许任何一个元器件出现故障,不能正常工作,都有可能构成局部甚至整车照明体系的瘫痪,影响正常行车平安。
  将轨道车辆车厢LED照明体系以模块为单位,从各模块自己失效情势入手,与轨道车辆的分外运行条件相结合,深入阐发了轨道车辆车厢LED照明体系的故障机理。
 
 2- LED节制电路模块故障机理阐发
 
 LED节制电路模块是全体轨道车辆车厢LED照明体系的节制中央,它与外围电路相接,以IPC为节制中央,CAN总线通讯,与LED驱动电源模块相接。在LED节制电路模块中,除了IPC、CAN总线,还包含很多电子元器件,例如单片机。为了对LED节制电路的故障诊断打下基础,对LED节制电路模块的各个构成单位停止了故障机理阐发。
 
2.1.IPC故障机理阐发
    
      IPC是全体轨道车辆车厢照明体系的大脑,支配着每个单位及模块的运动,如果IPC出现故障,那么全体轨道车辆车厢LED照明体系将不能正常工作。一样平常环境下,轨道车辆车厢LED照明体系的IPC故障重要包含:衔接故障、供电故障、硬件故障和软件故障。在轨道车辆运行中,强振动对IPC的衔接成就构成隐患,故障原因重要包含插接线成就、衔接线故障、和外接设备故障。供电故障重要是指供给IPC必要的外围电源,这是轨道车辆供电成就,本文不停止详细讨论;硬件故障重要便是指IPC的硬件出现成就,比如CPU、RAM等硬件出现成就,使IPC不能正常工作;软件故障便是指节制轨道车辆车厢LED照明体系的软件及程序出现异常。一样平常对IPC的故障排除步骤为先检查衔接,再检查各个供电电源,检查硬件环境,末了排查软件故障。
 
2.2.电路板故障机理阐发
  
      电路板是节制电路的载体,是电路的重要构成部分。电路板重要由模拟电路和数字电路构成。一样平常的数字电路只要0和1两种状况。因为数字电路状况少,所以其受噪音、振动等的影响较小。其工作机理也重要是逻辑运算,没有连续的数学函数,测试也相对精确,所以,故障机理相对简略。模拟电路故障的原因比较复杂,既有元器件在设计制作过程中的缺点构成的,也有应用光阴较长导致的元器件老化或许应用环境较恶劣引起的。同时,模拟电路的故障现象还具有多样性,元器件参数具有离散性及非线性。
  模拟电路的故障可以或许或许分为因为一些原因(例如开路、短路等)导致的电路功效不能实现的硬故障和电路的元器件参数因为某些原因发生漂移而且超过了预定容差规模的软故障。此中,硬故障一样平常不具缓变性。在轨道车辆车厢LED照明体系中,出现更多的便是模拟电路的软故障。软故障对体系构成的破坏是渐变的,难以辨认。在轨道车辆车厢LED照明体系中,噪声大、振动强、环境恶劣是轨道车辆经常处于的环境,这些噪声、振动更容易使元器件发生漂移,出现缓变故障。
  电路板中电子元器件较多,在此抉择电阻做为研究对象。为了便利试验,对电路中功效相同的电阻在仅有一个R0出现故障时停止故障波形阐发。图中波形2表示LED照明体系在正常工作状况下,当电阻R0出现故障时,其波形会有所变更。颠末过程对输入波形的比较阐发可以或许或许确定电阻R0是否发生故障。
 
2.3.单片机故障机理阐发
     
       单片机是轨道车辆车厢LED照明体系的微型节制器,在很多关键都起到节制中央的感化。例如,照度传感器收集到的数据就必要传给单片机停止处理等。在轨道车辆运行中,高温、高温、振动等都邑对单片机的正常工作构成威胁。环境温度过高或装配散热不良均会构成单片机的加快老化或损坏,发生间断性数据错误等;环境温度过低还可能会构成单片机芯片与引脚连线断裂等。根据单片机的故障机理阐发及一样平常的故障诊断办法可以或许或许概括,在轨道车辆中,对单片机的故障诊断一样平常步骤。
 
  3-  LED驱动电源模块故障机理阐发
 
       
       在LED驱动电源模块中,重要的故障经常出如今电路板或许LED驱动芯片。此中电路板故障在上节已经做过详细故障机理阐发,此处不再赘述。
  在轨道车厢中,对灯光的光通量有一定的请求,所以LED驱动芯片是节制电路必不行少的构成部分。芯片过热时导致芯片发生故障的最重要原因,也是现阶段制约LED睁开的最重要的成就。芯片内部器件短路,导致芯片的电源电流增大;内部电源电压增长的芯片,使芯片的电源电压,电流同时增大;散热不涸墼勖且长光阴大负荷工作,导致芯片发烫;芯片输入端口负载变重(负载阻抗变小),导致芯片输入功率增长;芯片输入端口短路,导致芯片输入功率骤增;芯片内部部分器件参数变更(如器件参数光阴漂移)或内部部分器件损坏,引起芯片工作状况改变而导致工作异常;芯片内部部分器件参数变更(如器件参数光阴漂移)或内部部分器件损坏,引起芯片工作状况改变而导致工作异常;芯片工作时,因为自激引起内部信号振荡,间接导致芯片输入异常;芯片工作时,因为各种原因导致内部数字脉冲信号占空比改变,间接导致芯片输入异常;电脉冲干扰或干扰波耦合到芯片的信号电路引起的异常信号处理芯片;芯片内部关联器件及线路接法错误、短路、损坏等导致的芯片异常工作;芯片供电回路滤波故障,导致交换纹波过大并进入芯片供电回路;交换电源电压太高,导致芯片的电源电压增高;无线电波及电磁干扰引起的某些分外芯片内部工作紊乱等都是构成芯片过热的原因。
 
 4- LED灯板模块故障机理阐发
 
  LED灯板模块是轨道车辆车厢LED照明体系的终端,是该体系的中央部件,是统统用劳的节制对象的一部分。若LED灯板出现故障,则会使照明体系其它关键都失去感化。LED灯板的故障重要包含衔接线路故障和LED灯源故障。衔接线路故障原因重要为线路的断路。线路断路的原因重要有电线老化,环境因素等构成的,传统的检测办法有利用三用表、示波器等停止手工测试。LED灯源故障包含两类:电源、驱动故障;LED灯故障。此中电源、驱动故障已在LED电源模块故障机理阐发停止了阐述,本节重要对LED灯故障停止机理阐发。构成LED灯故障的原因重要是由超强电流、高电压(如闪电、电路通断的瞬时噪声、供电电压不稳固等)和静电放电发生。此中,静电放电损坏是LED照明中频繁发生的一种故障。
 
 5-  LED照度传感器收集模块故障机理阐发
 
  传感器是构成测量与节制体系不行或缺的中央构成部分,同时也是实现信号收集的重要对象。在轨道车辆车厢LED照明体系中,照度传感器是体系实现照度调节的重要部分。轨道车辆车厢LED照明体系选用的照度传感器中央部件为光电二极管,它在无光照时,电阻无穷大,有光照时,电阻立刻变小到几百欧姆,咱咱咱们利用它的这个特性来检测有无光照及光照大小。
  传感器是相对靠得住的电子元器件,但是在轨道车辆这种分外的应用环境中,会有相对付其余应用环境较多的失效情势。一样平常环境下照度传感器的失效情势有:暗电流超差、开路故障、输入输入间绝缘电阻小、光发射管反向电流大和光电传输特性失效。这些故障情势大部分都是器件自己的机能缺点构成的。除了这些故障情势,在轨道车辆车厢LED照明体系中,因为列车运行时天气、振动、沙尘等因素,会构成对传感器的粉尘净化、腐蚀、高温、震裂等故障,使传感器不能正常工作,收集的环境照度不精确,从而影响车厢照度调节。传感器净化、腐蚀、震裂等均会对器件构成损伤,使其不能正常工作。在照度传感器中,优越的散热是包管其正常工作的重要因素。在轨道车辆运行中,因为环境恶劣或许自己机能的衰减构成照度传感器芯片温度的升高。照度传感器温度的升高对其收集的精度有很大影响。温度的升高影响照度传感器的光通量,从而构成传感器收集数据的失真。研究表明,温度每升高10℃,光通量减小0.55lm。因此,节制照度传感器芯片的温度是包管正常工作的条件。
 
 6-  小型高输入的透镜型外面贴装LED“CSL0901/0902系列”
 
   全球驰名半导体系体例造商ROHM(总部位于日本京都)推出小型高输入的透镜型外面贴装LED“CSL0901/0902系列”。新系列产品阵容包含通俗亮度的“CSL0901系列”和更高亮度的高端型“CSL0902系列”共18种机型。
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   另外,本系列中还包含车载级产品,适用于汽车里程表的指示灯光源,具有可在恶劣环境下应用的稳固靠得住性。在对汽车用里程表等的LED停止小型化时,通常会存在向相邻部位漏光的成就,该系列产品将光源的地位从通俗产品的0.18mm调高到0.49mm,有用改良了漏光成就。与以往的反射式LED相比,尺寸(体积)缩小至仅1/18阁下。另外,统统机型均采纳在汽车内部等高温环境下也不会发生光衰的布局,蓝色等色彩的产品采纳了新开拓的模塑树脂。
 
结论
  如今,LED已经成为咱咱咱们生活中不行或缺的一部分。不只汽车尾灯,还包含汽车仪表、环境照明、工业设备领域中各种设备的显示面板的数字显示和指示灯、消费电子产品领域中的功效显示等,LED已被普遍用于各种应用,估计未来LED的必要量将会进一步增长。
  轨道车辆车厢LED照明体系故障发生的原因较为复杂,很难对其机理停止全面的阐发。在研究其工作机理的基础上,对轨道车辆车厢LED照明体系故障机理停止了分类阐发,深入阐发了轨道车辆车厢LED照明体系中节制电路、驱动电源、LED灯板和传感器收集模块的故障机理,为LED照明体系故障诊断供给了参考根据。
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  工程师表示,“比年来,分外是汽车和工业设备市场,对‘靠得住性’的请求越来越高。罗姆不停以‘品格第一’为企业主旨,采纳垂直统合型临盆体系体例,在确保产品靠得住性方面发挥了弘大感化。别的,针对客户必要的精细化效劳和技术支撑也是至关重要的。未来,罗姆国内外公司将面向看重靠得住性和设计性等LED附加价值的应用,极力开拓新产品。”

 

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  205. 罗姆半导体开拓的人工智能芯片
  206. 一文读懂无线通讯模块产业(上)更新到红线以上
  207. 手机拍照糊?光学防抖了解一下?
  208. 碳化硅大战一触即发
  209. 快回复二极管(FRD)和肖特基二极管(SBD)都是快,差在哪里?
  210. 了解一下清华学霸是如何解释IoT的未来(下)
  211. 罗姆:等我给你咱咱们带来不一样的聪慧医疗
  212. 无线充电与USB供电之间如何抉择?
  213. 罗姆半导体主流功率器件MOSFET和IGBT对比
  214. 21世纪的高速列车——加利福尼亚的高速火车
  215. 罗姆:和你一路探访更好听的声音
  216. SiC芯片市场的弘大爆发
  217. 加快度传感器都有哪些应用?
  218. 机械人也可以或许或许莳植农业 未来可期
  219. 罗姆新品丨USB Power Delivery
  220. ROHM开拓出支撑压力和血管年纪测量的高速脉搏传感器"BH1792GLC"
  221. 光学防抖真的来了,手机拍照不再“怕黑怕远”
  222. 功率半导体器件市场现状,一文解释清楚(四)
  223. 最得当干电池应用 升压型DC/DC转换器 BU33UV7NUX
  224. 列国工业机械人数目盘点,罗姆的工业机械人有什么特色?
  225. 罗姆SIC功率模块解决车载逆变器技术难题
  226. ROHM开拓出世界最小※车载LDO稳压器"BUxxJA2MNVX-C系列"高靠得住性1mm见方尺寸有助于ADAS等高级平安
  227. LED电源技术请求解析
  228. 锂电池平安怎么破?你必要锂电池监视LSI!
  229. 罗姆:独特LED技术打造京都最大规模灯光盛宴
  230. 罗姆带你走进汽车ADAS的大门
  231. DC风扇电机速率节制的DC/DC转换器——BD9227F
  232. 霍尔效应、霍尔元件与霍尔传感器
  233. 全SiC功率模块利用要点:栅极驱动
  234. SiC本钱持续高企,大规模应用还需等待
  235. 所谓SiC-SBD-特征和与Si二极管的比较
  236. 罗姆进一步强化SiC MOSFET业务
  237. 晶体硅太阳电池光诱导电镀工艺的研究
  238. 加快度传感器的电压灵敏度测量有妙招!
  239. 罗姆应邀出席同济电车队2018年度盛典
  240. 具有平安功效的16位通用微节制器“ML62Q1300/1500/1700系列” 覆盖家电和工业设备应用
  241. 物联网平安怎么破?这六大因素必需考虑!
  242. 试想:未来的传感器会有什么样的光景
  243. 实现微小信号放大,罗姆运放必不行少!
  244. 风扇电磁噪声无法忍受?如何低落电磁噪声?
  245. ROHM开拓出相符WPC Qi模范中等功率(15W如下)规格的无线供电芯片组新增平板电脑等适用对象
  246. 深入了解SiC MOSFET实现建议和解决计划示例
  247. 最快trr机能的600V超等结MOSFET 成新标杆
  248. 纵观现今的半导体行业市场——可谓充斥变数
  249. ROHM开拓出高速脉搏传感器“BH1792GLC”
  250. DC/DC 电路常常被你“忽略”的电感
  251. SiC领域老司机Rohm开端在高功率市场上展现“肌肉”
  252. 平滑后的 DC/DC 转换(稳固化)办法
  253. 新能源未来的睁开偏向在哪里?
  254. 何为DC/DC转换器?
  255. 功率器件在技术推动和应釉墼勖驱动下的新机遇
  256. 罗姆等厂商卡位电动汽车市场,让Formula E火了一把
  257. 罗姆行将举行2018第五届“ ROHM技术研究会”
  258. 低噪声和稳固性不行兼得?罗姆带您颠覆传统,探访更多可能!
  259. EMC基础:差模(常模)噪声与共模噪声
  260. MOS管为什么会发热?SiC为什么能很好地克制发热?
  261. 对付可持续移动电子技术——罗姆传感器套件
  262. 罗姆助力LPWA睁开,开拓出首款双模无线通讯LSI
  263. 全新3轴加快度传感器了解一下?
  264. 便利与节能,无线充电与USB供电之间如何抉择?
  265. 这或许是电源研发工程师应该“注意”的
  266. 新型光相应LED灯了解一下
  267. ROHM在汽车电子市场的新布局
  268. 罗姆教你轻松抉择LED屏
  269. 从Kinect看体感技术能带来哪些颠覆?
  270. SIC功率器件助力新能源汽车产业睁开
  271. 入门环境光传感器
  272. 属于IGBT与SiC的竞技场——汽车功率器件
  273. 可穿戴设备未来的睁开偏向
  274. 注意!别被运算放大器那些典型值忽悠了
  275. 反向规复光阴极快且提高设计机动度的“R60xxJNx系列”共30种机型登场
  276. ROHM开拓出车辆检测领域机能最佳的地磁传感器(MI传感器)"BM1422AGMV"
  277. 具有情境懂得的小我助理机械人的研究进展
  278. 无线充电是什么,怎么实现无线充电?
  279. 罗姆全新“BD9S系列”带你入门DC/DC转换器
  280. 低噪声运算放大器“LMR1802G-LB”及USB_2.0高速PCB设计要点
  281. 热敏打印头的原理是什么?
  282. 看过来:手机防水设计有妙招!
  283. 从DC/DC转换器到ROHM IC
  284. 这年头夜晚走路,照明防身必不行少!
  285. 实例讲解!最全的电阻电流检测的原理
  286. 现代电机睁开趋向
  287. 在打扮制功课 你可以或许或许见到它——光阴机械人
  288. 全新的温度传感器模块——“ BD1020HFV”
  289. ROHM开拓出满意AEC-Q101模范的车载用1200V耐压IGBT“RGS系列”
  290. 照明传感器,智能家居必不行缺的小帮手
  291. ROHM开拓出实现高靠得住性的1608尺寸白光贴片LED“SMLD12WBN1W”
  292. ROHMSiC芯片,为车载带来一大波计划
  293. 电子健康计划:一种利用电子技术停止医疗保健的新办法
  294. 导通电阻和Qg更低,有助于实现更低功耗的秘密~
  295. 浅谈罗姆半导体的车载娱乐体系
  296. 干货|剖开Leaf EV汽车“大脑”,零件总数超3000个
  297. 电子元器件基础知识——SiC,您真的了解吗?
  298. 工业市场,看罗姆半导体大有作为!
  299. 电容器是低落噪声的不二帮手 来学习一下吧
  300. 属于游戏控的天堂来了,能降电池温度的温度传感器来啦!
  301. 罗姆新时钟发生器及支撑产品
  302. 全SiC模块与IGBT模块相比,谁更“快”
  303. 无线通讯必要日渐增长,无线LAN模块同步进级
  304. 智能照明产业赓续增长,远景一片大好
  305. 清华大学与罗姆举行“清华‐罗姆电子工程馆”捐建10周年纪念庆典
  306. 日厂电子零件出货额3个月来首增,电容大增2成
  307. 罗姆在CES展出的车辆解决计划
  308. 无线充电知多少!一路来看看学习一下吧!
  309. LED灯,时代提高的产品
  310. 干货篇|电子工程师必要的一份中英对照
  311. 日本产学研界带来的医疗电子领域创新产品
  312. ROHM帮助上海同济大学"DIAN Racing"电动方程式车队深耕汽车市场,世界先辈元器件助力晋升赛车机能
  313. 可穿戴设备为什么体验不佳?它咱咱们可能没选对传感器
  314. 无锡市委书记夸大物联网的重要性,罗姆如何布局IoT?
  315. 功率半导体的市场主流产品是碳化硅(SiC)?
  316. 带你走进中国人工智能市场
  317. ROHM开拓出小型高输入的透镜型LED“CSL0901/0902系列”
  318. ROHM开拓出业界顶级※的低噪声CMOS运算放大器“LMR1802G-LB”
  319. 罗姆:全供给链优势迎接SiC时代
  320. SiC肖特基势垒二极管更新换代步履不停
  321. 步入第三代, SiC、 GaN 等有望霸占高端应用
  322. 无人机和反无人机的辩论
  323. 罗姆诚邀你加入「SiC功率器件活用」微信在线研究会
  324. ROHM见证了LED的睁开史,称心差异化需要
  325. ROHM发售仅5分钟即可构建传感器环境的Arduino用扩大板“SensorShield-EVK-003”
  326. 氮化镓功率器件的特色和应用阐发
  327. 碳化硅在新兴能源领域应用及现状
  328. 比中兴事件更值得存眷的,是电动汽车IGBT芯片行业
  329. 半导体行业传来福音——晶圆单价有望下滑!
  330. 以2MHz实现24:1降压比的秘密
  331. 汽车的油门卡死,你有碰到过吗?
  332. ROHM旗下蓝碧石半导体微节制器入门套件"SK-AD01"开端网售。电容式开干体系的导入更轻松
  333. 罗姆中央技术晋升汽车照明LED化趋向
  334. 揭秘罗姆(ROHM)睁开史
  335. BD9V100MUF-C:可目视确认焊接状况的可润湿侧翼封装
  336. 蓝牙技术同盟对蓝牙技术未来睁开趋向的预测
  337. BD9V100MUF-C:搭载ROHM首创的Nano Pulse Control
  338. 罗姆Qi车载无线充电设计选用意法半导体NFC读取器IC和8位微节制器
  339. ROHM黑马:短路耐受能力更高,且自启动获得克制
  340. 无人机将摄像机与传感器带上天 影响不止一个行业
  341. ROHM旗下蓝碧石半导体开拓出世界最小※无线供电芯片组 "ML7630(接收端)"和"ML7631(发射端)"
  342. 你想不到的!支撑双体系充电的新电池充电IC
  343. 可穿戴与物联网用DC/DC:如何实现纳安级消耗电流?
  344. MLCC行业寒冬,MOSFET陷入被动
  345. 无线充电逐渐普及,罗姆有何应对计划?
  346. 你怎么看SiC和GaN市场?或将在2027年超出100亿美元!
  347. 新能源汽车的中央之一:IGBT
  348. 高耐压值的DC/DC,对工业设备有什么严重的意义?
  349. ROHM微信在线研究会——碳化硅(SiC)功率器件活用
  350. 可穿戴设备定位尴尬,如何能力爆发?
  351. iPhone 8的无线充电对现代市场的影响
  352. ROHM开拓出非常适用于NXP"i.MX 7Solo/7Dual"处理器的高效电源办理IC
  353. LED开关电源电路阐发和实例解析
  354. 世界机械人大会闭幕,机械人未来能带来什么?
  355. 肖特基二极管与通俗二极管有何差别?
  356. 医疗保健靠你了——达芬奇医疗机械人
  357. 再关闭一座MCU厂!瑞萨将晶圆临盆线出售给罗姆
  358. 如何解决PCB散热成就,教你十种行之有用的解决办法
  359. 可穿戴技术护卫你的人身平安
  360. 罗姆传感器评估套件——加快度传感器KX022-1020
  361. 抉择DC/DC还是LDO?这可是有讲究的
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