汽車LED大燈驅(qū)動(dòng)技術(shù)及廠商盤點(diǎn)
現(xiàn)在大多數(shù)車型仍然在使用普通的鹵素大燈,好一點(diǎn)的車型會(huì)使用氙氣大燈。最多是在燈組的構(gòu)造上做一些創(chuàng)新,利用透鏡、反射燈光學(xué)原理來(lái)提高燈光的效率,但是燈組本身技術(shù)創(chuàng)新不足。LED汽車燈,是指車內(nèi)外光源均采用LED技術(shù),用來(lái)外部與內(nèi)部照明。可廣泛使用LED汽車燈來(lái)營(yíng)造車內(nèi)環(huán)境,用壽命為5萬(wàn)個(gè)小時(shí),LED的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,不容易受振動(dòng)影響,使用過(guò)程中光輸出亮度也不會(huì)明顯下降。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201710/368140.htmLED在汽車外部照明應(yīng)用中的不斷滲透日益取代傳統(tǒng)照明解決方案,需要一種更加高效、更加穩(wěn)健、更具成本優(yōu)勢(shì)的電子器件和驅(qū)動(dòng)器IC,以使LED的優(yōu)勢(shì)在此類應(yīng)用中得到充分發(fā)揮。LED照明系統(tǒng)中的這一重要元件,指出在開(kāi)發(fā)LED外燈驅(qū)動(dòng)電子架構(gòu)時(shí)需要考慮的因素。LED汽車燈適合于汽車電子的各種照明應(yīng)用,包括大燈(遠(yuǎn)光燈和近光燈),霧燈,尾燈,剎車燈,轉(zhuǎn)向信號(hào)燈,白天行車燈,踏板照明燈,儀表燈,牌照燈,車門燈,車內(nèi)照明燈,示寬燈,導(dǎo)航,娛樂(lè)系統(tǒng),背光燈及指示燈等。這些特性包括LED散熱管理、靈活地驅(qū)動(dòng)不同LED配置以及具有成本優(yōu)勢(shì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。發(fā)光二極管(LED)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已超過(guò)15年。過(guò)去,可提供的色彩和功率水平將LED的應(yīng)用限制在儀表板、內(nèi)部燈飾和一些低功耗的尾燈混合照明功能。
LED燈在這些汽車前部照明應(yīng)用中得到日益廣泛的使用,其主要原因在于:相對(duì)于常規(guī)白熾燈或高亮度放電(HID)燈,LED燈在款式和設(shè)計(jì)方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),近期則更是得益于低功耗這一特性。但是,同樣重要的是隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展,已經(jīng)可以提供更高的功率水平和更寬的色域。目前,在汽車前部照明應(yīng)用中,LED燈的性能已不亞于白熾燈。
汽車照明中的LED
對(duì)于汽車制造商來(lái)說(shuō),款式上的優(yōu)勢(shì)仍然是使用LED燈的主要原因之一。顯然,汽車制造商看到了進(jìn)一步鞏固其汽車品牌的機(jī)會(huì)。已有多種照明設(shè)計(jì)從LED燈提供的更大設(shè)計(jì)自由度中受益。較為著名的早期案例包括奧迪A8/A6。不過(guò),關(guān)注點(diǎn)正在向LED燈對(duì)汽車照明應(yīng)用帶來(lái)的其他優(yōu)勢(shì)上轉(zhuǎn)移。其中包括更低的功耗、更長(zhǎng)的使用壽命和更快的啟動(dòng)時(shí)間。
密歇根大學(xué)運(yùn)輸研究學(xué)院(UMTRI)評(píng)估了常規(guī)白熾燈和LED解決方案在白天行駛照明功能的能耗水平。他們發(fā)現(xiàn),對(duì)于等效功能,LED解決方案的能耗水平要低50%(23W對(duì)46W)。這種節(jié)省可以直接轉(zhuǎn)換成燃油效率,同時(shí)還能使客車的二氧化碳排放量減少50%。
對(duì)于準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)全電動(dòng)汽車的汽車制造商來(lái)說(shuō),這種燃油效率十分重要。而對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),一個(gè)重要的購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)是電動(dòng)汽車在充滿電的情況下能行駛的距離。為此,汽車制造商們正在尋找適當(dāng)?shù)姆绞剑愿纳聘鞣N功能的能耗水平,從而提高汽車的續(xù)航能力。LED燈顯然具有極大的節(jié)能優(yōu)勢(shì),因而日益成為照明設(shè)計(jì)工程師們的自然選擇。
另一個(gè)對(duì)LED效率的提升以及LED在汽車照明應(yīng)用領(lǐng)域的滲透做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)的重要因素是LED的照明效率,即每瓦特的流明 (lm/W)。該指標(biāo)衡量的是LED燈每消耗一瓦特能量所產(chǎn)生的光輸出量。該值越高,LED將輸入功率轉(zhuǎn)換為光輸出的效率就越高。如今的高亮度LED燈能實(shí)現(xiàn)100-150lm/W的照明效率,而一只60W白熾燈僅為10-18lm/W。這項(xiàng)指標(biāo)的改進(jìn)極大地?cái)U(kuò)大了LED燈的應(yīng)用范圍,并拓展到完全以LED燈為基礎(chǔ)的汽車前部照明系統(tǒng)之中。尤其是完全以LED為基礎(chǔ)的大燈,其中包括遠(yuǎn)光和近光調(diào)整等功能。下一節(jié)將介紹在汽車應(yīng)用中使用LED燈所面臨的部分挑戰(zhàn)。
LED在汽車電子應(yīng)用
汽車環(huán)境為L(zhǎng)ED帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn),LED必須能提供穩(wěn)定的光輸出,即使大燈周圍的電氣條件和散熱條件不斷變化,燈光的通量和色點(diǎn)也必須保持恒定。由于LED的光輸出與應(yīng)用于LED的電流成比例,同時(shí),LED采用的是擴(kuò)散式生產(chǎn)工藝,因此即使是同一批次的產(chǎn)品,也可能在驅(qū)動(dòng)電流相同的情況下,其光輸出存在差異。為了避免這種不利差異,往往根據(jù)某些參數(shù)來(lái)選擇LED。通過(guò)篩選,可以確保同一批次的LED在光輸出和色點(diǎn)方面更加一致。
LED還必須保證在-40℃至+125℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi),光輸出達(dá)到具體應(yīng)用的最低法定光通量要求。頭燈的光通量需要達(dá)到1,000流明左右,并能在工作溫度范圍內(nèi)提供要求的最低光輸出。為了達(dá)到這種光通量要求,可能要將數(shù)個(gè)LED串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)。將多個(gè)高亮度LED燈集合到一起同時(shí)對(duì)散熱管理提出了很高的要求,因?yàn)殡S著LED溫度的升高,LED的光輸出會(huì)大幅下降,色點(diǎn)會(huì)發(fā)生偏移。因此,LED在產(chǎn)生這種量級(jí)的光的過(guò)程中散發(fā)的熱量必須通過(guò)散熱器傳導(dǎo)出去。在一些極端情況下,可能需要降低LED的驅(qū)動(dòng)電流,以避免LED過(guò)熱和損毀。汽車工業(yè)對(duì)LED的可靠性同樣提出了嚴(yán)格的要求。LED解決方案必須能夠達(dá)到AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。這就意味著,LED及驅(qū)動(dòng)器電子器件必須通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。
LED7大優(yōu)勢(shì)
對(duì)于汽車而言,LED光源(不僅限于前大燈)有以下7大優(yōu)勢(shì):1、節(jié)能、成本低:LED的發(fā)光效率達(dá)80%~90%,如果用我們?nèi)粘5墓?jié)能燈來(lái)打比方,節(jié)能燈比白熾燈節(jié)能4/5,而LED比節(jié)能燈還節(jié)能1/4。在汽車上,同樣的日間行車燈,LED元件的能耗僅為鹵素?zé)舻?/20。LED元件的成本也逐年大幅降低,并且目前成本和價(jià)格仍然在以每年20%以上的幅度下降;
2、壽命超長(zhǎng):用在汽車上的LED元件基本都能達(dá)到50000小時(shí)的水平,而知名的汽車燈光供應(yīng)商已經(jīng)能夠提供壽命達(dá)100000小時(shí)的LED元件,換算一下,相當(dāng)于11年。在考慮到燈光的使用頻率,基本上在整車的設(shè)計(jì)壽命里,LED元件都不需要更換。相比之下,氙燈的壽命僅為3000小時(shí)左右。而且LED讓大燈的形狀和線條變得更加豐富,夜晚的識(shí)別度也更高;
3、耐用性好:LED元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗沖擊性、抗震性非常好,不易破碎,能夠很好地適應(yīng)各種環(huán)境;
4、LED元件體積小,緊湊便于布置和造型設(shè)計(jì):這是LED的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì),這一優(yōu)勢(shì)充分迎合了汽車廠商在設(shè)計(jì)上的進(jìn)化需求,打破過(guò)去燈光系統(tǒng)對(duì)造型創(chuàng)新的束縛,讓我們擁有更具創(chuàng)意的汽車產(chǎn)品;
5、響應(yīng)速度快:LED的點(diǎn)亮僅需微秒級(jí)別,用在尾燈和轉(zhuǎn)向燈上能夠迅速點(diǎn)亮達(dá)到更好的警示效果,用在前大燈上,相比氙燈和鹵素大燈擁有更高的響應(yīng)速度,對(duì)于行車安全性有更好的保障;
6、亮度衰減低:LED亮度高,光線亮度衰減遠(yuǎn)低于鹵素?zé)?,適合用作照明及剎車燈、轉(zhuǎn)向燈等警示燈光;
7、低壓直流電即可驅(qū)動(dòng),負(fù)載小,干擾弱,對(duì)使用環(huán)境要求低,適應(yīng)性好。不像氙燈那樣還需要升壓裝置。
隨著車用LED市場(chǎng)規(guī)模越來(lái)越大,新加入的供貨商勢(shì)必越來(lái)越多,競(jìng)爭(zhēng)加劇,而供貨商的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,勢(shì)必會(huì)影響市場(chǎng)聲譽(yù),從而影響最終消費(fèi)需求。只要LED成本降至與白熾燈同一水平,除經(jīng)濟(jì)型轎車以外的轎車都將會(huì)大規(guī)模地應(yīng)用LED.毋庸置疑,采用高亮度LED照明將成為未來(lái)汽車的主要特征,這歸功于LED相對(duì)于傳統(tǒng)的白熾光照明方案所具有的許多基本優(yōu)勢(shì)。此外,采用LED照明也可帶動(dòng)汽車設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)風(fēng)格上的變化。然而,正像任何創(chuàng)新技術(shù)一樣,LED在被廣泛用于汽車照明之前,仍需要克服許多困難。
汽車LED大頭燈方案
如NXP、安森美、英飛凌、飛兆等都有針對(duì)汽車LED大頭燈方案,這為汽車廠商提供更節(jié)能的選擇以滿足消費(fèi)者對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求、提升能見(jiàn)度安全性以降低或避免交通事故發(fā)生率、打造個(gè)性化的車輛氛圍達(dá)至消費(fèi)者對(duì)汽車獨(dú)特的造型期望,未來(lái)車照明系統(tǒng)整體年復(fù)合增長(zhǎng)率幾達(dá)10%,市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
評(píng)論