汽車LED照明解決方案

隨著LED在汽車外部照明應(yīng)用中的不斷滲透(如日間行駛燈和頭燈等)，日益取代傳統(tǒng)照明解決方案，我們需要一種更加高效、更加穩(wěn)健、更具成本優(yōu)勢(shì)的電子器件和驅(qū)動(dòng)器，以使LED的優(yōu)勢(shì)在此類應(yīng)用中得到充分發(fā)揮。 許多早期的汽車電子系統(tǒng)屬于定制型產(chǎn)品，不但非常復(fù)雜而且成本高昂，即便是最新的設(shè)計(jì)也無(wú)法滿足不同供應(yīng)商(一級(jí)供應(yīng)商)和汽車制造商的廣泛需求。 本文旨在探討LED照明系統(tǒng)中的這一重要元件，指出在開發(fā)LED外燈驅(qū)動(dòng)電子架構(gòu)時(shí)需要考慮的因素。

文章將簡(jiǎn)要說(shuō)明在汽車外部照明應(yīng)用中使用LED燈的原因(如使用壽命長(zhǎng)、功耗低)，同時(shí)討論在這些應(yīng)用中引入LED燈所面臨的挑戰(zhàn)，其中包括行業(yè)要求(AEC-Q100)和功能要求。 在此基礎(chǔ)上，我們將深入研究這些應(yīng)用要求對(duì)電子器件的影響，以便充分挖掘LED燈的巨大潛力。我們將提出一種通用型LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，同時(shí)列出電子控制裝置所要求的特性。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。 文章最后將提出一種完全集成、靈活的汽車LED驅(qū)動(dòng)IC解決方案，不但能滿足汽車外部照明應(yīng)用的各種要求，同時(shí)還能克服現(xiàn)有電子器件設(shè)計(jì)存在的諸多不足。 發(fā)光二極管在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已超過15年。過去，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。但近年來(lái)，隨著LED性能的不斷提升，LED逐漸在一些前部車外照明應(yīng)用中得到使用，如日間行駛燈和頭燈。

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。 [b]為什么在汽車照明中采用LED?[/b] 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，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)在2008年發(fā)布了一份報(bào)告，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?，以改善各種功能的能耗水平，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。

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