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汽车前灯LED必成主流

2016年08月18日 10:51:25 中国传动网

在不断的整合和创新中,新的工业制造种类迅速崛起,并成为重塑产业格局,引领人类生活潮流的主导力量,这其中被称为驾驭人类未来交通的汽车工业尤为引人注目。2016年8月30日-9月1日,亚洲最大规模的汽车技术展AutomotiveWorld将首次进驻中国,在深圳会展中心以预展的形式实现它的初次亮相。本次展会将全面展示汽车电子技术、车联网技术、EV/HEV/FCV技术、汽车轻量化技术、以及汽车配件加工技术等先进技术。随着汽车电子技术的更新换代,汽车前灯也将设计得更加人性化,好的汽车前灯不仅能使车更加美观,还能提升汽车的安全系数。那么在展会开始前就让我们先来探讨一下汽车前灯的未来发展趋势。

过去多数美国家庭过去通常使用的40W和60W白炽灯,从2013年末已经禁止在美国生产或向美国进口了(不过这种灯仍然可以买到),75W和100W照明灯2012年已经淘汰了。这些灯遭到淘汰的原因是,美国环境保护署(EPA)要求提高电-光输出功效。这么要求的主要理由是,有助于降低电耗(因此降低了发电量),因为事实上,美国住宅照明约占美国电力消耗的14%(数据来源:EnergyInformationAdministration)。固态LED照明灯仅需要约1/8的电力,就可产生同等流明的光输出,因此LED灯已经成功进入了我们今天的世界。

照明灯从白炽灯到固态电子灯的演变过程与目前发生在汽车行业中的车辆照明的转变类似。尽管红光LED灯已经用在尾灯中10多年了,但是只是在最近,汽车内部和前向照明系统的变化才导致LED灯的采用率出现了显着提高。例如,超过70%的汽车内部指示灯和超过45%的仪表显示器背光照明采用了LED灯。相比之下,目前55%的白天行车灯(DRL)和大约5%的前灯采用了LED灯。尽管前灯(近光、远光、雾灯)代表着最大的商机,但也是渗透率最低的市场,很多人发现了这一矛盾,我就是其中之一。出现这种明显矛盾的主要原因之一是成本,汽车制造商无法以消费者愿意支付的价格提供LED前灯。

在探讨前灯采用率低的背景原因之前,了解一下为什么很多驾驶员甚至原始设备制造商都偏爱LED照明解决方案,而这是很有用的。LED照明解决方案受到偏爱的原因包括但不限于以下各项:

·性能和设计灵活性―LED外形尺寸小,因此提供了设计灵活性,LED还提供范围很大的调光能力。记住,人眼对光输出的微小偏差是非常敏感的。

·节能和较低的二氧化碳排放量―LED不仅具备较高的功效,因而降低了为它们供电所需的能量,而且还具备显着地延长的生命周期。

·成本―这个特点似乎与直觉相悖,但是在非前灯应用中,成本持续下降、耐用性和卓越的质量已经使LED成为最终消费者价值的新标准。

·监管―很多政府法规规定了对白天行车灯和前灯以及其他照明应用的要求,这些法规导致对LED照明的需求增大了。

奥迪被普遍认为是LED应用的领导者,我想,任何人对这一点都不会感到惊讶,因为奥迪在几乎任何外部汽车照明应用中都使用了LED。任何人在后视镜中看到奥迪著名的“眼眉”白天行车灯,都会觉得非常引人注目。此外,奥迪是第一家使用LED前灯的汽车制造商,用在了2004年的奥迪R8中。

那么,LED前灯为什么没有像用于其他形式汽车照明的LED那样流行起来呢?答案当然是成本。可以取代LED前灯的其他产品包括:白炽灯、卤素灯或高密度放电(HID)氙气灯。可比LED灯的价格可能比卤素前灯(1962年首先在欧洲推出,但直到1978年才在美国得到采用)高100%,比HID氙气灯(要实现与HID氙气前灯可比的性能,需要一个比更低性能卤素灯价格高得多的LED解决方案)高1.5倍。顺便提一句,首款HID氙气前灯出现于1991年的宝马7系列中。

一般而言,LED前灯的亮度介于卤素灯和HID灯之间,但是LED灯的光线聚焦度高得多,而且还可以控制产生不同形状。此外,由于LED灯尺寸很小,因此允许使用各种摆放和安装方式,汽车制造商能够开发各种形状的LED灯和组装方法,以完美地与车型相配。尽管LED发光时不产生热量,但是通电时,在它们的发射器底部确实产生一定的热量,因此对相邻组件和连接电缆造成了潜在风险。由于这个原因,LED前灯需要冷却系统(例如散热器或风扇)以避免熔化。此外,这类冷却系统位于发动机舱内,对于其他一些需要保持合适温度的系统而言,发动机舱不是个太凉爽的区域。这是LED前灯更难以设计、更难以在汽车中采用的另一个原因,也因此比HID灯价格更高。

图1:这个例子显示矩阵式LED前灯是怎样发送光线的

不过,故事到这里还没讲完。美国行业媒体上最近刊登了一篇文章,文中称,奥迪已开始在高性能R8中提供可选激光远光灯。这种激光照明灯有一点非常出色,能够在前灯保持打开的情况下自我调节,使光线不落在前面行驶的车辆上,甚至多达前面8辆车。与LED前灯相比,奥迪的激光聚光灯可以照到2倍远的距离(超过500英尺),从而为驾驶员提供了距离更远的可见度。

最新IC有助于LED前灯的采用

白炽灯要产生光输出,所需全部条件就是其灯丝中要有电流通过,与此不同,LED需要专门的集成电路来驱动。

今天,LED驱动器IC必须具有的一个关键性能特点是能够充分调光。LED是用恒定电流驱动的,其DC电流值与LED亮度成比例。要通过控制LED电流改变LED亮度,有两种调光方法。第一种是模拟调光,通过降低恒定的LED电流值,成比例地降低LED的DC电流值。降低LED电流可能导致LED色彩改变,或者LED电流控制不准确。第二种方法是数字或脉冲宽度调制(PWM)调光。PWM调光以等于或高于100Hz的频率接通和断开LED,这样的变化人眼察觉不到。PWM调光占空比与LED亮度成比例,而接通时的LED电流值保持在由LED驱动器IC设定的值,从而在高调光比时保持了LED颜色的恒定。在某些应用中,这种PWM调光方法可实现3000:1的调光比。

图2:驱动一个串连LED串的LT3956电路原理图

VIN6Vto60V:VIN6V至60V

(80VTRANSIENT):(80V瞬态)

25WLEDSTRING:25WLED串

相信尽管LED前灯目前的市场渗透率低,但是显然,性能提升太有吸引力了,汽车制造商对LED灯目前这种态度不可能持续太久。产生吸引力的原因包括:提高驾驶员行车安全性、灵活改变车身造型的能力、节能以及纯粹为了实现好看的外观。我们都知道,汽车外观好看,我们就想买。您以后在驾车四处行走时,请留心看一下矩阵式照明,因为当您看向后视镜时会发现,矩阵式照明及LED前灯的使用将有大幅增加。

LED前灯在功能和性能方面有着天然的优势,如果能克服散热和成本问题,无疑汽车前灯将大半都是LED的天下。想要获得更多汽车技术改良的灵感和火花,眼下就有一个绝佳的机会。AutomotiveWorld2016(中国汽车电子技术展览会)即将于8月30日在深圳会展中心开展,展会将汇聚业界影响力卓越的展商,来自汽车主机厂、汽车一级供应商及OEM企业的优秀汽车工程师等也将汇聚一堂。展会同期将举办多场汽车电子技术研讨会,集结汽车行业知名人士及专家一起探讨行业瞩目的热点话题,审视行业发展新需求,开拓行业新机遇。

来源:AutomotiveWorldChina

AutomotiveWorldChina2016参观预登记:https://ali2.infosalons.com.cn/vscenter/visitor/login.aspx?&exh=EFVRPYQL

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国内观众:4006505611或86-10-57631818;国际观众:86-21-2231-7142

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AutomotiveWorldChina2016详情请访问:www.automotiveworldchina.cn

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供稿:中国传动网

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