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)勢的電子器件和驅(qū)動器IC,以使LED的優(yōu)勢在此類應(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)計也無法滿足不同供應(yīng)商(一級供應(yīng)商)和汽車制造商的廣泛需求。在此基礎(chǔ)上,我們將深入研究這些應(yīng)用要求對電子器件的影響,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)動不同LED配置以及具有成本優(yōu)勢的系統(tǒng)設(shè)計等。
LED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,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:相對于常規(guī)白熾燈或高亮度放電(HID)燈,LED燈在款式和設(shè)計方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢,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。
為什么在汽車照明中采用LED?
對于汽車制造商來說,款式上的優(yōu)勢仍然是使用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。已有多種照明設(shè)計從LED燈提供的更大設(shè)計自由度中受益。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燈對汽車照明應(yīng)用帶來的其他優(yōu)勢上轉(zhuǎn)移。其中包括更低的功耗、更長的使用壽命和更快的啟動時間。
密歇根大學(xué)運(yùn)輸研究學(xué)院(UMTRI)在2008年發(fā)布了一份報告,評估了常規(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),對于等效功能,LED解決方案的能耗水平要低50%(23W對46W)。這種節(jié)省可以直接轉(zhuǎn)換成燃油效率,同時還能使客車的二氧化碳排放量減少50%。
對于準(zhǔn)備開發(fā)全電動汽車的汽車制造商來說,這種燃油效率十分重要。而對于消費(fèi)者來說,一個重要的購買標(biāo)準(zhǔn)是電動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,因而日益成為照明設(shè)計工程師們的自然選擇。
另一個對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燈能實現(xiàn)100-150lm/W的照明效率,而一只60W白熾燈僅為10-18lm/W。
這項指標(biāo)的改進(jìn)極大地擴(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。
LED在汽車應(yīng)用領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)
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