隨著LED應(yīng)用技術(shù)的不斷提高和成本的逐步下降,LED燈在汽車電子上經(jīng)過近年來的技術(shù)驗(yàn)證、概念車展示等初步設(shè)想階段之后,越來越接近大范圍應(yīng)用于量產(chǎn)車系統(tǒng)中的美好前景。從奧迪R8電子系統(tǒng)全面使用LED燈開始,到奔馳、寶馬、凱迪拉克、豐田等公司也推出了自己的LED燈替代傳統(tǒng)白熾光、HID燈的汽車車型,各種五彩繽紛的LED燈具為新型車增色不少,吸引了廣大消費(fèi)者的眼球,同時(shí),也為未來的汽車設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的亮點(diǎn),相信不久會(huì)有更多的汽車廠家會(huì)將LED燈作為汽車照明、指示、背光和裝飾的首選。
LED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)向信號燈,白天行車燈,踏板照明燈,車內(nèi)照明燈,示寬燈,導(dǎo)航,娛樂系統(tǒng),儀表背光燈及指示燈等。LED燈應(yīng)用于汽車系統(tǒng)中主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢:第一,顏色飽和度高,使輸出光線更加清晰柔和,符合汽車大燈應(yīng)用的特點(diǎn);第二,使用壽命長,經(jīng)久耐用,抗震性強(qiáng),可超過10000小時(shí),而傳統(tǒng)鹵素?zé)魤勖话阍?00小時(shí)左右;第三,效率高,較少額外損耗,比起傳統(tǒng)燈的復(fù)雜散熱系統(tǒng),可以看出LED燈的熱損耗要小得多,轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到85%以上,尤其適合未來汽車注重節(jié)能的設(shè)計(jì)理念;第四,響應(yīng)速度快,不同于傳統(tǒng)白熾光,HID燈需要較長的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮延遲,更實(shí)時(shí)反映車況和路況,留給駕駛者更長的判斷時(shí)間,減少汽車安全事故;第五,體積小,重量輕,,可以實(shí)現(xiàn)更小巧精致的燈具,為其他的車型設(shè)計(jì)節(jié)約更多空間;第六,LED燈屬于但色性很好的光源,沒有紅外線,紫外線等其他光線,熱量、輻射很少,適合汽車室內(nèi)照明、背光應(yīng)用需求。
LED燈在汽車中的使用,目前主要集中在大燈、尾燈、照明燈、車載GPS背光等的使用上,尤其是尾燈,大約占整個(gè)市場的10%。
五大技術(shù)挑戰(zhàn)
國內(nèi)車用LED的規(guī)模目前僅占汽車光源市場10%左右的小份額,目前主要還是比較集中在高端車應(yīng)用中。盡管LED燈成本在持續(xù)下降,但要做到與傳統(tǒng)光源不相上下,還需要在質(zhì)量和產(chǎn)量上逐步提高,才能降低LED成本,擴(kuò)大LED的汽車電子市場占有份額。
成本高并非是延緩LED燈在汽車電子應(yīng)用的唯一因素,一些技術(shù)性能方面的難題也是需要去解決的,比如單個(gè)LED的光照強(qiáng)度仍顯不足,這就不能夠隨意減少LED的數(shù)目去縮小燈具體積;同時(shí)較小的體積不利于光源散熱,這就需要LED廠家做好產(chǎn)品的熱管理,才能將LED的優(yōu)勢發(fā)揮得更充分,無論對于LED的壽命或演色性都能提供較佳的狀態(tài),否則只能是適得其反,降低了產(chǎn)品質(zhì)量;LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率也是目前比較關(guān)鍵的問題點(diǎn),在大功率應(yīng)用中很多方案在兼顧成本的同時(shí)轉(zhuǎn)換效率并不高;還有目前我國LED燈應(yīng)用在汽車電子都屬于高端車,而高端車都大部分在國外汽車廠商控制,國外廠家對LED供應(yīng)商的選擇和認(rèn)證非??量?,國內(nèi)LED企業(yè)很難進(jìn)入其供應(yīng)鏈中;再有我國的LED燈生產(chǎn)水平大部分還停留在民用產(chǎn)品的要求范圍內(nèi),很難達(dá)到汽車級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),即使達(dá)到汽車級應(yīng)用的一些廠家可能生產(chǎn)能力及保證產(chǎn)品一致性等方面也不一定夠,很難滿足量產(chǎn)汽車的大批量高質(zhì)量的需求。
因此LED燈要想加快在整個(gè)汽車光源上的占有率,必須首先在這些問題上加大解決力度,如上所述的熱管理問題、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品一致性問題等等。
用恒壓源驅(qū)動(dòng)不能保證LED亮度的一致性,并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。因此,LED必須使用恒流源驅(qū)動(dòng)。大多數(shù)LED都有規(guī)定的電流值,可以使用配置為恒流源的線形穩(wěn)壓器來驅(qū)動(dòng),線性穩(wěn)壓器具有減少零部件數(shù)和降低電磁干擾(EMI)的優(yōu)點(diǎn),但在效率和熱耗方面有嚴(yán)重的弊端,不適合大功率應(yīng)用,用開關(guān)式電源(SMPS)則更適合在各種應(yīng)用中。
目前采用SMPS模式LED驅(qū)動(dòng)電源是市場主流,同時(shí)也分為分離器件組合方式和IC集成方式,IC集成模式如臺灣聚積科技(MacroBlock)、Zetex(Diodes)、TI和NSC等,主要特點(diǎn)是內(nèi)置MOSFET及其驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)有些集成了多路驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)調(diào)光和各種保護(hù)功能等,應(yīng)用電路簡單,體積小,易于控制成本,但是由于這種應(yīng)用驅(qū)動(dòng)電流小,設(shè)計(jì)不夠靈活,控制精度不高,不能實(shí)現(xiàn)升壓模式等原因,在多數(shù)汽車電子應(yīng)用中有很大局限性,而采用PWM控制芯片及外置MOSFET實(shí)現(xiàn)的分離模式則可以實(shí)現(xiàn)汽車電子中大功率,高效率以及高穩(wěn)定性的應(yīng)用,它可以通過不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)合LED對電壓,電流和功率的需求,實(shí)現(xiàn)符合系統(tǒng)的整體目標(biāo)。在成本上也會(huì)隨著用量逐步降低。