LED汽車(chē)燈優(yōu)缺點(diǎn),性能前景分析等

1、1、LED汽車(chē)燈的優(yōu)點(diǎn)一、節(jié)能：1是由發(fā)光二極管直接由電能轉(zhuǎn)化為光能，較普通汽車(chē)燈泡耗電僅相當(dāng)于傳統(tǒng)燈的1/10，能更好的節(jié)省油耗，保護(hù)汽車(chē)電路不被過(guò)高的負(fù)載電流燒壞。二、環(huán)保：光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒(méi)有污染不含汞元素，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光led源。三、壽命長(zhǎng)：燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_(dá)8-10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上。（具有一次更換，終身使用的特點(diǎn)）四、高亮度，耐高溫。（電能直接轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)熱小，完全可用手觸摸，安全放心）五、體積小。計(jì)者可以

2、隨意變換燈具模式，令汽車(chē)造型多樣化。汽車(chē)廠商青睞LED，完全是LED本身的優(yōu)點(diǎn)所決定的。六、穩(wěn)定性能好，led抗震性能強(qiáng)：樹(shù)脂封裝，不易碎裂，容易儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。七、發(fā)光純度高，色彩清晰鮮艷，無(wú)需燈罩濾光，光波誤差在10納米以?xún)?nèi)。八、反應(yīng)速度快，無(wú)須熱啟動(dòng)時(shí)間，微秒內(nèi)即可發(fā)光，傳統(tǒng)玻殼燈泡則有0.3秒延遲，可防止追尾，保證行車(chē)安全。2、LED汽車(chē)燈的缺點(diǎn)一：LED車(chē)燈比普通車(chē)燈成本高。（目前隨著LED應(yīng)用的不斷普及，價(jià)格將進(jìn)一步降低）二：汽車(chē)大燈普及困難，散熱性不好，散熱處理不好容易光衰，影響車(chē)燈使用壽命。三：現(xiàn)無(wú)出臺(tái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，同款產(chǎn)品用不同LED生產(chǎn)價(jià)格相差1-2倍現(xiàn)象都有。

3、LED車(chē)燈未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用分析LED車(chē)前照燈在歷經(jīng)近年來(lái)的技術(shù)驗(yàn)證、概念車(chē)展示等開(kāi)發(fā)階段之后，終于迎來(lái)了有望應(yīng)用于量產(chǎn)車(chē)的入市前景，其標(biāo)志*件有三個(gè)：豐田的凌志LS600h是世界上首個(gè)采用LED前照光源的上市車(chē)，不過(guò)它只在近光燈上應(yīng)用了LED，遠(yuǎn)程光源仍為鹵素?zé)簟W迪R8以全LED前照燈為其主要特色，而汽車(chē)照明采用的LED是由Lumileds和Osram公司提供。凱迪拉克EscaladePlatinum白金版多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)，是首款采用LED前照燈的多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)。阻礙LED光源迅速開(kāi)拓車(chē)LED車(chē)前照燈在歷經(jīng)近年來(lái)的技術(shù)驗(yàn)證、概念車(chē)展示等開(kāi)發(fā)階段之后，終于迎來(lái)了有望應(yīng)用于量產(chǎn)車(chē)的入市前景，其標(biāo)志*

4、件有三個(gè)：豐田的凌志 LS600h是世界上首個(gè)采用LED前照光源的上市車(chē)，不過(guò)它只在近光燈上應(yīng)用了LED，遠(yuǎn)程光源仍為鹵素?zé)?。奧迪R8以全LED前照燈為其主要特色，而汽車(chē)照明采用的LED是由Lumileds和Osram公司提供。凱迪拉克EscaladePlatinum白金版多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)，是首款采用LED前照燈的多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)。阻礙LED光源迅速開(kāi)拓車(chē)用市場(chǎng)的不利因素上述里程碑式的事件是否意味著LED前照燈將立馬成為主宰車(chē)用光源領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)？據(jù)行家們預(yù)測(cè)：也許不會(huì)。因?yàn)榫退闶荓ED的成本能夠按照摩爾定律的預(yù)見(jiàn)速率持續(xù)下降，它要低到能與HID（高強(qiáng)度放電）氙燈匹敵的同等價(jià)位也尚需多年；而LED家族

5、的成本若要降到能與鹵素?zé)舨幌嗌舷?，則需經(jīng)過(guò)一段更加漫長(zhǎng)的時(shí)間歷程。據(jù)Hella（海拉）公司總裁Fischer稱(chēng)，車(chē)用LED的規(guī)模目前僅占其光源市場(chǎng)百分之幾的小份額，故對(duì)向大批量的型號(hào)（諸如GM/雪佛蘭部的 Malibu款之類(lèi)車(chē)型）的配套供貨極感興趣。但LED欲達(dá)到向Malibu車(chē)型那樣大批量的供貨水平，尚需克服一系列的技術(shù)和成本難題，至少還有十年的歷程要走。偉世通指出，LED入市的步伐的確比原先預(yù)料的要慢一些，我們?cè)?004年曾預(yù)測(cè)：LED車(chē)燈會(huì)很快井噴入市，而把HID淘汰出局。顯然，目前的態(tài)勢(shì)并非如此，雖然一直期望LED技術(shù)能演進(jìn)得比現(xiàn)實(shí)要快一點(diǎn)?？磥?lái)成本高并非是阻礙LED面市的唯一因素，仍

6、然有技術(shù)性能方面的挑戰(zhàn)性難題需要攻克。比如，就單個(gè)光源而言，LED的光照強(qiáng)度仍顯不足。而單點(diǎn)不夠亮就難以達(dá)成下述如意盤(pán)算：削減構(gòu)成組合燈具的LED光源數(shù)目將有助于縮小汽車(chē)燈具的占用空間且易于靈活布置，并可簡(jiǎn)化照明系統(tǒng)的布線和安裝以及降低生產(chǎn)成本。目前LED供應(yīng)鏈的主流狀況是：海拉供給通用凱迪拉克Escalade車(chē)型的LED光源組件是向歐司朗（Osram）采購(gòu)的；而小纟車(chē)燈（Koito）的LED則使用Nichia公司的光源產(chǎn)品，再配套于豐田的LS600h車(chē)型；飛利浦Lumileds把LED光源供應(yīng)給AL（汽車(chē)照明）公司，再由后者為奧迪R8配置車(chē)燈系統(tǒng)。據(jù)Koito的歐美經(jīng)營(yíng)部經(jīng)理稱(chēng)，他們不會(huì)劃地

7、為牢而自我限定光源的種類(lèi)及其采購(gòu)廠商，無(wú)論產(chǎn)自于誰(shuí)（飛利浦、歐司朗、或豐田Gosei）都可以買(mǎi)。顯然，照明系統(tǒng)部件的一級(jí)供貨商們?cè)噲D保持自身采購(gòu)光源元器件的靈活性，想觀察一下：哪家器件廠商的產(chǎn)品技術(shù)能進(jìn)步得最快、性?xún)r(jià)比最高。當(dāng)今LED批供貨品的光電轉(zhuǎn)換（光能密度）指標(biāo)達(dá)到每瓦80流明（80lm/W）以上，而HID燈為 90lm/W，鹵素?zé)魟t是201m/W。另?yè)?jù)海拉通報(bào)：最新的LED研發(fā)原型的該項(xiàng)指標(biāo)已高達(dá)161lm/W。海拉亦預(yù)測(cè)：在今后的3-5年間，發(fā)自同樣功耗芯片的LED光強(qiáng)度將會(huì)提升50%。此事不僅意味著LED燈具將更加明亮，而且體現(xiàn)了其能耗的削減，從而改善整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。據(jù)估計(jì)，用L

8、ED取代鹵素?zé)艟吣芴嵘?chē)的mpg（每加侖燃油的行駛英里數(shù)）指標(biāo)約0.25。而到歐洲實(shí)施白天開(kāi)燈行駛法規(guī)時(shí)，更可把該mpg提升值擴(kuò)大至0.5。凌志的車(chē)型經(jīng)理指出，應(yīng)用LED燈具對(duì)整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的改善將會(huì)有很大的貢獻(xiàn)。然而，光強(qiáng)密度更高的LED也要散發(fā)出更多的熱量，而燈具的緊湊布置又使得可供散熱的面積趨小。誠(chéng)然屬半導(dǎo)體類(lèi)別的低能耗LED器件的發(fā)熱比鹵素?zé)艋?HID燈具要少得多，但后者的熱量的大部分則是生成于燈具裝置之外的，而LED雖功耗低生熱少卻是要把熱量捂在微小的硅片里面來(lái)傳導(dǎo)的。LED的熱管理是個(gè)大難題即使較小的熱量要集中到芯片大小的器件上去傳導(dǎo)和發(fā)散，因裝置的熱容量小也會(huì)引起LED溫度的驟

9、升。LED的工作溫度必須保持在150以下的范圍。對(duì)該散熱問(wèn)題的一種解決方案是：在一個(gè)燈具中使用數(shù)目較多的LED發(fā)光組件，讓單件的發(fā)熱量較小，再把它們布置在較大的空間內(nèi)使其易于散熱。這就是小纟車(chē)燈在為豐田的凌志LS600h配套前照燈時(shí)所采用的手法。凱迪拉克EscaladePlatinum每個(gè)前照燈由7枚LED光管構(gòu)成，其中5枚用于近程光束，另2枚則作為遠(yuǎn)程光源。它們都帶有各自的主動(dòng)式散熱裝置-冷卻風(fēng)扇（與臺(tái)式電腦中的內(nèi)置小風(fēng)扇類(lèi)似）。據(jù)海拉稱(chēng)，熱管理是讓他們特別費(fèi)心勞神的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在方案選擇上側(cè)重依靠虛擬仿真手段來(lái)評(píng)估優(yōu)化，而在模擬工具（仿真軟件包）的選用上則必須通過(guò)足夠?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的考證。他指出，

10、對(duì)熱管理問(wèn)題的挑戰(zhàn)不僅來(lái)自于熱傳導(dǎo)，可借助于"熱池"裝置把LED組件所生成的熱量取出來(lái)，而且還要解決通風(fēng)問(wèn)題，讓熱量從燈具裝置里散發(fā)出去。若僅靠自然通風(fēng)顯然是不夠的，所以海拉決定給燈具加上內(nèi)置風(fēng)扇。法雷奧的熱管理策略堪稱(chēng)一絕。它為L(zhǎng)ED燈具設(shè)定了一種確保安全的工作模式，即當(dāng)燈具的溫度升到預(yù)定的警戒值時(shí)，自動(dòng)切換到削減燈具供電功率20%的該安保模式。據(jù)稱(chēng)，這種程度的供電功率降低對(duì)燈光的亮度影響甚微，但卻能顯著地壓制住發(fā)熱水平。LED光源的車(chē)用優(yōu)勢(shì)既然遭遇到上述的種種成本障礙和層層技術(shù)難關(guān)，為什么整車(chē)廠商及其照明系統(tǒng)供應(yīng)廠商仍然要咬定青山不放松地全力推進(jìn)LED上馬入市呢？其原因

11、出于：這種新光源能夠使得汽車(chē)燈具的風(fēng)格設(shè)計(jì)和造型布置具有空前的靈活性而適于車(chē)型的個(gè)性化，況且LED的光輸出功率密度已能夠與HID燈具匹敵，因此它極有希望把現(xiàn)存的其它照明技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)淘汰出局而獨(dú)霸車(chē)燈市場(chǎng)。據(jù)凱迪拉克EscaladePlatinum的車(chē)型產(chǎn)品經(jīng)理稱(chēng)，LED的發(fā)光色譜接近于日光，這使得它發(fā)出的光被物體（諸如道路交通的指示標(biāo)牌/線）反射的有效性要高于其它光源，從而能在較遠(yuǎn)的距離讓司機(jī)盡早發(fā)現(xiàn)而提高行車(chē)安全。他指出，路標(biāo)幾乎都采用被動(dòng)輝光的反射方式，因?yàn)長(zhǎng)ED的光色近于日光，所以可以讓司機(jī)在夜間也像白天那樣方便地發(fā)現(xiàn)并看清交通標(biāo)志。LED車(chē)燈的色溫為5500-6000K，它比其它光源的顏色

12、更白，因?yàn)?HID燈的淡藍(lán)光色溫是4000K，鹵素?zé)艄鉃?3000K。所以在進(jìn)行HID燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，需把光譜中最藍(lán)的部份推移至其射點(diǎn)光斑的邊緣，因這些區(qū)域是本車(chē)司機(jī)眼睛通常不去注意的地方，從而減少該色光對(duì)人眼的不適干擾。但對(duì)于迎面駛來(lái)的會(huì)車(chē)司機(jī)而言，仍在車(chē)輛越過(guò)該邊際區(qū)域時(shí)藍(lán)光會(huì)引起對(duì)方眩目而影響會(huì)車(chē)安全。在防眩目干擾方面，LED大燈擁有潛在的優(yōu)勢(shì)：既能保護(hù)本車(chē)司機(jī)的舒適視覺(jué)，也不會(huì)引起鄰車(chē)/會(huì)車(chē)司機(jī)的視障。因豐田凌志車(chē)的前照燈的近/遠(yuǎn)程光采用了不同的光源（LED/鹵素?zé)簦?，所以LS600h的車(chē)主可能會(huì)被不同光源的顯著色差所困擾。對(duì)于 AL（汽車(chē)照明）LED前照燈的另一大優(yōu)勢(shì)是，歐盟已通過(guò)

13、并將于2012年生效的DRL（日行燈）法規(guī)，它與加拿大的推薦式規(guī)定（允許白天用近光燈作為 DRL）不同，歐盟法規(guī)是強(qiáng)制在白天使用前照燈的。只要車(chē)輛處在行駛之中，就必須開(kāi)前照燈，使得LED光源的低能耗、長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)更明顯。據(jù)法雷奧的CEO稱(chēng)，另一種目前尚未兌現(xiàn)的潛能是：LED大燈能利用光點(diǎn)陣列來(lái)組合出前照燈光的主動(dòng)式功能而毋需采用任何（目前此類(lèi)裝置所必備的）運(yùn)動(dòng)部件。這樣的主動(dòng)式照明系統(tǒng)（比如，隨轉(zhuǎn)向角度而變化光照射向的主動(dòng)安保功能），有可能需要采用比以往所用過(guò)的數(shù)量更多的光管來(lái)構(gòu)成點(diǎn)陣。法雷奧正按此思路著手研發(fā)更可靠的新型自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)。海拉Fischer指出，照明系統(tǒng)的這種變化也符合并體現(xiàn)

14、了當(dāng)代汽車(chē)的機(jī)械裝置功能逐漸被（電子+電控+電動(dòng)的）全電裝系統(tǒng)所取代的大趨勢(shì)。同一組LED陣列既可以作為前照大燈的光源，也同時(shí)可用于轉(zhuǎn)向燈，只是在發(fā)揮不同照明功能時(shí)采用各自的光學(xué)鏡罩。作為一般的轉(zhuǎn)向燈，只須在車(chē)身兩側(cè)布置LED陣列，再加上簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)功能即可。若要發(fā)揮智能前照的主動(dòng)安保作用，讓前照光束能隨車(chē)輛的轉(zhuǎn)向軌跡而同步地總是照亮車(chē)前的道路，則需要布置較多的光源點(diǎn)陣并采取更復(fù)雜的光點(diǎn)電控，按照轉(zhuǎn)向輸入來(lái)控變光點(diǎn)陣列的明暗組合及其反光鏡，從而同步地改變前照光束的射向?？傊?，借用市場(chǎng)研究及咨詢(xún)機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics公司的AsifAnwar先生的話，LED前照燈雖然剛開(kāi)始起步，但將

15、是車(chē)用LED市場(chǎng)發(fā)展極快的領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2012年，LED前照燈市場(chǎng)將達(dá)到8000萬(wàn)美元。LED必將以其卓越的安全性、可靠性、節(jié)能性及便于美學(xué)設(shè)計(jì)的特性，成為汽車(chē)照明系統(tǒng)的新寵，給汽車(chē)車(chē)燈的升級(jí)和革命帶來(lái)新的契機(jī)。LED汽車(chē)照明技術(shù)及現(xiàn)狀分析作為第四代車(chē)用光源，LED 有很多優(yōu)于其他傳統(tǒng)光源的特點(diǎn)。為此分析了車(chē)用LED 照明的可行性和先進(jìn)性，介紹了其典型的驅(qū)動(dòng)電路，并著重研究了LED 以及AFS 在汽車(chē)前照燈上應(yīng)用現(xiàn)狀。介紹了車(chē)用LED 照明面臨的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。 1 車(chē)用LED 照明的可行性和先進(jìn)性在汽車(chē)上使用照明光源大約開(kāi)始于20 世紀(jì)初。最先使用的是煤油燈和乙炔燈

16、，1910 年開(kāi)始使用電光源，先后經(jīng)歷了白熾燈、鹵鎢燈及高強(qiáng)度放電式氣體燈HID(Intensity Discharge Lamp)， 自1985 年開(kāi)始進(jìn)入了LED車(chē)用燈時(shí)代。同時(shí)LED 燈應(yīng)用于自適應(yīng)前照系統(tǒng)AFS(Adaptive Front Lighting System)的技術(shù)隨之出現(xiàn)。目前，LED 已被眾多汽車(chē)廠商加以利用制造出各種車(chē)燈款式。寶馬、福特、本田、豐田、奔馳、奧迪等著名品牌車(chē)為了提高各自的總體競(jìng)爭(zhēng)力， 紛紛推出配有各式各樣LED 車(chē)燈的新款轎車(chē)以吸引顧客。LED 具有很多其他光源所不具備的優(yōu)點(diǎn)：(1) 壽命長(zhǎng)、抗震性好。LED 的使用壽命理論上可達(dá)5 萬(wàn)小時(shí)， 實(shí)際壽命

17、也可達(dá)2 萬(wàn)小時(shí)( 普通的鹵素?zé)襞輧H為150 500 小時(shí)左右) ， 一般都要超過(guò)汽車(chē)本身的壽命。另外，LED 的基本結(jié)構(gòu)中沒(méi)有易損可動(dòng)部件， 故抗震性能非常好。(2) 節(jié)能環(huán)保。LED在低電壓小電流的條件下就能夠獲得足夠亮度， 其耗電量?jī)H為相同亮度白熾燈的10%20%;LED 光源中不含危害人體健康的汞， 生產(chǎn)過(guò)程和廢棄物不會(huì)造成環(huán)境污染。(3) 響應(yīng)速度快。與白熾燈相比，LED 燈的響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了幾十納秒， 這樣， 當(dāng)采用LED 作為汽車(chē)尾燈時(shí)， 可以使后續(xù)汽車(chē)司機(jī)更早反應(yīng)， 以減少交通事故的發(fā)生。(4) 體積小。小巧的LED 可使汽車(chē)風(fēng)格的設(shè)計(jì)更加自由、多樣化， 從而使車(chē)型更加時(shí)尚;

18、 與傳統(tǒng)光源相比，LED 信號(hào)燈系統(tǒng)的安裝深度可以減少80 mm， 這一點(diǎn)對(duì)于汽車(chē)造型和內(nèi)部零件布置具有重要意義。目前汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中仍然是支柱產(chǎn)業(yè)， 并處在飛速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期， 其必定會(huì)帶動(dòng)車(chē)用燈具的發(fā)展， 為L(zhǎng)ED 在汽車(chē)上的應(yīng)用提供廣闊的市場(chǎng)空間。2 車(chē)用LED 照明的驅(qū)動(dòng)電路LED 屬于電流控制型半導(dǎo)體器件， 圖1 是LED 的伏安特性曲線。由圖1 可知， 此曲線比較陡， 在正向?qū)ㄖ癓ED 幾乎無(wú)電流流過(guò); 當(dāng)正向電壓超過(guò)開(kāi)啟電壓時(shí)，電流就急劇上升， 發(fā)光亮度L 與正向電流IF近似成正比：L=KIF， 其中K 為比例系數(shù)， 故可以通過(guò)控制LED 的IF來(lái)控制其發(fā)光亮度。因此，

19、為了保證其亮度的一致性， 通常采用恒流源驅(qū)動(dòng)電路。汽車(chē)電池工作電壓范圍為9 V16 V， 通常情況下為12 V ， 但是當(dāng)汽車(chē)?yán)鋯?dòng)時(shí)蓄電池的電壓可跌落到4 V， 而當(dāng)蓄電池缺損由發(fā)電機(jī)直接供電時(shí)， 此電壓可達(dá)到36 V 的高壓。因此， 對(duì)于車(chē)用LED 燈具而言， 要可靠地恒流驅(qū)動(dòng)LED 串， 驅(qū)動(dòng)控制器必須具備精確的電壓和電流調(diào)節(jié)、保護(hù)電路和調(diào)光功能。因此， 設(shè)計(jì)一種穩(wěn)壓性能良好而又恒流輸出的驅(qū)動(dòng)電路十分必要。目前車(chē)用LED 驅(qū)動(dòng)器一般采用兩種方法控制正向電流。(1) 采用LED 的V-I 曲線確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需要向LED 施加的電壓。其缺點(diǎn)為：LED 正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED

20、 電流的變化， 其中的鎮(zhèn)流電阻的壓降和功耗會(huì)浪費(fèi)功率和降低電池使用壽命。(2) 利用恒流源來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。因?yàn)榇朔椒ㄐ枰獙ED 并聯(lián)在電路中， 而驅(qū)動(dòng)并聯(lián)LED 需要在每個(gè)LED 串中放置一個(gè)鎮(zhèn)流電阻， 這會(huì)導(dǎo)致效率降低和電流失配。因此， 這兩種方法都不能充分體現(xiàn)LED 應(yīng)有的優(yōu)越性。為了克服現(xiàn)有車(chē)用LED 驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)， 出現(xiàn)了車(chē)用LED 陣列的高效智能驅(qū)動(dòng)方法。該方法采用了半橋式DC-DC 變換技術(shù)、全波整流技術(shù)、光電耦合技術(shù)等， 確保了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的工作效率; 提出了基于嵌入式系統(tǒng)的智能控制方案， 此方案采用智能PWM 穩(wěn)流控制和調(diào)光控制， 具有負(fù)載開(kāi)路/短路保護(hù)和過(guò)流過(guò)壓保護(hù)功能。圖2

21、 為L(zhǎng)ED陣列智能驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路。如圖2 所示，CPU 輸出兩路完全倒相對(duì)稱(chēng)的PWM信號(hào)A、B， 分別作用在開(kāi)關(guān)器件上， 使其輪流導(dǎo)通; 通過(guò)高頻變壓器T 將能量耦合到次級(jí)， 再經(jīng)快恢復(fù)二極管D1、D2 進(jìn)行全波整流， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 陣列的驅(qū)動(dòng)。LED陣列驅(qū)動(dòng)回路的光電耦合器， 完成對(duì)LED 陣列驅(qū)動(dòng)電流的監(jiān)測(cè)， 并反饋到CPU， 形成一種智能電流負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)， 以確保驅(qū)動(dòng)電流的穩(wěn)定的可靠性。車(chē)用LED 驅(qū)動(dòng)電路的集成化和智能化程度越來(lái)越高。類(lèi)似PMU( 電源管理單元)的芯片及封裝的小型化將逐漸取代多個(gè)單一功能電路進(jìn)行組合的方法， 以適應(yīng)板級(jí)空間非常有限的車(chē)載應(yīng)用。同時(shí)， 由于單片機(jī)、

22、DSP 等控制芯片以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展， 可通過(guò)軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)用照明系統(tǒng)的自動(dòng)化， 這樣LED 的恒流驅(qū)動(dòng)精度以及亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)會(huì)更加準(zhǔn)確。智能化控制已經(jīng)成為新一代車(chē)用LED 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)理念。3 汽車(chē)LED 前照燈由于汽車(chē)前照燈在行車(chē)安全中具有重要的作用， 因此LED 前照燈是最難也是最后投入使用的。以前，LED前照燈只應(yīng)用在概念車(chē)上， 隨著LED 照明技術(shù)以及汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，LED 前照燈的應(yīng)用范圍已從概念車(chē)、豪華車(chē)向中檔車(chē)甚至一般車(chē)型過(guò)渡， 并且照明發(fā)光強(qiáng)度已達(dá)到白熾燈的水平。汽車(chē)前照燈包括遠(yuǎn)光燈和近光燈。在夜間行駛時(shí)，遠(yuǎn)光燈應(yīng)保證照亮車(chē)前100 m、高2 m 處范圍內(nèi)的物體，

23、且亮度均勻; 近光燈不但要保證車(chē)前40 m 司機(jī)能看清障礙物， 而且不能讓迎面而來(lái)的駕駛員或行人產(chǎn)生眩光， 以確保汽車(chē)在夜間交會(huì)車(chē)行駛時(shí)的安全。傳統(tǒng)汽車(chē)前照燈輸出近光和遠(yuǎn)光兩種功能的光束，且每種光束分布模式均呈靜態(tài)分布， 具體的光照分布也都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際應(yīng)用中， 此系統(tǒng)射出的光束分布于有限的角度范圍， 在一些較為復(fù)雜的路況下( 如轉(zhuǎn)彎) 極易產(chǎn)生視覺(jué)盲區(qū)。另外， 傳統(tǒng)汽車(chē)前照明系統(tǒng)不具備自動(dòng)調(diào)整光束分布的功能， 近光光束和遠(yuǎn)光光束之間的變換需駕駛員手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)， 這樣在來(lái)往車(chē)輛頻繁的行車(chē)環(huán)境下， 車(chē)輛之間容易產(chǎn)生眩目光。為了克服傳統(tǒng)汽車(chē)前照燈的上述缺點(diǎn)， 自適應(yīng)前照系統(tǒng)AFS 應(yīng)運(yùn)而生

24、。AFS 是一種能使駕駛員更好地適應(yīng)各種速度、道路類(lèi)型和天氣條件的變化， 提高駕駛安全性的前照燈系統(tǒng)。其工作原理如下： 當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入特殊的道路狀況(如彎道) 時(shí)， 由于方向盤(pán)和速度發(fā)生變化， 角度傳感器和速度傳感器傳輸?shù)诫娍貑卧?ECU) 的信號(hào)就相應(yīng)發(fā)生了變化。ECU 捕捉到這些信號(hào)變化， 同時(shí)判斷車(chē)輛進(jìn)入了哪種彎道， 并發(fā)出相應(yīng)的指令給前照燈的控制單元， 控制單元根據(jù)收到的指令操控裝在AFS 燈體內(nèi)部的微電機(jī)帶動(dòng)發(fā)光三要素繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)， 從而在非常規(guī)路面及天氣下行駛時(shí)， 改變照明方式， 提供更好的安全保障。隨著白光LED 技術(shù)的發(fā)展及空氣動(dòng)力學(xué)和汽車(chē)造型的需求， 汽車(chē)前部位置越來(lái)越低且

25、呈流線型， 為前照燈預(yù)留的空間越來(lái)越小。為了滿(mǎn)足汽車(chē)照明智能化和人性化的需求，AFS 與LED 燈的結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車(chē)前照燈的發(fā)展趨勢(shì)。4 車(chē)用LED 照明面臨的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施車(chē)用LED 照明技術(shù)作為一項(xiàng)具有突破性意義的新技術(shù)， 已經(jīng)被大多數(shù)的汽車(chē)制造商以及消費(fèi)者所接受，越來(lái)越多的高檔汽車(chē)都配備了LED 燈。但由于汽車(chē)應(yīng)用環(huán)境的特殊要求， 要真正實(shí)現(xiàn)車(chē)用LED 代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源， 還有很多技術(shù)難題需要解決。(1) 成本問(wèn)題全球范圍內(nèi)， 車(chē)用LED 生產(chǎn)成本的下降速度將是影響今后車(chē)用LED 大規(guī)模應(yīng)用的主要因素之一。就元件本身而言， LED 燈的價(jià)格普遍高于其他傳統(tǒng)光源。如：W 大功率白光LED

26、的市場(chǎng)價(jià)格約是白熾燈的十幾倍到幾十倍不等， 故LED 芯片還有很大的降價(jià)空間， 其主要途徑為： 發(fā)展大芯片大電流?，F(xiàn)在的芯片一般在0.5 mm1.5 mm 之間， 芯片小， 電流難以加大， 這是LED向單顆大功率發(fā)展的障礙。如果在不降低光效的前提下把芯片做大以便通過(guò)更大的電流， 大幅提高單顆LED的功率， 這樣燈具所用的LED 數(shù)量將明顯減少， 有助于燈具成本的下降。研發(fā)新型襯底材料?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)啟動(dòng)了價(jià)格比較便宜的Si 襯底材料的研究， 希望能代替價(jià)格昂貴的藍(lán)寶石或SiC。除價(jià)格便宜外，Si 還可以制作出比藍(lán)寶石或SiC 襯底尺寸更大的襯底， 以提高M(jìn)OCVD 的利用率， 從而提高管芯產(chǎn)率

27、18。此外， 由于Si的硬度比藍(lán)寶石和SiC 低， 在加工方面也可以節(jié)省成本。據(jù)國(guó)外某知名公司的估計(jì)， 使用硅襯底制作藍(lán)光GaN LED 的制造成本將比藍(lán)寶石和SiC 襯底低90%。繼續(xù)延長(zhǎng)LED 的壽命。理論上，LED 的壽命已經(jīng)超過(guò)汽車(chē)使用壽命， 但在實(shí)際汽車(chē)環(huán)境應(yīng)用中，LED 使用壽命還有待進(jìn)一步提高。如果LED 實(shí)際使用壽命能達(dá)到整車(chē)的壽命， 則在汽車(chē)壽命期內(nèi)無(wú)需更換光源， 免去了這方面的維修費(fèi)用， 就會(huì)更加經(jīng)濟(jì)。就整個(gè)車(chē)用LED 照明系統(tǒng)而言， 必須降低LED 驅(qū)動(dòng)方案的系統(tǒng)級(jí)成本， 以提高該項(xiàng)技術(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。降低方案成本的途徑之一是盡可能減少驅(qū)動(dòng)器的元器件數(shù)量， 同時(shí)這也有利于提

28、高系統(tǒng)可靠性， 因?yàn)镻CB 上的每個(gè)元件都可能是系統(tǒng)的一個(gè)失效點(diǎn)。(2) 散熱問(wèn)題通常高功率LED 輸入功率約20%轉(zhuǎn)換成光能， 剩下的80%均轉(zhuǎn)換為熱能， 這比傳統(tǒng)燈源高很多。如果這部分熱能無(wú)法導(dǎo)出， 將會(huì)使LED 界面溫度過(guò)高， 進(jìn)而影響產(chǎn)品生命周期、發(fā)光效率及穩(wěn)定性， 由此整個(gè)汽車(chē)照明系統(tǒng)就會(huì)受到嚴(yán)重影響19。目前改善車(chē)用LED 燈具散熱的主要途徑：LED 自身的改進(jìn)。首先， 改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)直插式LED 封裝結(jié)構(gòu)熱阻高達(dá)250/W300/W， 而新的封裝結(jié)構(gòu)采用低電阻率、高導(dǎo)熱性能的材料粘結(jié)芯片， 在芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉， 并采用半包封結(jié)構(gòu)， 大大提高了LED 的散熱能力 20-2

29、1。其次， 改進(jìn)LED 的制作材料， 采用超薄、高導(dǎo)熱、高絕緣陶瓷薄片作基底， 提高散熱效果; 開(kāi)發(fā)量子轉(zhuǎn)換效率高、能承受高溫的熒光粉，提高允許的最大結(jié)點(diǎn)溫度， 增大允許的散熱設(shè)計(jì)溫差，以降低散熱設(shè)計(jì)的難度。散熱裝置的改進(jìn)。主要有： 考慮采用合適的散熱形式， 如熱管、風(fēng)扇、水冷等， 要保證將熱量迅速地散發(fā)出去， 同時(shí)散熱裝置能夠穩(wěn)定地工作 22 -23; 考慮散熱片的結(jié)構(gòu)形狀尺寸， 要保證足夠的散熱面積， 同時(shí)散熱效果要好; 考慮電路板的設(shè)計(jì)格式， 可將印制電路板設(shè)計(jì)為上下兩層， 下層專(zhuān)用于信號(hào)發(fā)生電路及驅(qū)動(dòng)電路， 上層為L(zhǎng)ED 點(diǎn)陣電路， 這樣能夠有效地避免因?yàn)長(zhǎng)ED 的熱量傳遞到驅(qū)動(dòng)芯片而

30、使其損壞。(3) 光效問(wèn)題提升LED 光效是車(chē)用LED 技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵， 是車(chē)用LED 產(chǎn)業(yè)化的出發(fā)點(diǎn)和原動(dòng)力。從封裝技術(shù)上來(lái)說(shuō)，LED 的封裝應(yīng)該盡量減少光線在其內(nèi)部的全反射， 增加襯底基板反射率， 從而使光線能夠盡量多地透射出來(lái)，增加LED 的發(fā)光效能。今年2 月，Cree 公司已經(jīng)宣布其實(shí)驗(yàn)室成果LED 光效已經(jīng)達(dá)到2 081 m/W， 相信這不是極限， 還會(huì)有更高的提升空間， 但需要有新的技術(shù)突破。(4) 電磁干擾問(wèn)題汽車(chē)環(huán)境下同樣面臨電磁干擾問(wèn)題EMI (ElectroMagnetic Interference) 。車(chē)載電子產(chǎn)品對(duì)噪聲很敏感， 尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)線電路和AM 無(wú)線電波段接收機(jī)。為了最大限度地降低發(fā)生噪聲干擾的可能性， 有些LED驅(qū)動(dòng)器IC 中采用了恒定頻率開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外， 用戶(hù)還可在200 kHz2 MHz 的范圍內(nèi)設(shè)置開(kāi)關(guān)頻率， 以使開(kāi)關(guān)噪聲遠(yuǎn)離關(guān)鍵頻段(如AM 無(wú)線電波段)。5 車(chē)用LED 照明市場(chǎng)展望LED 在汽車(chē)照明系統(tǒng)中的應(yīng)用雖然剛剛起步， 但隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)和汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展， 車(chē)用LED燈具的總體效率以及性?xún)r(jià)比將會(huì)得到很大的提高， 應(yīng)用規(guī)模將會(huì)逐漸擴(kuò)大， 并最終占據(jù)整個(gè)汽車(chē)車(chē)燈市場(chǎng)。據(jù)調(diào)查， 目前全球車(chē)內(nèi)應(yīng)用的LED 年銷(xiāo)售額大約在5 億到6 億歐元