固態照明是汽車領域的一項使能技術,它不但新增了一些新的功能,具有更高的安全性,更靈活的設計,更易與控制系統和電子設備集成,而且在照明設計方面有更大的自由度,讓每個汽車製造商都能體現自己的風格和理念。
車輛電子控制系統具有許多功能:一些與擋風玻璃雨刷系統有關,另一些涉及空調系統。電源管理系統不僅要驅動照明,還要支持信息娛樂設備以提供舒適和安全的駕駛體驗。
通過開發新功能和電子控制系統,LED技術在不斷更新。現代設計不僅涉及光源,還包括光源本身的形狀、投影和圖像。
LED技術成功的主要原因在於較低的色溫(通常為5,000 K),這可以讓使汽車外觀具備更強的科技感和金屬質感。其應用體現在多個方面,可以生成薄而均勻的光導,從而可以進一步為汽車增加美感和個性化特性。此外,由於LED具有更高的光照強度和安全性,它還可以提供很好的投影深度。
電源管理LED在汽車領域得到廣泛應用的關鍵因素在於,它對振動不敏感,使用壽命長,高能效,以及對光源的完全可控性。LED的易控制性也使其成為智能照明系統的自然選擇,以適應車輛和周圍環境。但是,為了正確驅動LED並實現高效的光輸出,需要獨立於電源電壓的電流控制。
因此,用於驅動LED的更好方案是使用電流控制電路。LED通常需要恆定電流才能產生一致的光輸出:LED驅動器必須能夠改變輸出電壓以保持恆定電流。輸出電壓取決於許多參數,例如LED的製造工藝、模具溫度和串聯的LED數量。
汽車行業使用的所有開關穩壓器和LED顯示驅動器均符合AEC-Q100要求。 MAX20090是一款單通道高亮度LED驅動器,適於汽車前燈應用,例如遠光、近光、日間行車燈、方向指示燈、霧燈和其它LED燈。 LMR23610ADDA是一種採用8引腳PowerPAD封裝的Simple Switcher同步降壓轉換器。這種36V、1A同步降壓型穩壓器適於各種應用,具有4.5V至36V的寬輸入電壓範圍,並使用峰值電流來控制電路。NCP3065是一款單片式開關穩壓器,旨在提供恆定電流來為高亮度LED供電。該器件具有高達40 V的輸入電壓,可在12 VAC或12 VDC的電壓下工作。
圖1:MAX20090的框圖
LED解決方案汽車前照燈是一種高科技照明設備,在設計和安全性方面起著非常重要的作用。 LED技術提供了全新的解決方案,其使用壽命等於車輛的使用壽命,並且與其它方案相比,其能耗僅為五分之一,從而降低了燃油消耗和二氧化碳排放量。
近年來,車內環境照明的概念變得流行起來,例如,橙色等單色可以使車輛內部和外部亮度協調一致,從而減少了夜間駕駛的疲勞。
RGB靜態照明始於2010年,它能為乘客帶來愉悅的氛圍。在此之後,對不同場景下動態照明效果的需求逐漸升高,例如人進入車內時的迎賓燈,以及緊急情況下(碰撞前和盲點警告)的駕駛員警告燈。
RGB環境照明既複雜又昂貴,它需要在校準、製造和測試設備上進行大量投資。設計人員始終面臨著改變RGB LED混色渲染的難題。這種現象主要有兩種因素引起:顏色和亮度範圍內的強度和波長變化,以及對正向電流和溫度的依賴。
基於此,DOMINANT推出一個名為seddLED(智能嵌入式數字驅動器LED)的新系列產品,這是一個將RGB LED、LED驅動器和高級通信連結集成在一個獨立封裝中的數字LED。
圖2:seddLED(智能嵌入式數字驅動器LED)
「從概念車設計上,我們會看到,汽車座墊照明、車頂照明、全環境照明和AR HUD將成為汽車的未來發展趨勢,」 DOMINANT市場總監YY Lim說。 「車身照明、汽車間或汽車對行人的通信顯示,以及標牌投影照明將很快出現。在自動駕駛汽車越來越受歡迎時,這些新趨勢將很快實現。」
seddLED3.0可以通過軟體控制RGB顏色和亮度,並且已預先校準為D65白點,在1400 mcd的精度在三個SDCM步進內。此外,它還提供2Mbit / s的半雙工差分控制總線,以及52.5 µs的刷新率(每100個LED 5.25 ms)。其內置的溫度傳感器能夠實時、自動地執行溫度補償,並具有自我診斷功能。
該封裝還採用金的引腳框架,具有出色的耐腐蝕性,並通過了汽車AEC-Q100和AEC-Q102標準認證。 seddLED3.0具有更大的設計自由度,可在乘客座艙內營造出不同的氛圍。
標準RGB LED和A3A-FKG-RGB-1之間的顏色範圍比較。 A3A-FKG-RGB-1具有預先校準的真綠色和藍色,以及良好且穩定的色域。
在市面上,日亞化學(Nichia)和英飛凌(Infineon)已經為高清(HD)照明設備提供一款設計方案,該方案針對前照明應用,帶有1.6萬多個微型LED。與當前HD解決方案不同的是,這種新的器件可為駕駛員的整個視野提供高解析度的光線。
日間行車燈大概是LED技術在汽車領域中最普遍的應用。由於光源小尺寸和高亮度的多功能性,LED系統可以將新的光學設計輕鬆集成到汽車前照燈中。
歐司朗(OSRAM)也一直專注於汽車領域,提供汽車內部和外部照明的LEDriving燈,具有完整的投影和信號解決方案。對於投影燈,可以使用HL系列(近光和遠光)和FL系列(霧燈)來匹配信號燈(SL)的完整範圍。用於近光和遠光的LEDriving HL可以替代H4,H7,H11和HB4滷素燈。
使用近攝多晶片LED光源和全反射技術可以實現精確的光暗區分(光和陰影之間的清晰分界),顯著減少漫射光,所有這些都有利於改善照明深度和減少眩光。
前照燈LED技術中最先進的解決方案基於Matrix LED系統,即動態LED陣列,它能夠提供自適應的深度光,以防止來自對面的車輛產生眩光。
(參考原文:)
責編:Amy Guan
本文為《電子工程專輯》2021年1月刊雜誌文章,版權所有,禁止轉載。點擊申請免費雜誌訂閱