汽車LED前燈必成主流

　　在不斷的整合和創(chuàng)新中，新的工業(yè)制造種類迅速崛起，并成為重塑產(chǎn)業(yè)格局，引領(lǐng)人類生活潮流的主導(dǎo)力量，這其中被稱為駕馭人類未來(lái)交通的汽車工業(yè)尤為引人注目。2016年8月30日-9月1日，亞洲最大規(guī)模的汽車技術(shù)展Automotive World將首次進(jìn)駐中國(guó)，在深圳會(huì)展中心以預(yù)展的形式實(shí)現(xiàn)它的初次亮相。本次展會(huì)將全面展示汽車電子技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、EV/HEV/FCV技術(shù)、汽車輕量化技術(shù)、以及汽車配件加工技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。隨著汽車電子技術(shù)的更新?lián)Q代，汽車前燈也將設(shè)計(jì)得更加人性化，好的汽車前燈不僅能使車更加美觀，還能提升汽車的安全系數(shù)。那么在展會(huì)開(kāi)始前就讓我們先來(lái)探討一下汽車前燈的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

　　過(guò)去多數(shù)美國(guó)家庭過(guò)去通常使用的 40W 和 60W 白熾燈，從 2013 年末已經(jīng)禁止在美國(guó)生產(chǎn)或向美國(guó)進(jìn)口了 （不過(guò)這種燈仍然可以買到），75W 和 100W 照明燈 2012 年已經(jīng)淘汰了。這些燈遭到淘汰的原因是，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署 （EPA） 要求提高電-光輸出功效。這么要求的主要理由是，有助于降低電耗 （因此降低了發(fā)電量），因?yàn)槭聦?shí)上，美國(guó)住宅照明約占美國(guó)電力消耗的 14% （數(shù)據(jù)來(lái)源： Energy Information Administration）。固態(tài) LED照明燈僅需要約 1/8 的電力，就可產(chǎn)生同等流明的光輸出，因此 LED 燈已經(jīng)成功進(jìn)入了我們今天的世界。

　　照明燈從白熾燈到固態(tài)電子燈的演變過(guò)程與目前發(fā)生在汽車行業(yè)中的車輛照明的轉(zhuǎn)變類似。盡管紅光 LED 燈已經(jīng)用在尾燈中 10 多年了，但是只是在最近，汽車內(nèi)部和前向照明系統(tǒng)的變化才導(dǎo)致 LED 燈的采用率出現(xiàn)了顯著提高。例如，超過(guò) 70% 的汽車內(nèi)部指示燈和超過(guò) 45% 的儀表顯示器背光照明采用了 LED 燈。相比之下，目前 55% 的白天行車燈 （DRL） 和大約 5% 的前燈采用了 LED 燈。盡管前燈 （近光、遠(yuǎn)光、霧燈） 代表著最大的商機(jī)，但也是滲透率最低的市場(chǎng)，很多人發(fā)現(xiàn)了這一矛盾，我就是其中之一。出現(xiàn)這種明顯矛盾的主要原因之一是成本，汽車制造商無(wú)法以消費(fèi)者愿意 支付的價(jià)格提供 LED前燈。

　　在探討前燈采用率低的背景原因之前，了解一下為什么很多駕駛員甚至原始設(shè)備制造商都偏愛(ài) LED 照明解決方案，而這是很有用的。LED 照明解決方案受到偏愛(ài)的原因包括但不限于以下各項(xiàng)：

　　· 性能和設(shè)計(jì)靈活性 ― LED 外形尺寸小，因此提供了設(shè)計(jì)靈活性，LED 還提供范圍很大的調(diào)光能力。記住，人眼對(duì)光輸出的微小偏差是非常敏感的。

　　· 節(jié)能和較低的二氧化碳排放量 ― LED 不僅具備較高的功效，因而降低了為它們供電所需的能量，而且還具備顯著地延長(zhǎng)的生命周期。

　　· 成本 ― 這個(gè)特點(diǎn)似乎與直覺(jué)相悖，但是在非前燈應(yīng)用中，成本持續(xù)下降、耐用性和卓越的質(zhì)量已經(jīng)使 LED 成為最終消費(fèi)者價(jià)值的新標(biāo)準(zhǔn)。

　　· 監(jiān)管 ― 很多政府法規(guī)規(guī)定了對(duì)白天行車燈和前燈以及其他照明應(yīng)用的要求，這些法規(guī)導(dǎo)致對(duì) LED 照明的需求增大了。

　　奧迪被普遍認(rèn)為是 LED 應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者，我想，任何人對(duì)這一點(diǎn)都不會(huì)感到驚訝，因?yàn)閵W迪在幾乎任何外部汽車照明應(yīng)用中都使用了 LED。任何人在后視鏡中看到奧迪著名的“眼眉”白天行車燈，都會(huì)覺(jué)得非常引人注目。此外，奧迪是第一家使用 LED前燈的汽車制造商，用在了 2004 年的奧迪 R8 中。

　　那么， LED前燈為什么沒(méi)有像用于其他形式汽車照明的 LED 那樣流行起來(lái)呢？ 答案當(dāng)然是成本。可以取代 LED前燈的其他產(chǎn)品包括：白熾燈、鹵素?zé)艋蚋呙芏确烹?（HID） 氙氣燈。可比 LED 燈的價(jià)格可能比鹵素前燈 （1962 年首先在歐洲推出，但直到 1978 年才在美國(guó)得到采用） 高 100%，比 HID氙氣燈 （要實(shí)現(xiàn)與 HID 氙氣前燈可比的性能，需要一個(gè)比更低性能鹵素?zé)魞r(jià)格高得多的 LED 解決方案） 高 1.5 倍。順便提一句，首款 HID 氙氣前燈出現(xiàn)于 1991 年的寶馬 7 系列中。

　　一般而言，LED前燈的亮度介于鹵素?zé)艉?HID 燈之間，但是 LED 燈的光線聚焦度高得多，而且還可以控制產(chǎn)生不同形狀。此外，由于 LED 燈尺寸很小，因此允許使用各種擺放和安裝方式，汽車制造商能夠開(kāi)發(fā)各種形狀的 LED 燈和組裝方法，以完美地與車型相配。盡管 LED 發(fā)光時(shí)不產(chǎn)生熱量，但是通電時(shí)，在它們的發(fā)射器底部確實(shí)產(chǎn)生一定的熱量，因此對(duì)相鄰組件和連接電纜造成了潛在風(fēng)險(xiǎn)。由于這個(gè)原因，LED前燈需要冷卻系統(tǒng) （例如散熱器或風(fēng)扇） 以避免熔化。此外，這類冷卻系統(tǒng)位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，對(duì)于其他一些需要保持合適溫度的系統(tǒng)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)艙不是個(gè)太涼爽的區(qū)域。這是 LED 前燈更難以設(shè)計(jì)、更難以在汽車中采用的另一個(gè)原因，也因此比 HID 燈價(jià)格更高。

　　不過(guò)，故事到這里還沒(méi)講完。美國(guó)行業(yè)媒體上最近刊登了一篇文章，文中稱，奧迪已開(kāi)始在高性能 R8 中提供可選激光遠(yuǎn)光燈。這種激光照明燈有一點(diǎn)非常出色，能夠在前燈保持打開(kāi)的情況下自我調(diào)節(jié)，使光線不落在前面行駛的車輛上，甚至多達(dá)前面 8 輛車。與 LED前燈相比，奧迪的激光聚光燈可以照到 2 倍遠(yuǎn)的距離 （超過(guò) 500 英尺），從而為駕駛員提供了距離更遠(yuǎn)的可見(jiàn)度。

　　最新 IC 有助于 LED前燈的采用

　　白熾燈要產(chǎn)生光輸出，所需全部條件就是其燈絲中要有電流通過(guò)，與此不同，LED 需要專門的集成電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。

　　今天，LED 驅(qū)動(dòng)器 IC 必須具有的一個(gè)關(guān)鍵性能特點(diǎn)是能夠充分調(diào)光。LED 是用恒定電流驅(qū)動(dòng)的，其 DC 電流值與 LED 亮度成比例。要通過(guò)控制 LED 電流改變 LED 亮度，有兩種調(diào)光方法。第一種是模擬調(diào)光，通過(guò)降低恒定的 LED 電流值，成比例地降低 LED 的 DC 電流值。降低 LED 電流可能導(dǎo)致 LED 色彩改變，或者 LED 電流控制不準(zhǔn)確。第二種方法是數(shù)字或脈沖寬度調(diào)制 （PWM） 調(diào)光。PWM 調(diào)光以等于或高于 100Hz 的頻率接通和斷開(kāi) LED，這樣的變化人眼察覺(jué)不到。PWM 調(diào)光占空比與 LED 亮度成比例，而接通時(shí)的 LED 電流值保持在由 LED 驅(qū)動(dòng)器 IC 設(shè)定的值，從而在高調(diào)光比時(shí)保持了 LED 顏色的恒定。在某些應(yīng)用中，這種 PWM 調(diào)光方法可實(shí)現(xiàn) 3000 ： 1 的調(diào)光比。

　　VIN 6V to 60V：VIN 6V 至 60V

　?。?0V TRANSIENT）：（80V 瞬態(tài)）

　　25W LED STRING：25W LED 串

　　相信盡管 LED前燈目前的市場(chǎng)滲透率低，但是顯然，性能提升太有吸引力了，汽車制造商對(duì) LED 燈目前這種態(tài)度不可能持續(xù)太久。產(chǎn)生吸引力的原因包括：提高駕駛員行車安全性、靈活改變車身造型的能力、節(jié)能以及純粹為了實(shí)現(xiàn)好看的外觀。我們都知道，汽 車外觀好看，我們就想買。您以后在駕車四處行走時(shí)，請(qǐng)留心看一下矩陣式照明，因?yàn)楫?dāng)您看向后視鏡時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，矩陣式照明及 LED前燈的使用將有大幅增加。

　　LED前燈在功能和性能方面有著天然的優(yōu)勢(shì)，如果能克服散熱和成本問(wèn)題，無(wú)疑汽車前燈將大半都是LED的天下。想要獲得更多汽車技術(shù)改良的靈感和火花，眼下就有一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)。Automotive World 2016 （中國(guó)汽車電子技術(shù)展覽會(huì)）即將于8月30日在深圳會(huì)展中心開(kāi)展，展會(huì)將匯聚業(yè)界影響力卓越的展商，來(lái)自汽車主機(jī)廠、汽車一級(jí)供應(yīng)商及OEM企業(yè)的優(yōu)秀汽車工程師等也將匯聚一堂。展會(huì)同期將舉辦多場(chǎng)汽車電子技術(shù)研討會(huì)，集結(jié)汽車行業(yè)知名人士及專家一起探討行業(yè)矚目的熱點(diǎn)話題，審視行業(yè)發(fā)展新需求，開(kāi)拓行業(yè)新機(jī)遇。