中国汽车市场LED灯的普及尚需克服五大挑战

来源:国际电子商情       编辑:邓伟权 2011-10-14 14:19    浏览量:1766

随着LED应用技术的不断提高和成本的逐步下降,LED灯汽车电子上经过近年来的技术验证、概念车展示等初步设想阶段之后,越来越接近大范围应用于量产车系统中的美好前景。从奥迪R8电子系统全面使用LED灯开始,到奔驰宝马凯迪拉克丰田等公司也推出了自己的LED灯替代传统白炽光、HID灯的汽车车型,各种五彩缤纷的LED灯具为新型车增色不少,吸引了广大消费者的眼球,同时,也为未来的汽车设计提供了一个新的亮点,相信不久会有更多的汽车厂家会将LED灯作为汽车照明、指示、背光和装饰的首选。

LED适合于汽车电子的各种照明应用,包括大灯(远光灯和近光灯),雾灯,尾灯,刹车灯,转向信号灯,白天行车灯踏板照明灯,车内照明灯,示宽灯,导航,娱乐系统,仪表背光灯及指示灯等。LED灯应用于汽车系统中主要有以下几点优势:第一,颜色饱和度高,使输出光线更加清晰柔和,符合汽车大灯应用的特点;第二,使用寿命长,经久耐用,抗震性强,可超过10000小时,而传统卤素灯寿命一般在300小时左右;第三,效率高,较少额外损耗,比起传统灯的复杂散热系统,可以看出LED灯的热损耗要小得多,转换效率可达到85%以上,尤其适合未来汽车注重节能的设计理念;第四,响应速度快,不同于传统白炽光,HID灯需要较长的驱动点亮延迟,更实时反映车况和路况,留给驾驶者更长的判断时间,减少汽车安全事故;第五,体积小,重量轻,,可以实现更小巧精致的灯具,为其他的车型设计节约更多空间;第六,LED灯属于但色性很好的光源,没有红外线,紫外线等其他光线,热量、辐射很少,适合汽车室内照明、背光应用需求。

LED灯在汽车中的使用,目前主要集中在大灯、尾灯、照明灯、车载GPS背光等的使用上,尤其是尾灯,大约占整个市场的10%。

五大技术挑战

国内车用LED的规模目前仅占汽车光源市场10%左右的小份额,目前主要还是比较集中在高端车应用中。尽管LED灯成本在持续下降,但要做到与传统光源不相上下,还需要在质量和产量上逐步提高,才能降低LED成本,扩大LED的汽车电子市场占有份额。

成本高并非是延缓LED灯在汽车电子应用的唯一因素,一些技术性能方面的难题也是需要去解决的,比如单个LED的光照强度仍显不足,这就不能够随意减少LED的数目去缩小灯具体积;同时较小的体积不利于光源散热,这就需要LED厂家做好产品的热管理,才能将LED的优势发挥得更充分,无论对于LED的寿命或演色性都能提供较佳的状态,否则只能是适得其反,降低了产品质量;LED驱动系统的转换效率也是目前比较关键的问题点,在大功率应用中很多方案在兼顾成本的同时转换效率并不高;还有目前我国LED灯应用在汽车电子都属于高端车,而高端车都大部分在国外汽车厂商控制,国外厂家对LED供应商的选择和认证非常苛刻,国内LED企业很难进入其供应链中;再有我国的LED灯生产水平大部分还停留在民用产品的要求范围内,很难达到汽车级应用标准,即使达到汽车级应用的一些厂家可能生产能力及保证产品一致性等方面也不一定够,很难满足量产汽车的大批量高质量的需求。

因此LED灯要想加快在整个汽车光源上的占有率,必须首先在这些问题上加大解决力度,如上所述的热管理问题、生产成本及产品一致性问题等等。

汽车要求分立式LED驱动电源

 

用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,LED必须使用恒流源驱动。大多数LED都有规定的电流值,可以使用配置为恒流源的线形稳压器来驱动,线性稳压器具有减少零部件数和降低电磁干扰(EMI)的优点,但在效率和热耗方面有严重的弊端,不适合大功率应用,用开关式电源(SMPS)则更适合在各种应用中。

目前采用SMPS模式LED驱动电源是市场主流,同时也分为分离器件组合方式和IC集成方式,IC集成模式如台湾聚积科技(MacroBlock)、Zetex(Diodes)、TI和NSC等,主要特点是内置MOSFET及其驱动电路,同时有些集成了多路驱动、自动调光和各种保护功能等,应用电路简单,体积小,易于控制成本,但是由于这种应用驱动电流小,设计不够灵活,控制精度不高,不能实现升压模式等原因,在多数汽车电子应用中有很大局限性,而采用PWM控制芯片及外置MOSFET实现的分离模式则可以实现汽车电子中大功率,高效率以及高稳定性的应用,它可以通过不同的拓扑结构,结合LED对电压,电流和功率的需求,实现符合系统的整体目标。在成本上也会随着用量逐步降低。

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