汽车LED大灯驱动技术及厂商盘点

　　现在大多数车型仍然在使用普通的卤素大灯，好一点的车型会使用氙气大灯。最多是在灯组的构造上做一些创新，利用透镜、反射灯光学原理来提高灯光的效率，但是灯组本身技术创新不足。LED汽车灯，是指车内外光源均采用LED技术，用来外部与内部照明。可广泛使用LED汽车灯来营造车内环境，用寿命为5万个小时，LED的结构坚固，不容易受振动影响，使用过程中光输出亮度也不会明显下降。

　　LED在汽车外部照明应用中的不断渗透日益取代传统照明解决方案，需要一种更加高效、更加稳健、更具成本优势的电子器件和驱动器IC，以使LED的优势在此类应用中得到充分发挥。LED照明系统中的这一重要元件，指出在开发LED外灯驱动电子架构时需要考虑的因素。LED汽车灯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，仪表灯，牌照灯，车门灯，车内照明灯，示宽灯，导航，娱乐系统，背光灯及指示灯等。这些特性包括LED散热管理、灵活地驱动不同LED配置以及具有成本优势的系统设计等。发光二极管（LED）在汽车领域的应用已超过15年。过去，可提供的色彩和功率水平将LED的应用限制在仪表板、内部灯饰和一些低功耗的尾灯混合照明功能。

　　LED灯在这些汽车前部照明应用中得到日益广泛的使用，其主要原因在于：相对于常规白炽灯或高亮度放电（HID）灯，LED灯在款式和设计方面具有独到的优势，近期则更是得益于低功耗这一特性。但是，同样重要的是随着LED技术的不断发展，已经可以提供更高的功率水平和更宽的色域。目前，在汽车前部照明应用中，LED灯的性能已不亚于白炽灯。

　　汽车照明中的LED

　　对于汽车制造商来说，款式上的优势仍然是使用LED灯的主要原因之一。显然，汽车制造商看到了进一步巩固其汽车品牌的机会。已有多种照明设计从LED灯提供的更大设计自由度中受益。较为著名的早期案例包括奥迪A8/A6。不过，关注点正在向LED灯对汽车照明应用带来的其他优势上转移。其中包括更低的功耗、更长的使用寿命和更快的启动时间。

　　密歇根大学运输研究学院（UMTRI）评估了常规白炽灯和LED解决方案在白天行驶照明功能的能耗水平。他们发现，对于等效功能，LED解决方案的能耗水平要低50%（23W对46W）。这种节省可以直接转换成燃油效率，同时还能使客车的二氧化碳排放量减少50%。

　　对于准备开发全电动汽车的汽车制造商来说，这种燃油效率十分重要。而对于消费者来说，一个重要的购买标准是电动汽车在充满电的情况下能行驶的距离。为此，汽车制造商们正在寻找适当的方式，以改善各种功能的能耗水平，从而提高汽车的续航能力。LED灯显然具有极大的节能优势，因而日益成为照明设计工程师们的自然选择。

　　另一个对LED效率的提升以及LED在汽车照明应用领域的渗透做出了不可磨灭的贡献的重要因素是LED的照明效率，即每瓦特的流明 （lm/W）。该指标衡量的是LED灯每消耗一瓦特能量所产生的光输出量。该值越高，LED将输入功率转换为光输出的效率就越高。如今的高亮度LED灯能实现100-150lm/W的照明效率，而一只60W白炽灯仅为10-18lm/W。这项指标的改进极大地扩大了LED灯的应用范围，并拓展到完全以LED灯为基础的汽车前部照明系统之中。尤其是完全以LED为基础的大灯，其中包括远光和近光调整等功能。下一节将介绍在汽车应用中使用LED灯所面临的部分挑战。

　　LED在汽车电子应用

　　汽车环境为LED带来了巨大的挑战，LED必须能提供稳定的光输出，即使大灯周围的电气条件和散热条件不断变化，灯光的通量和色点也必须保持恒定。由于LED的光输出与应用于LED的电流成比例，同时，LED采用的是扩散式生产工艺，因此即使是同一批次的产品，也可能在驱动电流相同的情况下，其光输出存在差异。为了避免这种不利差异，往往根据某些参数来选择LED。通过筛选，可以确保同一批次的LED在光输出和色点方面更加一致。

　　LED还必须保证在-40℃至+125℃的环境温度范围内，光输出达到具体应用的最低法定光通量要求。头灯的光通量需要达到1，000流明左右，并能在工作温度范围内提供要求的最低光输出。为了达到这种光通量要求，可能要将数个LED串联或并联起来。将多个高亮度LED灯集合到一起同时对散热管理提出了很高的要求，因为随着LED温度的升高，LED的光输出会大幅下降，色点会发生偏移。因此，LED在产生这种量级的光的过程中散发的热量必须通过散热器传导出去。在一些极端情况下，可能需要降低LED的驱动电流，以避免LED过热和损毁。汽车工业对LED的可靠性同样提出了严格的要求。LED解决方案必须能够达到AEC-Q100标准的严格要求。这就意味着，LED及驱动器电子器件必须通过该标准的认证。

　　LED7大优势

　　对于汽车而言，LED光源（不仅限于前大灯）有以下7大优势：1、节能、成本低：LED的发光效率达80%~90%，如果用我们日常的节能灯来打比方，节能灯比白炽灯节能4/5，而LED比节能灯还节能1/4。在汽车上，同样的日间行车灯，LED元件的能耗仅为卤素灯的1/20。LED元件的成本也逐年大幅降低，并且目前成本和价格仍然在以每年20%以上的幅度下降;

　　2、寿命超长：用在汽车上的LED元件基本都能达到50000小时的水平，而知名的汽车灯光供应商已经能够提供寿命达100000小时的LED元件，换算一下，相当于11年。在考虑到灯光的使用频率，基本上在整车的设计寿命里，LED元件都不需要更换。相比之下，氙灯的寿命仅为3000小时左右。而且LED让大灯的形状和线条变得更加丰富，夜晚的识别度也更高;

　　3、耐用性好：LED元件结构简单，抗冲击性、抗震性非常好，不易破碎，能够很好地适应各种环境;

　　4、LED元件体积小，紧凑便于布置和造型设计：这是LED的一个巨大优势，这一优势充分迎合了汽车厂商在设计上的进化需求，打破过去灯光系统对造型创新的束缚，让我们拥有更具创意的汽车产品;

　　5、响应速度快：LED的点亮仅需微秒级别，用在尾灯和转向灯上能够迅速点亮达到更好的警示效果，用在前大灯上，相比氙灯和卤素大灯拥有更高的响应速度，对于行车安全性有更好的保障;

　　6、亮度衰减低：LED亮度高，光线亮度衰减远低于卤素灯，适合用作照明及刹车灯、转向灯等警示灯光;

　　7、低压直流电即可驱动，负载小，干扰弱，对使用环境要求低，适应性好。不像氙灯那样还需要升压装置。

　　随着车用LED市场规模越来越大，新加入的供货商势必越来越多，竞争加剧，而供货商的产品质量参差不齐，势必会影响市场声誉，从而影响最终消费需求。只要LED成本降至与白炽灯同一水平，除经济型轿车以外的轿车都将会大规模地应用LED.毋庸置疑，采用高亮度LED照明将成为未来汽车的主要特征，这归功于LED相对于传统的白炽光照明方案所具有的许多基本优势。此外，采用LED照明也可带动汽车设计技术和设计风格上的变化。然而，正像任何创新技术一样，LED在被广泛用于汽车照明之前，仍需要克服许多困难。

　　汽车LED大头灯方案

　　如NXP、安森美、英飞凌、飞兆等都有针对汽车LED大头灯方案，这为汽车厂商提供更节能的选择以满足消费者对燃油经济性的要求、提升能见度安全性以降低或避免交通事故发生率、打造个性化的车辆氛围达至消费者对汽车独特的造型期望，未来车照明系统整体年复合增长率几达10%，市场发展潜力巨大。