汽車行業(yè)是高亮度LED的關(guān)鍵早期市場之一，首先采用固態(tài)照明技術(shù)進(jìn)行內(nèi)部使用，以及后部和信號照明功能。這是因?yàn)椋贖B-LED的早期，紅色和橙色發(fā)射器比基于麻煩的氮化鎵（GaN）材料系統(tǒng)的藍(lán)色和白色器件更亮更先進(jìn)。但是，一旦開發(fā)人員掌握了使用GaN并提供足夠明亮的白色發(fā)光體，所有這些都開始發(fā)生變化。從2003年開始，LED開始出現(xiàn)在技術(shù)要求更高的前照燈系統(tǒng)中，從現(xiàn)在熟悉的奧迪車輛日間行車燈（DRL）開始。

今天，全LED前照燈兼具主要照明功能（可以使用低光束和高光束，但直到最近它們才被限制在高端車輛中，即使這樣也經(jīng)常只作為“奢侈”選擇出售。事情正在兩個(gè)方面發(fā)生變化。首先，LED前照燈現(xiàn)在似乎正在快速轉(zhuǎn)移到中檔和緊湊型轎車中。其次，自適應(yīng)照明的新技術(shù)開始出現(xiàn)。隨著技術(shù)成本的下降，LED前照燈的主流采用以及自適應(yīng)照明提供的額外復(fù)雜性是汽車前照燈市場的兩個(gè)主要趨勢。兩者都對光發(fā)射器和作為其重要合作伙伴的驅(qū)動器IC的制造商的體積需求和性能都有影響。

在本文中，我們回顧了LED前照燈和自適應(yīng)汽車照明的當(dāng)前發(fā)展，并討論了如何自適應(yīng)功能的要求會影響LED和控制元件。

奧迪的領(lǐng)先優(yōu)勢直到最近，大多數(shù)車輛的前端仍然是一個(gè)主要的無LED區(qū)域。這一規(guī)則的例外情況在奧迪的車輛中最為明顯，其在A8等汽車中早期采用多LED日間行車燈（DRL）迅速成為這些高端車型的“標(biāo)志性”。

關(guān)注奧迪的領(lǐng)先者，雷克薩斯，吉普和別克是率先推出類似白色LED DRL的車型之一，而他們最近出現(xiàn)在本田雅閣和豐田卡羅拉等車型中，LED前照燈突然變得熟悉。然而，配備全LED前照燈的汽車仍然相對稀少，通常僅限于豪華車型的選擇?，F(xiàn)在這種情況正在發(fā)生變化，因?yàn)樵摷夹g(shù)變得更加實(shí)惠和功能性，現(xiàn)在可以為中檔車型配備全LED前照燈，包括標(biāo)致308，Seat Leon，大眾帕薩特，也許是大多數(shù)主流，甚至是福特蒙迪歐。同時(shí)，頂級型號使用的LED比以往任何時(shí)候都多。據(jù)“歐洲汽車新聞”報(bào)道，1第六代梅賽德斯S級轎車將成為首款專門用于所有外部照明功能的LED車型。標(biāo)致的新款308掀背車使這款法國汽車制造商成為歐洲第一家提供全LED前照燈的公司，作為緊湊型轎車大部分裝飾的標(biāo)準(zhǔn)配置。

圖1：標(biāo)致308掀背車是LED前照燈即將擴(kuò)散到中檔車輛中的一個(gè)例子。這款全LED前照燈裝置專為Magneti Marelli汽車照明（AL）部門的最新型號而設(shè)計(jì)。

這一趨勢將意味著針對汽車前照燈應(yīng)用的LED需求不斷增長，包括Philips Lumileds和Nichia的各種高亮度發(fā)光器，Cree的XLamp XB-D系列以及Luminus Devices的“大芯片”SST-50系列LED。適合點(diǎn)光源。歐司朗光電半導(dǎo)體被認(rèn)為是汽車照明領(lǐng)域的重要參與者，專門為前照燈功能銷售一些LED，以及其他諸如用于DRL的Golden Dragon和Advanced-Power TOPLED設(shè)備。

此外，從奢侈品端到中型甚至是一些預(yù)算型號，LED前照燈的另一個(gè)主要趨勢是新的“自適應(yīng)”前照燈系統(tǒng)的出現(xiàn)，這些系統(tǒng)可以自動響應(yīng)汽車的環(huán)境。自適應(yīng)技術(shù)允許駕駛員在必要時(shí)通過自動調(diào)光或關(guān)閉特定發(fā)射器來始終保持其遠(yuǎn)光燈。毫不奇怪，開創(chuàng)新LED照明功能的汽車制造商奧迪再次突破界限。它在2013年拉斯維加斯國際消費(fèi)電子展（CES）上展示了其“Matrix”自適應(yīng)LED前照燈;在最近的2014年活動中，它推出了一款新的混合動力系統(tǒng)，不僅包括LED，還包括用于遠(yuǎn)光燈功能的激光二極管，據(jù)稱它可以照亮前方500米的道路。

在法蘭克福車展上2013年9月，即將出現(xiàn)在2014年新A8車型中的Matrix系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)。它包括一個(gè)具有25個(gè)獨(dú)立發(fā)光器的遠(yuǎn)光燈，自適應(yīng)系統(tǒng)甚至連接到汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)，以便在接近角落時(shí)預(yù)測性地將光引導(dǎo)到道路邊緣。

圖2：奧迪新推出的“Matrix”自適應(yīng)前照燈，在遠(yuǎn)光燈上有25個(gè)發(fā)射器，可作為新款A(yù)8車型的選裝配置。這家德國公司在前沿汽車照明系統(tǒng)中率先使用LED，其LED日間行車燈近年來已經(jīng)成為一種熟悉且模仿的標(biāo)志。

LED前照燈組件開發(fā)

自2013年夏季起，德國LED制造商歐司朗光電半導(dǎo)體一直在協(xié)調(diào)由德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）支持的研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目包括汽車公司戴姆勒，驅(qū)動IC制造商英飛凌科技和汽車照明專家海拉。它旨在進(jìn)一步推進(jìn)自適應(yīng)技術(shù);例如，通過在車速增加時(shí)施加更高的電流來擴(kuò)展前照燈的范圍，并且擴(kuò)展更寬的光束以照亮在城市駕駛中遇到的額外危險(xiǎn)。在去年法蘭克福車展之后不久，歐司朗表示，它已經(jīng)開發(fā)出第一款專為自適應(yīng)汽車前照燈設(shè)計(jì)的多芯片LED組件。

該公司Ostar產(chǎn)品系列中的一種變體，以及最新版本的芯片用于LED前照燈，它基于不少于五個(gè)單獨(dú)的發(fā)射器。每個(gè)模具都可以通過基于汽車傳感器反饋的智能控制獨(dú)立控制，直接在下一代自適應(yīng)系統(tǒng)中投放產(chǎn)品，并要求驅(qū)動電路提供新級別的控制。

《 br》圖3：具有可單獨(dú)尋址發(fā)射器的多芯片組件專為自適應(yīng)前照燈設(shè)計(jì)（Courtesy Osram OS）。

與Osram一樣，Philips Lumileds也為兩種形式的自適應(yīng)系統(tǒng)提供多芯片選項(xiàng)兩個(gè)和四個(gè)模具組件。雖然適用于低光束和遠(yuǎn)光前照燈功能，但與歐司朗的最新創(chuàng)新不同，發(fā)射器不能單獨(dú)尋址。

自適應(yīng)照明裝置

在2013年9月舉行的歐司朗汽車照明國際研討會（ISAL）會議上，歐司朗的新型多芯片組件亮相，汽車照明專家海拉和法雷奧也在場。兩者均展示了現(xiàn)在可通過自適應(yīng)LED前照燈實(shí)現(xiàn)的各種功能。

使用來自傳感器（如攝像頭，導(dǎo)航工具和轉(zhuǎn)向部件）的信號，這些前照燈設(shè)計(jì)用于在車輛轉(zhuǎn)彎或接近或超車時(shí)作出響應(yīng)。另一種車輛，并根據(jù)需要將梁向下或朝向道路邊緣引導(dǎo)。

Hella，其設(shè)計(jì)師于2009年首次推出用于批量生產(chǎn)的全LED前照燈，他表示未來將會看到LED陣列具有更多功能自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)中使用的十個(gè)可單獨(dú)尋址的高強(qiáng)度發(fā)射器。在這些系統(tǒng)中，芯片將借助于調(diào)制器啟動，從而打開和關(guān)閉單個(gè)芯片，以及控制整體光分布的強(qiáng)度。

在法蘭克福，法雷奧透露其“BeamAtic Premium” LED“自適應(yīng)照明系統(tǒng)將在2014年開始用于主流和高端車輛，2016年將采用下一代設(shè)計(jì)進(jìn)行批量生產(chǎn)。

在供應(yīng)鏈的這一層面，其他主要參與者包括Magneti Marelli的汽車Lighting（AL）業(yè)務(wù)部門，Visteon和Koito Manufacturing。 AL早在2007年就推出了LED前照燈，現(xiàn)在供應(yīng)標(biāo)致新款308掀背車的車型，表明每個(gè)前照燈需要多少不同的芯片。它的近光照明是通過組合10個(gè)提供610流明的中等功率LED，以及用于遠(yuǎn)光燈的2 x 4陣列和用于DRL的不少于13個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。

驅(qū)動器IC要求

帶LED前照燈在這些新的自適應(yīng)配置中執(zhí)行更復(fù)雜的功能，并且在所需的相同組件內(nèi)控制單個(gè)芯片，驅(qū)動器IC成為故事中更重要的部分。過去，驅(qū)動器IC的關(guān)鍵功能是保持流過LED的恒定電流，以保持光通量保持恒定，德州儀器的LM3406HVMHX/NOPB和英飛凌科技的BCR 321U E6327等設(shè)備適合法案。然而，新的自適應(yīng)功能更加復(fù)雜，個(gè)別LED必須根據(jù)遇到的當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行調(diào)暗或關(guān)閉。

在奧迪的Matrix系統(tǒng)中，當(dāng)車載攝像頭檢測到其他車輛接近時(shí)，相關(guān)的部分前照燈的遠(yuǎn)光燈通過調(diào)光或關(guān)閉完全單個(gè)二極管來屏蔽，同時(shí)在其余區(qū)域保持非常明亮的照明。

作為驅(qū)動IC供應(yīng)商ROHM Semiconductor在之前的TechZone文章中解釋過，2可以提供最直接的驅(qū)動功能通過線性穩(wěn)壓器。它們提供簡單的控制，并且具有不需要電磁干擾（EMI）濾波器的優(yōu)點(diǎn)。然而，它們的功耗對于更高功率的應(yīng)用來說可能是一個(gè)問題，因此，降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器被認(rèn)為是前照燈中更好的選擇。當(dāng)驅(qū)動器IC需要串聯(lián)控制多個(gè)LED時(shí)，通常使用升壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用其更多功能。

LED驅(qū)動器也可以設(shè)計(jì)為提供串聯(lián)和并聯(lián)LED控制的組合，這這種方法為電路設(shè)計(jì)人員提供了控制用于單個(gè)驅(qū)動器的多種功能的LED所需的靈活性。對于自適應(yīng)前照燈，其中相同的LED將用于提供高光束和近光束，這種調(diào)節(jié)光線的能力輸出可以比作一些內(nèi)部汽車照明功能，其中調(diào)光已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)要求.ROHM的BD8381EFV-M LED驅(qū)動器IC設(shè)計(jì)有多個(gè)HB-LED，包括高光束和近光前照燈以及DRL應(yīng)用心里。該器件能夠承受高達(dá)50 V的高輸入電壓，并具有電流模式降壓 - 升壓DC-DC控制器，可在不同的電壓輸入下穩(wěn)定工作，并消除了可串聯(lián)連接的LED數(shù)量的限制。 br》

圖4：奧迪新Matrix等自適應(yīng)照明系統(tǒng)需要能夠調(diào)節(jié)和關(guān)閉LED陣列中各個(gè)發(fā)射器的更先進(jìn)的驅(qū)動器IC。該電路圖顯示了ROHM的BD8381EFV-M驅(qū)動器（Courtesy ROHM Semiconductor）的功能。

適用于驅(qū)動基于LED的DRL和前照燈的其他IC包括英飛凌科技的TLD5098EL-ND和TLD5095EL-ND DC-DC降壓 - 升壓組件兩者都可以從Digi-Key獲得。

立法事項(xiàng)

在美國安全立法中，在他們希望部署新的自適應(yīng)照明系統(tǒng)時(shí)仍然阻礙汽車制造商及其供應(yīng)商的道路上的一個(gè)障礙。那里的立法者還沒有趕上他們的歐洲同行，這對于Koito Manufacturing等公司來說是一個(gè)令人沮喪的原因。作為日本最大的汽車前照燈制造商，它是幾個(gè)最暢銷的產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。在美國的汽車。他們相信，隨著技術(shù)成本的降低，LED將在本十年結(jié)束時(shí)在前照燈中無處不在。然而，實(shí)現(xiàn)這一市場主導(dǎo)地位將首先要求美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）采取措施，截至2013年底，該公司尚未在其道路上允許自適應(yīng)照明系統(tǒng)。

豐田已要求修改其照明標(biāo)準(zhǔn)為了允許自適應(yīng)照明，NHTSA表示正在與代表汽車工程師協(xié)會的照明委員會代表會面后審查該請求。它還在2013年對該技術(shù)進(jìn)行了自己的研究，如果這一結(jié)果是積極的，它將可能被證明是汽車照明行業(yè)的關(guān)鍵一步，因?yàn)榛诟叨瓤煽豅ED的自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展主流。