LED汽車燈優(yōu)缺點,性能前景分析等

1、1、LED汽車燈的優(yōu)點一、節(jié)能：1是由發(fā)光二極管直接由電能轉(zhuǎn)化為光能，較普通汽車燈泡耗電 僅相當丁傳統(tǒng)燈的1/10，能更好的節(jié)省油耗，保護汽車電路不被過高的負載電流 燒壞。二、環(huán)保：光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小， 而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，可以安全觸摸，屆丁典型的綠色照明 光led源。三、壽命長：燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光 衰等缺點，在恰當?shù)碾娏骱碗妷合?，使用壽命可達8-10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命 長10倍以上。（具有一次更換，終身使用的特點）四、高亮度，耐高溫。（電能直接轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)熱小，完全可用手觸摸， 安全放心）五、體

2、積小。計者可以隨意變換燈具模式，令汽車造型多樣化。汽車廠商宵 睞LED完全是LED本身的優(yōu)點所決定的。六、穩(wěn)定性能好，led抗震性能強：樹脂封裝，不易碎裂，容易儲藏和運輸。七、 發(fā)光純度高，色彩活晰鮮艷，無需燈罩濾光，光波誤差在 10納米以內(nèi)。八、反應速度快，無須熱啟動時間，微秒內(nèi)即可發(fā)光，傳統(tǒng)玻殼燈泡則有0.3 秒延遲，可防止追尾，保證行車安全。2、LED汽車燈的缺點一：LED車燈比普通車燈成本高。（目前隨著LED應用的不斷普及，價格 將進一步降低）二：汽車大燈普及困難，散熱性不好，散熱處理不好容易光衰，影響車燈使 用壽命0三：現(xiàn)無出臺行業(yè)標準，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，同款產(chǎn)品用不同LED生產(chǎn)價格

3、相差1-2倍現(xiàn)象都有。LED車燈未來發(fā)展趨勢及應用分析LED車前照燈在歷經(jīng)近年來的技術驗證、概念車展示等開發(fā)階段之后，終 于迎來了有望應用于量產(chǎn)車的入市前景， 其標志*件有三個：豐田的凌志LS600h 是世界上首個采用LED前照光源的上市車，不過它只在近光燈上應用了LED,遠程光源仍為鹵素燈。奧迪 R8以全LED前照燈為其主要特色，而汽車照明采 用的LED是由Lumileds和Osram公司提供。凱迪拉克 EscaladePlatinum白金版 多功能運動車，是首款采用LED前照燈的多功能運動車。阻礙LED光源迅速開 拓車LED車前照燈在歷經(jīng)近年來的技術驗證、概念車展示等開發(fā)階段之后，終 于迎

4、來了有望應用于量產(chǎn)車的入市前景，其標志*件有三個：豐田的凌志 LS600h是世界上首個采用LED前照光源的上市車，不過它只在近光燈上應用了 LED,遠程光源仍為鹵素燈。奧迪R8以全LED前照燈為其主要特色，而汽車照 明采用的LED是由Lumileds和Osram公司提供。凱迪拉克 EscaladePlatinum白 金版多功能運動車，是首款采用 LED前照燈的多功能運動車。阻礙LED光源迅速開拓車用市場的不利因素上述里程碑式的事件是否意味著 LED前照燈將立馬成為主宰車用光源領域 的創(chuàng)新技術？據(jù)行家們預測：也許不會。因為就算是 LED的成本能夠按照摩爾 定律的預見速率持續(xù)下降，它要低到能與HI

5、D （高強度放電）麻燈匹敵的同等價 位也尚需多年；而LED家族的成本若要降到能與鹵素燈不相上下，則需經(jīng)過一 段更加漫長的時間歷程。據(jù)Hella （海拉）公司總裁Fischer稱，車用LED的規(guī)模目前僅占其光源市 場白分之幾的小份額，故對向大批量的型號（諸如 GM/雪佛蘭部的Malibu款之 類車型）的配套供貨極感興趣。但LED欲達到向Malibu車型那樣大批量的供貨 水平，尚需克服一系列的技術和成本難題，至少還有十年的歷程要走。偉世通指出，LED入市的步伐的確比原先預料的要慢一些，我們在 2004年 曾預測：LED車燈會很快井噴入市，而把 HID淘汰出局。顯然，目前的態(tài)勢并 非如此，雖然一直期

6、望LED技術能演進得比現(xiàn)實要快一點?？磥沓杀靖卟⒎鞘?阻礙LED面市的唯一因素，仍然有技術性能方面的挑戰(zhàn)性難題需要攻克。比如，就單個光源而言，LED的光照強度仍顯不足。而單點不夠亮就難以達成下述如意盤算：削減構(gòu)成組合燈具的LED光源數(shù)目將有助于縮小汽車燈具的占用空間且易于靈活布置，并可簡化照明系統(tǒng)的布線和安裝以及降低生產(chǎn)成 本。目前LED供應鏈的主流狀況是：海拉供給通用凱迪拉克Escalade型的LED 光源組件是向歐司朗（Osrag采購的；而小侖車燈（Koito）的LED則使用Nichia 公司的光源產(chǎn)品，再配套于豐田的 LS600h車型；飛利浦Lumileds把LED光源 供應給AL （汽

7、車照明）公司，再由后者為奧迪 R8配置車燈系統(tǒng)。據(jù)Koito的歐美經(jīng)營部經(jīng)理稱，他們不會劃地為牢而自我限定光源的種類及 其采購廠商，無論產(chǎn)自于誰（飛利浦、歐司朗、或豐田 Gose都可以買。顯然， 照明系統(tǒng)部件的一級供貨商們試圖保持自身采購光源元器件的靈活性，想觀察一下：哪家器件廠冏的廣品技術能進步得最快、性價比最局。當今LED批供貨品的光電轉(zhuǎn)換（光能密度）指標達到每瓦80流明（80lm/W） 以上，而HID燈為90lm/W ,鹵素燈則是201m/W。另據(jù)海拉通報：最新的LED 研發(fā)原型的該項指標已高達161lm/W。海拉亦預測：在今后的3-5年間，發(fā)自同 樣功耗芯片的LED光強度將會提升50%

8、。此事不僅意味著LED燈具將更加明亮， 而且體現(xiàn)了其能耗的削減，從而改善整車的燃油經(jīng)濟性。據(jù)估計，用LED取代鹵素燈具能提升整車的 mpg （每加侖燃油的行駛英里 數(shù)）指標約0.25。而到歐洲實施白天開燈行駛法規(guī)時，更可把該mpg提升值擴大至0.5。凌志的車型經(jīng)理指出，應用LED燈具對整車燃油經(jīng)濟性的改善將會有 很大的貢獻。然而，光強密度更高的LED也要散發(fā)出更多的熱量，而燈具的緊湊布置乂 使得可供散熱的面積趨小。誠然屆半導體類別的低能耗LED器件的發(fā)熱比鹵素燈或HID燈具要少得多，但后者的熱量的大部分則是生成于燈具裝置之外的， 而LED雖功耗低生熱少卻是要把熱量捂在微小的硅片里面來傳導的。L

9、ED的熱管理是個大難題即使較小的熱量要集中到芯片大小的器件上去傳導和發(fā)散，因裝置的熱容量小也會引起LED溫度的驟升。LED的工作溫度必須保持在150C以下的范圍。 對該散熱問題的一種解決方案是：在一個燈具中使用數(shù)目較多的LED發(fā)光組件， 讓單件的發(fā)熱量較小，再把它們布置在較大的空間內(nèi)使其易于散熱。這就是小侖車燈在為豐田的凌志LS600h配套前照燈時所采用的手法。凱迪拉克EscaladePlatinum每個前照燈由7枚LED光管構(gòu)成，其中5枚用 于近程光束，另2枚則作為遠程光源。它們都帶有各自的主動式散熱裝置 -冷卻 風扇（與臺式電腦中的內(nèi)置小風扇類似）。據(jù)海拉稱，熱管理是讓他們特別費心勞神的設

10、計領域，在方案選擇上側(cè)重依靠虛擬仿真手段來評估優(yōu)化，而在模擬工具（仿真軟件包）的選用上則必須通過 足夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)的考證。他指出，對熱管理問題的挑戰(zhàn)不僅來自于熱傳導，可借助于”熱池”裝置把LED組件所生成的熱量取出來，而且還要解決通風問題，讓熱 量從燈具裝置里散發(fā)出去。若僅靠自然通風顯然是不夠的，所以海拉決定給燈具 加上內(nèi)置風扇。法雷奧的熱管理策略堪稱一絕。它為 LED燈具設定了一種確保安全的工作 模式，即當燈具的溫度升到預定的警戒值時，自動切換到削減燈具供電功率20% 的該安保模式。據(jù)稱，這種程度的供電功率降低對燈光的亮度影響甚微，但卻能顯著地壓制住發(fā)熱水平。LED光源的車用優(yōu)勢既然遭遇到上述的

11、種種成本障礙和層層技術難關，為什么整車廠商及其照明系統(tǒng)供應廠商仍然要咬定宵山不放松地全力推進 LED上馬入市呢？其原因出于：這種新光源能夠使得汽車燈具的風格設計和造型布置具有空前 的靈活性而適于車型的個性化， 況且LED的光輸出功率密度已能夠與 HID燈具 匹敵，因此它極有希望把現(xiàn)存的其它照明技術統(tǒng)統(tǒng)淘汰出局而獨霸車燈市場。據(jù)凱迪拉克EscaladePlatinum的車型產(chǎn)品經(jīng)理稱，LED的發(fā)光色譜接近于日 光，這使得它發(fā)出的光被物體（諸如道路交通的指示標牌/線）反射的有效性要高于其它光源，從而能在較遠的距離讓司機盡早發(fā)現(xiàn)而提高行車安全。他指出， 路標幾乎都采用被動輝光的反射方式，因為 LED

12、的光色近于日光，所以可以讓 司機在夜間也像白天那樣方便地發(fā)現(xiàn)并看活交通標志。LED車燈的色溫為5500-6000K，它比其它光源的顏色更白，因為HID燈的 淡藍光色溫是4000K，鹵素燈光為*3000K。所以在進行HID燈具的光學設計時， 需把光譜中最藍的部份推移至其射點光斑的邊緣，因這些區(qū)域是本車司機眼睛通 常不去注意的地方，從而減少該色光對人眼的不適十擾。但對于迎面駛來的會車司機而言,仍在車輛越過該邊際區(qū)域時藍光會引起對 方眩目而影響會車安全。在防眩目十擾方面，LED大燈擁有潛在的優(yōu)勢：既能保護本車司機的舒適視覺，也不會引起鄰車 /會車司機的視障。因豐田凌志車的 前照燈的近/遠程光采用了不

13、同的光源（LED/鹵素燈），所以LS600h的車主可能會被不同光源的顯著色差所困擾對于AL （汽車照明）LED前照燈的另一大優(yōu)勢是，歐盟已通過并將于2012 年生效的DRL （日行燈）法規(guī),它與加拿大的推薦式規(guī)定（允許白天用近光燈 作為DRL）不同，歐盟法規(guī)是強制在白天使用前照燈的。只要車輛處在行駛之 中，就必須開前照燈，使得LED光源的低能耗、長壽命的優(yōu)勢更明顯。據(jù)法雷奧的CEO稱，另一種目前尚未兌現(xiàn)的潛能是：LED大燈能利用光點 陣列來組合出前照燈光的主動式功能而毋需采用任何（目前此類裝置所必備的） 運動部件。這樣的主動式照明系統(tǒng)（比如，隨轉(zhuǎn)向角度而變化光照射向的主動安 保功能），有可能需

14、要采用比以往所用過的數(shù)量更多的光管來構(gòu)成點陣。法雷奧 正按此思路著手研發(fā)更可靠的新型自適應前照燈系統(tǒng)。海拉Fischer指出，照明系統(tǒng)的這種變化也符合并體現(xiàn)了當代汽車的機械裝 置功能逐漸被（電子+電控+電動的）全電裝系統(tǒng)所取代的大趨勢。同一組 LED 陣列既可以作為前照大燈的光源， 也同時可用于轉(zhuǎn)向燈，只是在發(fā)揮不同照明功 能時采用各自的光學鏡罩。作為一般的轉(zhuǎn)向燈，只須在車身兩側(cè)布置 LED陣列，再加上簡單的開關功 能即可。若要發(fā)揮智能前照的主動安保作用，讓前照光束能隨車輛的轉(zhuǎn)向軌跡而 同步地總是照亮車前的道路，則需要布置較多的光源點陣并采取更復雜的光點電 控，按照轉(zhuǎn)向輸入來控變光點陣列的明暗

15、組合及其反光鏡，從而同步地改變前照光束的射向?？傊?，借用市場研究及咨詢機構(gòu) StrategyAnalytics公司的AsifAnwar先生的 話，LED前照燈雖然剛開始起步，但將是車用 LED市場發(fā)展極快的領域。預計 到2012年，LED前照燈市場將達到8000萬美元。LED必將以其卓越的安全性、 可靠性、節(jié)能性及便于美學設計的特性，成為汽車照明系統(tǒng)的新寵，給汽車車燈 的升級和革命帶來新的契機。LED汽車照明技術及現(xiàn)狀分析作為第四代車用光源，LED有很多優(yōu)于其他傳統(tǒng)光源的特點。為此分析了 車用LED照明的可行性和先進性，介紹了其典型的驅(qū)動電路，并著重研究了 LED以及AFS在汽車前照燈上應用現(xiàn)

16、狀。介紹了車用LED照明面臨的問題及 應對措施，并對其未來發(fā)展進行了展望。1車用LED照明的可行性和先進性在汽車上使用照明光源大約開始于 20世紀初。最先使用的是煤油燈和乙煥 燈，1910年開始使用電光源，先后經(jīng)歷了白熾燈、鹵鴇燈及高強度放電式氣體 燈HID（Intensity Discharge Lamp）,自1985年開始進入了 LED車用燈時代。同 時LED燈應用于自適應前照系統(tǒng) AFS（Adaptive Front Lighting System）的技術隨 之出現(xiàn)。目前，LED已被眾多汽車廠商加以利用制造出各種車燈款式。寶馬、福特、本田、豐田、奔馳、奧迪等著名品牌車為了提高各自的總體競

17、爭力，紛紛推出配有各式各樣LED車燈的新款轎車以吸引顧客。LED具有很多其他光源所不 具備的優(yōu)點：（1）壽命長、抗震性好。LED的使用壽命理論上可達5萬小時，實 際壽命也可達2萬小時（普通的鹵素燈泡僅為150500小時左右）,一般都 要超過汽車本身的壽命。另外，LED的基本結(jié)構(gòu)中沒有易損可動部件，故抗震性能非常好。（2）節(jié)能環(huán)保。LED在低電壓小電流的條件下就能夠獲得足夠亮度， 其耗電量僅為相同亮度白熾燈的10%20%;LED光源中不含危害人體健康的汞，生產(chǎn)過程和廢棄物不會造成環(huán)境污染。（3）響應速度快。與白熾燈相比， LED燈的響應時間已經(jīng)達到了幾十納秒，這樣，當采用LED作為汽車尾燈時，可

18、以使后續(xù)汽車司機更早反應，以減少交通事故的發(fā)生。（4）體積小。小巧的LED可使汽車風格的設計更加自由、多樣化，從而使車型更加時尚；與傳 統(tǒng)光源相比，LED信號燈系統(tǒng)的安裝深度可以減少 80 mm,這一點對于汽車造 型和內(nèi)部零件布置具有重要意義。目前汽車產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟中仍然是支柱產(chǎn)業(yè)，并處在飛速發(fā)展的關鍵時期，其必定會帶動車用燈具的發(fā)展，為LED在汽車上的應用提供廣闊的市場空間。2車用LED照明的驅(qū)動電路LED屆丁電流控制型半導體器件，圖1是LED的伏安特性曲線。由圖1可知，此曲線比較陡， 在正向?qū)ㄖ癓ED幾乎無電流流過；當正向電壓超 過開啟電壓時，電流就急劇上升，發(fā)光亮度L與正向電流IF近

19、似成正比：L=KIF ,其中K為比例系數(shù)， 故可以通過控制LED的IF來控制其發(fā)光亮度。 因此，為了保證其亮度的一致性，通常采用包流源驅(qū)動電路?！癡 圖1 LED伏安特性曲線汽車電池工作電壓范圍為9 V16 V,通常情況下為12 V ,但是當汽車 冷啟動時蓄電池的電壓可跌落到4V,而當蓄電池缺損由發(fā)電機直接供電時，此電壓可達到36 V的高壓。因此， 對丁車用LED燈具而言， 要可靠地包流驅(qū) 動LED申，驅(qū)動控制器必須具備精確的電壓和電流調(diào)節(jié)、保護電路和調(diào)光功 能。因此， 設計一種穩(wěn)壓性能良好而乂包流輸出的驅(qū)動電路十分必要。目前車用LED驅(qū)動器一般采用兩種方法控制正向電流。（1）采用LED的 V

20、-I曲線確定產(chǎn)生預期正向電流所需要向 LED施加的電壓。其缺點為：LED正 向電壓的任何變化都會導致 LED電流的變化， 其中的鎮(zhèn)流電阻的壓降和功耗 會浪費功率和降低電池使用壽命。利用恒流源來驅(qū)動LED。因為此方法需要 將LED并聯(lián)在電路中， 而驅(qū)動并聯(lián)LED需要在每個LED申中放置一個鎮(zhèn)流 電阻，這會導致效率降低和電流失配。 因此，這兩種方法都不能充分體現(xiàn) LED 應有的優(yōu)越性。為了克服現(xiàn)有車用LED驅(qū)動器的缺點，出現(xiàn)了車用LED陣列 的高效智能驅(qū)動方法。該方法采用了半橋式 DC-DC變換技術、全波整流技術、 光電耦合技術等， 確保了整個驅(qū)動電路的工作效率；提出了基于嵌入式系統(tǒng)的 智能控制方

21、案， 此方案采用智能PWM穩(wěn)流控制和調(diào)光控制， 具有負載開路/ 短路保護和過流過壓保護功能。圖 2為LED陣列智能驅(qū)動實驗電路。如圖2所示，CPU輸出兩路完全倒相對稱的PWM信號A、B,分別作用 在開關器件上， 使其輪流導通；通過高頻變壓器 T將能量耦合到次級， 再經(jīng) 快恢復二極管D1、D2進行全波整流， 以實現(xiàn)對LED陣列的驅(qū)動。LED陣列 驅(qū)動回路的光電耦合器， 完成對LED陣列驅(qū)動電流的監(jiān)測， 并反饋到CPU, 形成一種智能電流負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)， 以確保驅(qū)動電流的穩(wěn)定的可靠性。車用LED驅(qū)動電路的集成化和智能化程度越來越高。 類似PMU（電源管理 單元）的芯片及封裝的小型化將逐漸取代

22、多個單一功能電路進行組合的方法，以適應板級空間非常有限的車載應用。同時，由于單片機、DSP等控制芯片以及嵌入式技術的不斷發(fā)展，可通過軟件技術實現(xiàn)車用照明系統(tǒng)的自動化，這樣LED的恒流驅(qū)動精度以及亮度的自動調(diào)節(jié)會更加準確。智能化控制已經(jīng)成為新 一代車用LED驅(qū)動器的設計理念。3汽車LED前照燈由于汽車前照燈在行車安全中具有重要的作用，因此LED前照燈是最難也是最后投入使用的。以前，LED前照燈只應用在概念車上，隨著LED照明技術以及汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，LED前照燈的應用范圍已從概念車、豪華車向 中檔車甚至一般車型過渡，并且照明發(fā)光強度已達到白熾燈的水平。汽車前照燈包括遠光燈和近光燈。在夜間行駛時

23、，遠光燈應保證照亮車前100 m、高2 m處范圍內(nèi)的物體，且亮度均勻；近光燈不但要保證車前40 m司機能看活障礙物， 而且不能讓迎面而來的駕駛員或行人產(chǎn)生眩光，以確保汽車在夜間交會車行駛時的安全。傳統(tǒng)汽車前照燈輸出近光和遠光兩種功能的光束，且每種光束分布模式均呈 靜態(tài)分布，具體的光照分布也都符合國家標準。 但在實際應用中， 此系統(tǒng)射出 的光束分布于有限的角度范圍，在一些較為復雜的路況下（如轉(zhuǎn)彎）極易產(chǎn)生視覺盲區(qū)。另外，傳統(tǒng)汽車前照明系統(tǒng)不具備自動調(diào)整光束分布的功能，近光光束和遠光光束之間的變換需駕駛員手動操作實現(xiàn)，這樣在來往車輛頻繁的行車環(huán)境下，車輛之間容易產(chǎn)生眩目光。為了克服傳統(tǒng)汽車前照燈的

24、上述缺點，自適應前照系統(tǒng)AFS應運而生。AFS是一種能使駕駛員更好地適應各種速度、道路類型和天氣條件的變化， 提高駕駛安全性的前照燈系統(tǒng)。其工作原理如下：當汽車進入特殊的道路狀況（如彎道）時，由于方向盤和速度發(fā)生變化，角度傳感器和速度傳感器傳輸?shù)诫娍貑卧‥CU）的信號就相應發(fā)生了變化。ECU捕捉到這些信號變化，同時判斷車輛進入了哪種彎道， 并發(fā)出相應的指令給前照燈的控制單元，控制單元根據(jù)收到的指令操控裝在AFS燈體內(nèi)部的微電機帶動發(fā)光三要素繞相應的旋轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)，從而在非常規(guī)路面及天氣下行駛時，改變照明方式， 提供更好的安全保障。隨著白光LED技術的發(fā)展及空氣動力學和汽車造型的需求，汽車前部位

25、置越來越低且呈流線型，為前照燈預留的空間越來越小。為了滿足汽車照明智能化和人性化的需求，AFS與LED燈的結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車前照燈的發(fā)展趨 勢。4車用LED照明面臨的問題及應對措施車用LED照明技術作為一項具有突破性意義的新技術， 已經(jīng)被大多數(shù)的 汽車制造商以及消費者所接受，越來越多的高檔汽車都配備了 LED燈。但由于 汽車應用環(huán)境的特殊要求，要真正實現(xiàn)車用LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，還有很多技術難題需要解決。(1)成本I可題全球范圍內(nèi)，車用LED生產(chǎn)成本的下降速度將是影響今后車用 LED大規(guī) 模應用的主要因素之一。就元件本身而言,LED燈的價格普遍高于其他傳統(tǒng)光 源。如：W大功率白光LED的市場價

26、格約是白熾燈的十幾倍到幾十倍不等，故LED芯片還有很大的降價空間，其主要途徑為： 發(fā)展大芯片大電流?，F(xiàn)在的芯片一般在0.5 mm1.5 mm之間，芯片小， 電流難以加大， 這是LED向 單顆大功率發(fā)展的障礙。如果在不降低光效的前提下把芯片做大以便通過更大的 電流，大幅提高單顆LED的功率，這樣燈具所用的LED數(shù)量將明顯減少，有 助于燈具成本的下降。研發(fā)新型襯底材料?，F(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)啟動了價格比較便宜 的Si襯底材料的研究， 希望能代替價格昂貴的藍寶石或 SiC。除價格便宜外， Si還可以制作出比藍寶石或 SiC襯底尺寸更大的襯底，以提高MOCVD的利用率，從而提高管芯產(chǎn)率18。此外，由于Si的硬度

27、比藍寶石和SiC低，在 加工方面也可以節(jié)省成本。據(jù)國外某知名公司的估計，使用硅襯底制作藍光GaN LED的制造成本將比藍寶石和 SiC襯底低90%。繼續(xù)延長LED的壽命。理 論上，LED的壽命已經(jīng)超過汽車使用壽命，但在實際汽車環(huán)境應用中，LED使用壽命還有待進一步提高。如果 LED實際使用壽命能達到整車的壽命，則在汽車壽命期內(nèi)無需更換光源，免去了這方面的維修費用，就會更加經(jīng)濟。就整個車用LED照明系統(tǒng)而言， 必須降低LED驅(qū)動方案的系統(tǒng)級成本， 以提高該項技術的市場競爭力。降低方案成本的途徑之一是盡可能減少驅(qū)動器的元器件數(shù)量，同時這也有利于提高系統(tǒng)可靠性，因為PCB上的每個元件都可能是系統(tǒng)的一

28、個失效點。散熱問題通常高功率LED輸入功率約20%轉(zhuǎn)換成光能，剩下的80%均轉(zhuǎn)換為熱能， 這比傳統(tǒng)燈源高很多。如果這部分熱能無法導出，將會使LED界面溫度過高，進而影響產(chǎn)品生命周期、發(fā)光效率及穩(wěn)定性，由此整個汽車照明系統(tǒng)就會受到嚴重影響19。目前改善車用LED燈具散熱的主要途徑：LED自身的改進。 首先，改進封裝結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)直插式LED封裝結(jié)構(gòu)熱阻高達250C/W300C/W, 而新的封裝結(jié)構(gòu)采用低電阻率、高導熱性能的材料粘結(jié)芯片，在芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉，并采用半包封結(jié)構(gòu)， 大大提高了 LED的散熱能力20-21。其次, 改進LED的制作材料， 采用超薄、高導熱、高絕緣陶瓷薄片作基底，提高散熱

29、效果；開發(fā)量子轉(zhuǎn)換效率高、能承受高溫的熒光粉，提高允許的最大結(jié)點溫度， 增大允許的散熱設計溫差，以降低散熱設計的難度。散熱裝置的改進。主要有： 考慮采用合適的散熱形式，如熱管、風扇、水冷等，要保證將熱量迅速地散發(fā)出去，同時散熱裝置能夠穩(wěn)定地工作22 -23;考慮散熱片的結(jié)構(gòu)形狀尺寸，要保證足夠的散熱面積，同時散熱效果要好；考慮電路板的設計格式，可將印制電路板設計為上下兩層，下層專用于信號發(fā)生電路及驅(qū)動電路，上層為LED點陣電路，這樣能夠有效地避免因為LED的熱量傳遞到驅(qū)動芯片而使其損壞。(3) 光效問題提升LED光效是車用LED技術發(fā)展的關鍵，是車用LED產(chǎn)業(yè)化的出發(fā)點和原動力。從封裝技術上來

30、說，LED的封裝應該盡量減少光線在其內(nèi)部的全 反射，增加襯底基板反射率，從而使光線能夠盡量多地透射出來，增加LED的 發(fā)光效能。今年2月，Cree公司已經(jīng)宣布其實驗室成果 LED光效已經(jīng)達到2 081 m/W,相信這不是極限，還會有更高的提升空間，但需要有新的技術突破。(4) 電磁十擾問題汽車環(huán)境下同樣面臨電磁十擾問題 EMI (ElectroMagnetic Interference)。車 載電子產(chǎn)品對噪聲很敏感， 尤其是導航系統(tǒng)、無線電路和AM無線電波段接收 機。為了最大限度地降低發(fā)生噪聲十擾的可能性， 有些LED驅(qū)動器IC中采用 了恒定頻率開關拓撲結(jié)構(gòu)。另外，用戶還可在200 kHz2 MHz的范圍內(nèi)設置開 關頻率，以使開關噪聲遠離關鍵頻段(如AM無線電波段)。5車用LED照明市場展望LED在汽車照明系統(tǒng)中的應用雖然剛剛起步，但隨著半導體照明技術和汽車工業(yè)的飛速發(fā)展， 車用LED燈具的總體效率以及性價比將會得到很大的提 高，應用規(guī)模將會逐漸擴大，并最終占據(jù)整個汽車車燈市場。據(jù)調(diào)查，目前全球車內(nèi)應用的LED年銷售額大約在5億到6億歐元，在 汽車內(nèi)部，如汽車儀表盤、車內(nèi)收音機、開關等已經(jīng)