車用LED光源應用與設計
上傳人:未知 上傳時間: 2011-05-30 瀏覽次數: 94 |
基本上,由于LED與傳統的光源除了在外型上的差異之外,光形與效能輸出也有很大的差異,因此,要將LED完善地應用在汽車頭燈上,包括光學設計與散熱設計等,將與傳統汽車燈具的設計概念有所不同。一旦汽車能與LED成功地進行整合,并克服技術門檻之際,將可為汽車設計開創出嶄新的設計原理。
一、汽車上的燈光控制系統
從周遭的汽車上,可以看到LED已經廣泛地應用到車上,包括:轉向指示燈源、顯示或者是車內相關照明,如汽車顯示儀表板、車頂照明燈,到車外的尾燈、前后指示燈、倒車燈、第三煞車燈等,或多或少都能見到LED在汽車燈源的相關應用。從系統的角度來說,汽車上的燈光控制是汽車主體控制架構中的一個子系統,主要包括:車門控制與儀表板顯示系統,而基本架構則是收集車上各個開關的狀態量,并進一步視其狀態來對車上燈源進行驅動,并負載所需動作的電能。
由此可見,汽車主體控制系統控制必須是依照不同功率需求的燈源進行設計。換個角度,從LED在汽車上的應用來看,雖然LED在第三煞車燈的應用,到汽車尾燈、轉向燈到煞車燈,甚是在幾年前已將LED光源設置在車內作為照明之用,一步步開創了LED作為車內外照明之用的想象空間。

圖說:世界各國先進車輛之頭燈未來發展趨勢,將會以適路性照明系統(Adaptive Front-lighting System;AFS)及LED白光照明產品為發展主軸。(資料來源:www.techon.nikkeibp.co.jp)
二、不同的應用需求下 必須有不同的LED封裝技術
不同的LED元件有著不同的應用途徑及環境范圍,因此封裝方式也有其差異,倘若LED的芯片及封裝技術能夠進一步提升,產品亮度更可提高一倍。當隨著應用層次的不同,汽車中心廠必須要選擇不同LED光源與封裝技術,才能面對車上各個不同的環境要求。一般來說,LED在汽車工業方面的應用,乃是根據亮度的差異,將其簡單歸類為,指示燈號用、投射光源用與照明光源等三種不同類型的需求列示如下:
指示燈號的應用-由于此范圍所使用的LED光源流明值需求不高,其消耗功率也較低(約為70200mW),所生成的熱源對封裝體的影響較小,所以許多廠商在設計封裝時,往往會忽視掉熱源可能會導致的后果,因此,大部分是采用樹脂類的材料直接將LED整個包覆起來,再進行封裝的動作,也因為樹脂類的材料對于熱的傳導系數較低(W/mK),容易產生散熱不佳的情況,使得LED元件與散熱系統之間的界面熱阻系數,會因此而提高。

圖說:采用SMT表面封裝LED,適用于中央高位煞車燈、前轉向燈、車后組合轉向燈、尾燈和煞車燈、反光鏡轉向訊號指示燈等汽車外部照明、儀表盤、控制背光、中央控制臺背光、導航、以及音響系統等的車內照明。(資料來源:www.ledtronics.com)
車內照明光源應用-除了上述所應用車內指示燈源之外,還可用于亮度要求較高的車內照明、霧燈與前后方向指示燈。因為亮度需求提高,其封裝功率也必須相對提升。不過,如此一來,LED很容易就會因為功率增加而影響到色彩衰減問題,因而不得不將散熱問題納入考慮的重點。在封裝設計上,除了可以使用樹脂類的材料封裝外,還可以設計一金屬塊能在第一時間便將LED所產生的熱源導出,以便維持LED的發光效率與熱阻問題。
汽車投射燈源應用-這是目前在LED在汽車應用上封裝亮度要求最高的一樣,以前照明系統為主,包含了霧燈、近燈、遠燈,單個體的封裝必須達到4W以上,而熱阻則必須小于5K/W,才能在高溫的環境下,正常維持LED主體的散熱能力,保持LED光源的輸出效率在規定范圍內。
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