车用LED照明技术及现状分析

　　随着白光LED 技术的发展及空气动力学和汽车造型的需求， 汽车前部位置越来越低且呈流线型， 为前照灯预留的空间越来越小。为了满足汽车照明智能化和人性化的需求，AFS 与LED 灯的结合已经成为现代汽车前照灯的发展趋势。

　　4 车用LED 照明面临的问题及应对措施

　　车用LED 照明技术作为一项具有突破性意义的新技术， 已经被大多数的汽车制造商以及消费者所接受，越来越多的高档汽车都配备了LED 灯。但由于汽车应用环境的特殊要求， 要真正实现车用LED 代替传统光源， 还有很多技术难题需要解决。

　　（1） 成本问题

　　全球范围内， 车用LED 生产成本的下降速度将是影响今后车用LED 大规模应用的主要因素之一。就元件本身而言， LED 灯的价格普遍高于其他传统光源。如：

　1 W 大功率白光LED 的市场价格约是白炽灯的十几倍到几十倍不等， 故LED 芯片还有很大的降价空间， 其主要途径为： ①发展大芯片大电流。现在的芯片一般在0.5 mm~1.5 mm 之间， 芯片小， 电流难以加大， 这是LED向单颗大功率发展的障碍。如果在不降低光效的前提下把芯片做大以便通过更大的电流， 大幅提高单颗LED的功率， 这样灯具所用的LED 数量将明显减少， 有助于灯具成本的下降。②研发新型衬底材料。现在国内已经启动了价格比较便宜的Si 衬底材料的研究， 希望能代替价格昂贵的蓝宝石或SiC。除价格便宜外，Si 还可以制作出比蓝宝石或SiC 衬底尺寸更大的衬底， 以提高MOCVD 的利用率， 从而提高管芯产率[ 18]。此外， 由于Si的硬度比蓝宝石和SiC 低， 在加工方面也可以节省成本。据国外某知名公司的估计， 使用硅衬底制作蓝光GaN LED 的制造成本将比绕行电感器蓝宝石和SiC 衬底低90%。③继续延长LED 的寿命。理论上，LED 的寿命已经超过汽车使用寿命， 但在实际汽车环境应用中，LED 使用寿命还有待进一步提高。如果LED 实际使用寿命能达到整车工字电感器的寿命， 则在汽车寿命期内无需更换光源， 免去了这方面的维修费用， 就会更加经济。

　　就整个车用LED 照明系统而言， 必须降低LED 驱动方案的系统级成本， 以提高该项技术的市场竞争力。

　　降低方案成本的途径之一是尽可能减少驱动器的元器件数量， 同时这也有利于提高系统可靠性， 因为PCB 上的每个元件都可能是系统的一个失效点。

　　（2） 散热问题

　　通常高功率LED 输入功率约20%转换成光能， 剩下的80%均转换为热能， 这比传统灯源高很多。如果这部分热能无法导出， 将会使LED 界面温度过高， 进而影响产品生命周期、发光效率及稳定性， 由此整个汽车照明系统就会受到严重影响[19]。目前改善车用LED 灯具散热的主要途径：①LED 自身的改进。首先， 改进封装结构。传统直插式LED 封装结构热阻高达250℃/W～300℃/W， 而新的封装结构采用低电阻率、高导热性能的材料粘结芯片， 在芯片下部加铜或铝质热沉， 并采用半包封结构， 大大提高了LED 电感器生产厂家的散热能力[ 20-21]。其次， 改进LED 的制作材料， 采用超薄、高导热、高绝缘陶瓷薄片作基底， 提高散热效果； 开发量子转换效率高、能承受高温的荧光粉，提高允许的最大结点温度， 增大允许的散一体成型电感器热设计温差，以降低散热设计的难度。②散热装置的改进。主要有： 考虑采用合适的散热形式， 如热管、风扇、水冷等， 要保证将热量迅速地散发出去， 同时散热装置能够稳定地工作[ 22 -23]； 考虑散热片的结构形状尺寸， 电感式接近传感器要保证足够的散热面积， 同时散热效果要好； 考虑电路板的设计格式， 可将印制电路板设计为上下两层， 下层专用于信号发生电路及驱动电路， 上层为LED 点阵电路， 这样能够有效地避免因为LED 的热量传递到驱动芯片而使其损坏。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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