车头灯的进化

Diodes 公司欧洲模拟产品与汽车营销部门经理 Simon Ramsdale

 

过去二十年来,汽车照明发生了重大变化,相关发展在前向照明领域特别显著。

头灯已经从简单的「开/关」、单一方向灯具发展到更具自适应性的照明解决方案,而且从汽车市场的 LED 发展以来,更明显地加速发展。

在其完整生命周期约 100 年间,头灯发生了很大变化以符合新的安全要求,但在过去 20 年中,这些变化是受到其他因素的推动,例如效能、效率、可靠性及造型设计。

就这一点而言,上述因素都是 LED 具有极大提升潜力的领域,这并非巧合。

例如,在效能与可靠性方面,头灯已从白炽灯与卤素灯泡发展为 LED 与自适应光束成形。

1960 年代引进了卤素灯泡,它可产生更清晰明亮且更强大的光束,提供更远的投射距离。

进化过程的下一步是氙气「高强度气体放电」灯泡,大幅提高头灯的光输出,并成为部分高阶制造商的首选技术。

本世纪初引进的 LED 灯泡改良了氙气「高强度气体放电」灯泡,当时此进化阶段对于效率并无太大的影响。

但是,LED 技术的进一步发展,使 LED 头灯的成本与效率超越 HID。

Diodes Incorporated Evolution of The Head Lamp -- Auto Lighting

汽车照明

头灯自适应光束成形的发展代表头灯进化的另一个重要阶段。

自适应光束成形使前向照明提升至另一个层级,利用「可操纵」的光束,使光束实际改变方向。

虽然实作方式各不相同,但通常藉由开启和关闭特定的 LED 来实现。

如此可大幅提高前向照明的效能,同时大幅提升安全性,特别是减少对向车辆产生的眩光。

自适应光束成形头灯在复杂程度上有很大的差异,包含的 LED 数量可以从最少 9 个到 80 个以上。

Diodes 为此应用领域提供多种解决方案,例如为 LED 所需的恒定电流驱动而设计的升压 (ZXLD1371Q) 与降压 (ZXLD1366Q) LED 驱动器,以及在 LED 需要关闭时可移除电源或绕过 LED 的晶体管切换器。

LED 头灯技术最成功的应用之一是日行灯 (DRL)。

它们是前向照明,在汽车使用期间保持开启;请注意,不只是在汽车行驶或引擎运转时,即使在使用怠速熄火技术 (静止时停止引擎运转) 时,DRL 也会保持开启状态。

采用 LED 做为 DRL 的主要原因是它们提供比普通白炽灯更高的效率。

然而,从最近的发展中已看到 LED 的弹性也被用于外观造型,包括透过 DRL 的光线形状来展现品牌;现在我们可以透过 DRL 立即辨认出许多汽车。

保持开启的 DRL 与怠速熄火技术的结合,对其使用的电子装置有特殊的要求。

汽车作业电压 (6V 至 19V 稳态,40V 突波或峰值保护) 的低电平与大范围的变化,使开发用于驱动 LED 的 DC-DC 转换器产生独特的要求。

Diodes 的 ZXLD1371Q 已证明是许多制造商实作 DRL 的首选 LED 驱动器,这归功于它能在 5V 至 60V 电源范围内可靠地运作。

另一个可感受到 LED 效益的领域是尾灯组。

这些灯具使用的电流通常比前向灯具少,而获得采用的主要原因是其效率与可靠性。

通常,LED 驱动器通常是线性而非切换,这样价格会比较便宜,而且产生较少的 EMI。

这也鼓励制造商利用尾灯组的造型与其他功能,作为展现其品牌的另一个机会。

效率仍是 LED 照明的主要优势,因此它被应用于可获得最大益处的这两个领域;DRL 与尾灯组。

LED 用于前灯与自适应光束成形,可提供安全性与效率优势,在尾灯组方面,它们提供更高的可靠性,同时消耗更少的电力。

由于 Diodes 提供符合汽车标准的广大解决方案,因此也成为推动汽车照明的力量。


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