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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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