用于外部汽车照明的led灯被认为可以承受热量

　　使用led作为外部汽车应用最明显的好处之一是设计灵活性所提供的美学吸引力，这项技术带来了一些更基本的优势:提高安全性、提高可靠性和降低整体成本。然而，仍然有许多设计上的挑战需要克服。
　　汽车外部照明被认为是安全装置，因此受到高度管制。汽车工程师学会(SAE)的专家们已经确定，在LED灯的早期故障中有三个主要因素:温度、振动和输入电压。因此，产品性能可靠性标准和测试程序是围绕这些因素进行的。
　　这篇文章将考虑led是如何发展来满足汽车灯具制造商要求的性能和可靠性标准，满足严格的汽车标准。
　　将会参考扩展的温度范围操作和长寿命设备，如欧司朗的Oslon黑色平板，Oslon LX和SX，电源侧和多led的范围。此外，Everlight的Piranha系列，用于刹车灯和信号指示器，是专为满足零缺陷质量标准而设计的，重点是散热和卓越的光学设计。
　　奥迪A8 LED使用图像。


　　图1:led可以让设计师发挥创造力，提高性能和安全性，就像奥迪A8一样。

　　使异国情调
　　led的小尺寸和可变的形状因素使得汽车设计师们能够发挥他们的创造力，与传统的外部照明方式相比有了很大的改变。应用包括前照灯、日间行车灯、雾灯、尾灯、信号灯、停车灯等照明设备。汽车制造商已经能够通过使用复杂的、弯曲的、奇异的和大胆的基于led的设计来显著地区别他们的车辆。
　　然而，与此同时，他们正在满足严格的安全和可靠性标准，这些标准通常限制所有汽车零部件的设计。此外，led不仅能促进安全方面的改进，例如减少眩光和改善夜视功能，还能开发新的增强的安全特性，例如自适应照明和自动倾斜。
　　尽管LED汽车照明标准正在考虑在1980年代,它是发展AlInGaP(磷化铟镓铝)在1990年代早期和主要白光LED技术的进步在2000年代早期,被视为LED的关键活动,以满足严格的环保和性能要求的部门。第一个外部led应用，后停车灯，出现在本世纪初，前灯在2006年左右。
　　首先考虑的是，led看起来比现有的卤素或氙气技术有压倒性的优势，特别是在前灯上。它们是坚韧的，自然对振动更有抵抗力，持久耐用，耗能更少。然而，它们的价格更高，这也是为什么有些年头，它们大多只在奢侈品、高端车型中找到。然而，价格正在下降，而且它们已经在中档和大众市场上被采用。
　　led在卤素和氙替代品上的能源效率降低了燃料消耗和二氧化碳排放。能源节约的比较数据，从55瓦到65瓦的卤素前灯，相比之下，LED的等效功率只有15到30瓦。据报道，氙气灯的效率比卤素高，通常需要35瓦，而且更亮，但比卤素要贵。尽管氙气源的开发预计会产生更低的动力单元，但led的潜力预计将会扩大这一差距，在未来几年内，低波束应用的灯将会低至1瓦。
　　较长的使用寿命，有效地对车辆的使用寿命，理论上使LED灯更换不必要，节省维修费用。卤素灯泡的寿命可达1000小时，氙气灯在2000小时左右被引用，而led则可被指定使用寿命为15000小时。
　　更接近自然日光的led的温度较低(5500 ~ 6000 K)的可能性不仅增强了对比度，而且据报道在眼睛上比氙(4500 K)和卤素(3200 K)更不累。
　　智能电子控制的LED制成的LED灯单元,结合数据从传感器和导航和驾驶员辅助系统,使光输出和模式自动调整根据气候条件,道路功能,和车流,以及检测的对象或凹坑等危害。最新的自适应照明系统可以实现“始终在”主梁上，自动调整城镇或乡村驾驶，动态转弯和十字路口。
　　然而，直到最近，led才能够达到主光束前灯所需的光强度。奥迪A8使用欧司朗Opto半导体的led灯作为前灯，结构为5个光栅，每个灯都有5个led(见图1)。与此同时，led目前是最常见的，而且越来越多地用于日间运行的灯和大多数主要汽车制造商的尾灯集群。对于未来，激光二极管正在发展中，甚至更明亮，进一步达到主光束应用。

　　温度效应
　　发光二极管比卤素灯泡更节能，因为它们不会产生热量。然而，为了满足前灯所需的光输出(流明)，led必须在功率足够高的情况下驱动，以显著提高结温。
　　不幸的是，随着结温的增加，发光二极管发出的光变少了，它们的能量效率降低了，寿命也减少了。因此，尽管led比其他技术更酷，但热量仍然是首要问题。了解温度效应、热管理和保持流明输出对于汽车LED照明设计人员来说是不小的挑战。幸运的是，随着越来越多的设备能够满足高温性能要求，并提高了散热性能，许多LED制造商都面临着挑战。
　　由SAE国际照明委员会开发的汽车标准解决了LED灯在生命周期内自然下降的问题，随着温度的升高，老化过程加速。由于这个原因，标准规定了在最坏情况下，在额定寿命范围内，初始光输出80%的最小光度输出。最坏的情况,在这种背景下,指结温度达到最大值,或在10°C的最大值。一般认为，对于汽车应用，led大多是在指定的最高温度下运行或接近。当然，各种汽车应用中led的测试和测量性能的标准仍在不断发展。

　　详细数据表
　　欧司朗提供了广泛的led设计，并广泛应用于汽车应用领域。除了专业的Ostar Headlamp Pro系列，在2、3、4和5个芯片版本中，Oslon紧凑型led在一个小包装上实现了高效率，以减轻雾灯和头灯应用的重量。光通量范围从580到1460 lm 25°C,光输出的驱动在1 A,86或88 lm / W。
　　对于日间运行的灯，建议使用高效率、紧凑的Oslon LX120和Oslon MX-ECE。对于DRLs，光输出不需要那么高，例如，LX部件的额定功率为140 lm，驱动为350 mA, 2.95 V，输出为136 lm/W。在尾灯、尾灯和信令应用中，欧司朗提供了红色、琥珀色和黄色的led，在它的Oslon Black Flat, Oslon SX, Power侧和多led家庭。一个典型的例子是Oslon SX LA CN5M琥珀/红色LED。详细介绍了设备、规范和应用程序。
　　灯具设计师要求符合汽车规格的led在检查数据表时要小心。Osram数据表清楚地说明该设备是否为AEC Q101汽车合格。明显,他们也通常指定预期寿命接近最大结温(短时间175°C,175°C典型),以及相对光通量,和他们说明随着结温的增加下降。这使工程师能够对led在其特定应用中的表现作出明智的决定。
　　由Everlight制造的led的选择图像。


　　图2:由Everlight公司生产的用于汽车外部照明的led灯（图片来源：凯利讯半导体）。
　　另一个配备专门用于汽车外部照明应用的设备是Everlight(见图2)。为高亮度、高效率和高温度的颜色稳定性而设计的，单、2、3、4、5片led的Argus系列可用于大灯、日间运行灯和雾灯。正向电压是报6到8 V和操作温度范围是-30到140°C。与此同时，以PLCC格式运行的Piranha AM EU range的目标是刹车灯和信号指示器，其运行速度小于0.5 W。
　　Everlight汽车合格数据表(AEC Q101)部分还在高温操作状态的性能特征,图形显示的影响增加情况下温度(25岁,55和85°C最大),以及各种正向电流(350年、700年和1000年马英九)光通量(据说仅衰减15%在85°C)。最大结温一般是150°C。复杂的散热技术和先进的陶瓷包装使得Everlight的一些最新的设备,以满足严格的汽车性能和可靠性标准,即使在1.2正向电流和Tj超过150°C。

　　结论
　　LED制造商继续发展制造和封装技术，使光输出功率减少，并优化散热，特别是汽车外部照明应用。这类设备目前已经被汽车制造商广泛使用，最初用于汽车尾灯、信号灯和日间行车灯。最新的最高性能模型正快速适用于大灯和雾灯。市场上也有一个不断增长的市场，用于售后服务，为老车型改装LED灯。