汽車行業(yè)是高亮度LED的關(guān)鍵早期市場之一，首先采用固態(tài)照明技術(shù)進行內(nèi)部使用，以及后部和信號照明功能。這是因為，在HB-LED的早期，紅色和橙色發(fā)射器比基于麻煩的氮化鎵（GaN）材料系統(tǒng)的藍色和白色器件更亮更先進。但是，一旦開發(fā)人員掌握了使用GaN并提供足夠明亮的白色發(fā)光體，所有這些都開始發(fā)生變化。從2003年開始，LED開始出現(xiàn)在技術(shù)要求更高的前照燈系統(tǒng)中，從現(xiàn)在熟悉的奧迪車輛日間行車燈（DRL）開始。

今天，全LED前照燈兼具主要照明功能（可以使用低光束和高光束，但直到最近它們才被限制在高端車輛中，即使這樣也經(jīng)常只作為“奢侈”選擇出售。事情正在兩個方面發(fā)生變化。首先，LED前照燈現(xiàn)在似乎正在快速轉(zhuǎn)移到中檔和緊湊型轎車中。其次，自適應照明的新技術(shù)開始出現(xiàn)。隨著技術(shù)成本的下降，LED前照燈的主流采用以及自適應照明提供的額外復雜性是汽車前照燈市場的兩個主要趨勢。兩者都對光發(fā)射器和作為其重要合作伙伴的驅(qū)動器IC的制造商的體積需求和性能都有影響。

在本文中，我們回顧了LED前照燈和自適應汽車照明的當前發(fā)展，并討論了如何自適應功能的要求會影響LED和控制元件。

奧迪的領先優(yōu)勢直到最近，大多數(shù)車輛的前端仍然是一個主要的無LED區(qū)域。這一規(guī)則的例外情況在奧迪的車輛中最為明顯，其在A8等汽車中早期采用多LED日間行車燈（DRL）迅速成為這些高端車型的“標志性”。

關(guān)注奧迪的領先者，雷克薩斯，吉普和別克是率先推出類似白色LED DRL的車型之一，而他們最近出現(xiàn)在本田雅閣和豐田卡羅拉等車型中，LED前照燈突然變得熟悉。然而，配備全LED前照燈的汽車仍然相對稀少，通常僅限于豪華車型的選擇?，F(xiàn)在這種情況正在發(fā)生變化，因為該技術(shù)變得更加實惠和功能性，現(xiàn)在可以為中檔車型配備全LED前照燈，包括標致308，Seat Leon，大眾帕薩特，也許是大多數(shù)主流，甚至是福特蒙迪歐。同時，頂級型號使用的LED比以往任何時候都多。據(jù)“歐洲汽車新聞”報道，1第六代梅賽德斯S級轎車將成為首款專門用于所有外部照明功能的LED車型。標致的新款308掀背車使這款法國汽車制造商成為歐洲第一家提供全LED前照燈的公司，作為緊湊型轎車大部分裝飾的標準配置。

圖1：標致308掀背車是LED前照燈即將擴散到中檔車輛中的一個例子。這款全LED前照燈裝置專為Magneti Marelli汽車照明（AL）部門的最新型號而設計。

這一趨勢將意味著針對汽車前照燈應用的LED需求不斷增長，包括Philips Lumileds和Nichia的各種高亮度發(fā)光器，Cree的XLamp XB-D系列以及Luminus Devices的“大芯片”SST-50系列LED。適合點光源。歐司朗光電半導體被認為是汽車照明領域的重要參與者，專門為前照燈功能銷售一些LED，以及其他諸如用于DRL的Golden Dragon和Advanced-Power TOPLED設備。

此外，從奢侈品端到中型甚至是一些預算型號，LED前照燈的另一個主要趨勢是新的“自適應”前照燈系統(tǒng)的出現(xiàn)，這些系統(tǒng)可以自動響應汽車的環(huán)境。自適應技術(shù)允許駕駛員在必要時通過自動調(diào)光或關(guān)閉特定發(fā)射器來始終保持其遠光燈。毫不奇怪，開創(chuàng)新LED照明功能的汽車制造商奧迪再次突破界限。它在2013年拉斯維加斯國際消費電子展（CES）上展示了其“Matrix”自適應LED前照燈;在最近的2014年活動中，它推出了一款新的混合動力系統(tǒng)，不僅包括LED，還包括用于遠光燈功能的激光二極管，據(jù)稱它可以照亮前方500米的道路。

在法蘭克福車展上2013年9月，即將出現(xiàn)在2014年新A8車型中的Matrix系統(tǒng)的更多細節(jié)。它包括一個具有25個獨立發(fā)光器的遠光燈，自適應系統(tǒng)甚至連接到汽車的導航系統(tǒng)，以便在接近角落時預測性地將光引導到道路邊緣。

圖2：奧迪新推出的“Matrix”自適應前照燈，在遠光燈上有25個發(fā)射器，可作為新款A8車型的選裝配置。這家德國公司在前沿汽車照明系統(tǒng)中率先使用LED，其LED日間行車燈近年來已經(jīng)成為一種熟悉且模仿的標志。

LED前照燈組件開發(fā)

自2013年夏季起，德國LED制造商歐司朗光電半導體一直在協(xié)調(diào)由德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）支持的研究項目，該項目包括汽車公司戴姆勒，驅(qū)動IC制造商英飛凌科技和汽車照明專家海拉。它旨在進一步推進自適應技術(shù);例如，通過在車速增加時施加更高的電流來擴展前照燈的范圍，并且擴展更寬的光束以照亮在城市駕駛中遇到的額外危險。在去年法蘭克福車展之后不久，歐司朗表示，它已經(jīng)開發(fā)出第一款專為自適應汽車前照燈設計的多芯片LED組件。

該公司Ostar產(chǎn)品系列中的一種變體，以及最新版本的芯片用于LED前照燈，它基于不少于五個單獨的發(fā)射器。每個模具都可以通過基于汽車傳感器反饋的智能控制獨立控制，直接在下一代自適應系統(tǒng)中投放產(chǎn)品，并要求驅(qū)動電路提供新級別的控制。

《 br》圖3：具有可單獨尋址發(fā)射器的多芯片組件專為自適應前照燈設計（Courtesy Osram OS）。

與Osram一樣，Philips Lumileds也為兩種形式的自適應系統(tǒng)提供多芯片選項兩個和四個模具組件。雖然適用于低光束和遠光前照燈功能，但與歐司朗的最新創(chuàng)新不同，發(fā)射器不能單獨尋址。

自適應照明裝置

在2013年9月舉行的歐司朗汽車照明國際研討會（ISAL）會議上，歐司朗的新型多芯片組件亮相，汽車照明專家海拉和法雷奧也在場。兩者均展示了現(xiàn)在可通過自適應LED前照燈實現(xiàn)的各種功能。

使用來自傳感器（如攝像頭，導航工具和轉(zhuǎn)向部件）的信號，這些前照燈設計用于在車輛轉(zhuǎn)彎或接近或超車時作出響應。另一種車輛，并根據(jù)需要將梁向下或朝向道路邊緣引導。

Hella，其設計師于2009年首次推出用于批量生產(chǎn)的全LED前照燈，他表示未來將會看到LED陣列具有更多功能自適應前照燈系統(tǒng)中使用的十個可單獨尋址的高強度發(fā)射器。在這些系統(tǒng)中，芯片將借助于調(diào)制器啟動，從而打開和關(guān)閉單個芯片，以及控制整體光分布的強度。

在法蘭克福，法雷奧透露其“BeamAtic Premium” LED“自適應照明系統(tǒng)將在2014年開始用于主流和高端車輛，2016年將采用下一代設計進行批量生產(chǎn)。

在供應鏈的這一層面，其他主要參與者包括Magneti Marelli的汽車Lighting（AL）業(yè)務部門，Visteon和Koito Manufacturing。 AL早在2007年就推出了LED前照燈，現(xiàn)在供應標致新款308掀背車的車型，表明每個前照燈需要多少不同的芯片。它的近光照明是通過組合10個提供610流明的中等功率LED，以及用于遠光燈的2 x 4陣列和用于DRL的不少于13個設備實現(xiàn)的。

驅(qū)動器IC要求

帶LED前照燈在這些新的自適應配置中執(zhí)行更復雜的功能，并且在所需的相同組件內(nèi)控制單個芯片，驅(qū)動器IC成為故事中更重要的部分。過去，驅(qū)動器IC的關(guān)鍵功能是保持流過LED的恒定電流，以保持光通量保持恒定，德州儀器的LM3406HVMHX/NOPB和英飛凌科技的BCR 321U E6327等設備適合法案。然而，新的自適應功能更加復雜，個別LED必須根據(jù)遇到的當?shù)貤l件進行調(diào)暗或關(guān)閉。

在奧迪的Matrix系統(tǒng)中，當車載攝像頭檢測到其他車輛接近時，相關(guān)的部分前照燈的遠光燈通過調(diào)光或關(guān)閉完全單個二極管來屏蔽，同時在其余區(qū)域保持非常明亮的照明。

作為驅(qū)動IC供應商ROHM Semiconductor在之前的TechZone文章中解釋過，2可以提供最直接的驅(qū)動功能通過線性穩(wěn)壓器。它們提供簡單的控制，并且具有不需要電磁干擾（EMI）濾波器的優(yōu)點。然而，它們的功耗對于更高功率的應用來說可能是一個問題，因此，降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器被認為是前照燈中更好的選擇。當驅(qū)動器IC需要串聯(lián)控制多個LED時，通常使用升壓轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)，利用其更多功能。

LED驅(qū)動器也可以設計為提供串聯(lián)和并聯(lián)LED控制的組合，這這種方法為電路設計人員提供了控制用于單個驅(qū)動器的多種功能的LED所需的靈活性。對于自適應前照燈，其中相同的LED將用于提供高光束和近光束，這種調(diào)節(jié)光線的能力輸出可以比作一些內(nèi)部汽車照明功能，其中調(diào)光已經(jīng)是標準要求.ROHM的BD8381EFV-M LED驅(qū)動器IC設計有多個HB-LED，包括高光束和近光前照燈以及DRL應用心里。該器件能夠承受高達50 V的高輸入電壓，并具有電流模式降壓 - 升壓DC-DC控制器，可在不同的電壓輸入下穩(wěn)定工作，并消除了可串聯(lián)連接的LED數(shù)量的限制。 br》

圖4：奧迪新Matrix等自適應照明系統(tǒng)需要能夠調(diào)節(jié)和關(guān)閉LED陣列中各個發(fā)射器的更先進的驅(qū)動器IC。該電路圖顯示了ROHM的BD8381EFV-M驅(qū)動器（Courtesy ROHM Semiconductor）的功能。

適用于驅(qū)動基于LED的DRL和前照燈的其他IC包括英飛凌科技的TLD5098EL-ND和TLD5095EL-ND DC-DC降壓 - 升壓組件兩者都可以從Digi-Key獲得。

立法事項

在美國安全立法中，在他們希望部署新的自適應照明系統(tǒng)時仍然阻礙汽車制造商及其供應商的道路上的一個障礙。那里的立法者還沒有趕上他們的歐洲同行，這對于Koito Manufacturing等公司來說是一個令人沮喪的原因。作為日本最大的汽車前照燈制造商，它是幾個最暢銷的產(chǎn)品的主要供應商。在美國的汽車。他們相信，隨著技術(shù)成本的降低，LED將在本十年結(jié)束時在前照燈中無處不在。然而，實現(xiàn)這一市場主導地位將首先要求美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）采取措施，截至2013年底，該公司尚未在其道路上允許自適應照明系統(tǒng)。

豐田已要求修改其照明標準為了允許自適應照明，NHTSA表示正在與代表汽車工程師協(xié)會的照明委員會代表會面后審查該請求。它還在2013年對該技術(shù)進行了自己的研究，如果這一結(jié)果是積極的，它將可能被證明是汽車照明行業(yè)的關(guān)鍵一步，因為基于高度可控LED的自適應前照燈系統(tǒng)進一步發(fā)展主流。