LED汽車前組合燈光源及AFS設(shè)計(jì)要點(diǎn)

蘇長青

摘 要：LED是一種半導(dǎo)體光源，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的照明設(shè)計(jì)中。LED照明燈具具有節(jié)能環(huán)保、壽命長、抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)。該文將圍繞LED汽車前組合燈的光源技術(shù)展開分析，繼而從汽車前照燈的智能化發(fā)展趨勢入手，對AFS的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：LED 汽車前組合燈 光源 AFS設(shè)計(jì)

中圖分類號：TN312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（a）-0-02

LED（發(fā)光二極管）使用的材料是固體半導(dǎo)體，工作原理是通過載流子產(chǎn)生光源。LED汽車前組合燈就是利用產(chǎn)生的光源原理設(shè)計(jì)的一種照明燈具。LED與傳統(tǒng)的光源相比，有其自身獨(dú)特的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在照明領(lǐng)域中。隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展，LED照明燈具逐漸呈現(xiàn)商業(yè)化的發(fā)展趨勢，在道路、景點(diǎn)、酒店以及汽車行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車行業(yè)中，汽車燈具是汽車構(gòu)造中不可缺少的重要組成部分之一，因此對LED車燈的研究非常重要。

1 LED發(fā)光原理

單個(gè)LED的光譜范圍較為單一，比如使用較多的紅綠藍(lán)，電子電視屏和交通信號燈中使用的燈光是在特定場合下用作知識(shí)的信號燈。通過對可見光的研究發(fā)現(xiàn)，人們看見的白光其實(shí)是一種混合光源，比如藍(lán)黃組成的二波長白光。LED獲得白光的技術(shù)有熒光粉轉(zhuǎn)換白光、多芯片型白光LED，這兩種技術(shù)都可以使LED獲得白光。

2 LED汽車前照燈光源

2.1 大功率LED光源封裝技術(shù)

2.1.1 LED光源封裝發(fā)展趨勢

LED分為集成封裝和分立封裝，市場上使用集成封裝形式的照明燈具較多，LED分離封裝制作成本低，達(dá)不到有效的生產(chǎn)效率；集成式封裝是將芯片集成到光源模塊中，可以節(jié)省封裝的成本，提高生產(chǎn)效率。集成化封裝使用簡單，體積小，可以解決LED分立器件中存在的照明問題。集成封裝照明燈具設(shè)計(jì)成本低，在封裝支架、材料以及人工等方面能夠有效降低生產(chǎn)升本，燈具設(shè)計(jì)得到了極大簡化，生產(chǎn)成本得到了有效降低。光源整體封裝可以保持期間的統(tǒng)一性；形式簡單，提高了生產(chǎn)效率。LED光源技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注，LED光源也更趨向于電子化的發(fā)展，不管是大功率器件還是小功率芯片，都逐漸走上了集成化的發(fā)展道路。

2.1.2 LED集成化封裝

COB LED封裝技術(shù)就是將LED芯片焊接在PCB的基板上進(jìn)行鍵合，實(shí)現(xiàn)與PCB互聯(lián)的封裝技術(shù)。COB集成封裝具有高可靠性和高發(fā)光效率的特點(diǎn)。COB集成光源設(shè)計(jì)簡單，更容易實(shí)現(xiàn)可替換功能；光源制作成本低；光效、光通量較高。將紅、綠、藍(lán)、白等光源集成在一起，實(shí)現(xiàn)冷暖自調(diào)的功能，顯色指數(shù)較高。COB集成封裝在技術(shù)方面取得了較大的成就，但是也存在一些技術(shù)上的小缺陷，比如光效偏低、性能差，需要做進(jìn)一步的提高。LED車燈經(jīng)過多年的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)出一體化、輕薄化、智能化的發(fā)展趨勢，LED器件性能要求較高，使用高光效的LED需要達(dá)到足夠的明亮度，LED光學(xué)和電學(xué)需要有較高的一致性和可靠性。集成化的LED模組有足夠大的光通量，是一個(gè)較好的選擇。

2.2 LED汽車前照燈光源設(shè)計(jì)

2.2.1 COB線路設(shè)計(jì)

LED連接模式關(guān)系到LED燈具的工作性能，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行連接方式的選擇，不同的連接模式連接的驅(qū)動(dòng)器不同，要根據(jù)連接模式設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)，LED有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接、混聯(lián)連接等連接模式。LED串聯(lián)連接方式如圖1所示。正極與負(fù)極連接在一起，電流與亮度均一致。市場上的LED燈具采用串聯(lián)連接方式的較多。當(dāng)其中一個(gè)LED出現(xiàn)短路或者故障，可以采用恒流的方式運(yùn)行，即使其中一個(gè)LED出現(xiàn)故障也不會(huì)影響其他LED的正常工作，串聯(lián)模式采用恒流電源的方式進(jìn)行工作最為合適，如圖1所示。

LED并聯(lián)連接方式。并聯(lián)連接的方式是正極與正極，負(fù)極與負(fù)極，正極與負(fù)極分開連接，能夠使得每一個(gè)LED的兩端電壓相等，電壓降低。在LED照明應(yīng)用中，燈具需要達(dá)到較高的光通量和光亮度，汽車前組合燈的光通量要求更高。串連模式中，如果LED數(shù)量較多需要有較高的驅(qū)動(dòng)電壓，這樣會(huì)增加驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行難度，而并聯(lián)電路的工作電路是其他支路電流的總和，太多數(shù)量的LED在一起并聯(lián)工作，驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行會(huì)較為緩慢。因此為了提高運(yùn)行速度和LED的可靠性性能，降低設(shè)計(jì)難度，需要采用混聯(lián)的方式，如圖2所示。

2.2.2 汽車前組合燈的光源設(shè)計(jì)

近光燈和遠(yuǎn)光燈的通光量在900lm和1100lm以上，需要采用大功率的LED COB集成光源，使用COB作為封裝的基板。將LED中的銅基板與鋁基散熱器連接在一起進(jìn)行熱量的傳遞，隨后通過散熱器將熱量排出，這樣做的目的是將不同特點(diǎn)的散熱器結(jié)合在一起，能夠降低成本。

3 AFS技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

AFS（自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)），該技術(shù)可以根據(jù)車輛的行駛狀況、路況信息以及天氣狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)前照燈的角度和光亮，以達(dá)到最優(yōu)的光照要求。AFS還可以緩解駕駛?cè)藛T在夜晚行車的緊張情緒，讓駕駛?cè)藛T能夠有充足的時(shí)間應(yīng)付緊急情況。目前AFS技術(shù)有彎路輔助照明以及自動(dòng)開啟的功能，彎路輔助照明可以給汽車轉(zhuǎn)向時(shí)提供良好的照明。

當(dāng)汽車進(jìn)入到彎道后，將照明彎道的車燈電量，為彎道提供足夠的照明。自適應(yīng)前照燈照明系統(tǒng)不需要其他的部件進(jìn)行點(diǎn)綴，只需要在晚上行駛時(shí)根據(jù)車輛行駛的方向控制照射角度的開關(guān)即可。將照明的范圍拓寬，在晚上行駛或者原地轉(zhuǎn)向時(shí)有較好的照明效果。LED具有高亮度的特點(diǎn)，且燈具設(shè)計(jì)簡單，容易控制，將其應(yīng)用在輔助彎道的照明設(shè)計(jì)中再合適不過，并且可以實(shí)現(xiàn)較好的照明效果。當(dāng)汽車在夜間行駛時(shí)，遇到彎道汽車的前照燈自動(dòng)轉(zhuǎn)向會(huì)將轉(zhuǎn)彎車道照亮，通過傳感器自動(dòng)調(diào)整前照燈的旋轉(zhuǎn)角度。

4 結(jié)語

該研究主要圍繞LED汽車前照燈的光源設(shè)計(jì)以及AFS系統(tǒng)進(jìn)行了研究，隨著AFS技術(shù)的不斷發(fā)展，被應(yīng)用的領(lǐng)域越來越多，但是在汽車領(lǐng)域中的發(fā)展將會(huì)越來越好，性能和優(yōu)勢方面都會(huì)逐步得到完善。LED與普通的前照燈光源相比有較好的控制能力，適用于汽車領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙夢雄.LED汽車前照燈的應(yīng)用研究[D].華中科技大學(xué)，2013.

[2] 孟昭軍，李月，周振超，等.汽車智能LED前照燈照明系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，16（4）：1-3.

[3] 王升平，景玉軍，郭美華.LED汽車前大燈光源三維設(shè)計(jì)與性能分析[J].照明工程學(xué)報(bào)，2016，27（1）：96-100.