常见问题

LED汽车照明技能与困境

曾经，LED前照灯只运用在概念车上，跟着LED照明技能以及汽车产业的不断开展，LED前照灯的运用规模已从概念车、豪华车向中档车乃至一般车型过渡，而且照明发光强度已到达白炽灯的水平。
 
汽车前照灯包含远光灯和近光灯。在夜间行进时，远光灯应确保照亮车前100 m、高2 m处规模内的物体，且亮度均匀；近光灯不但要确保车前40 m司机能看清妨碍物，而且不能让迎面而来的驾驭员或行人发生眩光，以确保汽车在夜间交会车行进时的安全。
 
传统汽车前照灯输出近光和远光两种功用的光束，且每种光束散布模式均呈静态散布，详细的光照散布也都符合国家规范。但在实践运用中，此体系射出的光束散布于有限的视点规模，在一些较为杂乱的路况下(如转弯)极易发生视觉盲区。别的，传统汽车前照明体系不具备主动调整光束散布的功用，近光光束和远光光束之间的改换需驾驭员手动操作完成，这样在来往车辆频频的行车环境下，车辆之间简单发生眩目光。为了战胜传统汽车前照灯的上述缺陷，自习惯前照体系AFS应运而生。
 

AFS是一种能使驾驭员更好地习惯各种速度、路途类型和气候条件的改动，进步驾驭安全性的前照灯体系。其作业原理如下：当汽车进入特别的路途状况(如弯道)时，由于方向盘和速度发生改动，视点传感器和速度传感器传输到电控单元(ECU)的信号就相应发生了改动。ECU捕捉到这些信号改动，一同判别车辆进入了哪种弯道，并宣告相应的指令给前照灯的操控单元，操控单元依据收到的指令操控装在AFS灯体内部的微电机带动发光三要素绕相应的旋转轴旋转，从而在非常规路面及气候下行进时，改动照明方法，供给更好的安全确保。
 
跟着白光LED技能的开展及空气动力学和汽车造型的需求，汽车前部位置越来越低且呈流线型，为前照灯预留的空间越来越小。为了满意汽车照明智能化和人性化的需求，AFS与LED灯的结合现已成为现代汽车前照灯的开展趋势。
 
车用LED照明面对的问题及应对办法
 
车用LED照明技能作为一项具有突破性含义的新技能，现已被大多数的汽车制作商以及消费者所接受，越来越多的高级汽车都配备了LED灯。但由于汽车运用环境的特别要求，要真实完成车用LED替代传统光源，还有许多技能难题需求处理。
 
1)本钱问题
 
全球规模内，车用LED生产本钱的下降速度将是影响今后车用LED大规模运用的首要因素之一。就元件本身而言，LED灯的价格遍及高于其他传统光源。如：1 W大功率白光LED的市场价格约是白炽灯的十几倍到几十倍不等，故LED芯片还有很大的降价空间，其首要途径为：①开展大芯片大电流。现在的芯片一般在0.5 mm~1.5 mm之间，芯片小，电流难以加大，这是LED向单颗大功率开展的妨碍。假如在不下降光效的前提下把芯片做大以便经过更大的电流，大幅进步单颗LED的功率，这样灯具所用的LED数量将显着削减，有助于灯具本钱的下降。②研制新式衬底资料。现在国内现已启动了价格比较廉价的Si衬底资料的研讨，希望能替代价格昂贵的蓝宝石或SiC。除价格廉价外，Si还能够制作出比蓝宝石或SiC衬底尺度更大的衬底，以进步MOCVD的利用率，从而进步管芯产率[18]。此外，由于Si的硬度比蓝宝石和SiC低，在加工方面也能够节约本钱。据国外某闻名公司的估计，运用硅衬底制作蓝光GaN LED的制作本钱将比蓝宝石和SiC衬底低90%。③持续延伸LED的寿数。理论上，LED的寿数现已超过汽车运用寿数，但在实践汽车环境运用中，LED运用寿数还有待进一步进步。假如LED实践运用寿数能到达整车的寿数，则在汽车寿数期内无需替换光源，免去了这方面的修理费用，就会愈加经济。
 
就整个车用LED照明体系而言，有必要下降LED驱动计划的体系级本钱，以进步该项技能的市场竞争力。下降计划本钱的途径之一是尽可能削减驱动器的元器件数量，一同这也有利于进步体系牢靠性，由于PCB上的每个元件都可能是体系的一个失效点。
 
2)散热问题
 
一般高功率LED输入功率约20%变换成光能，剩余的80%均变换为热能，这比传统灯源高许多。假如这部分热能无法导出，将会使LED界面温度过高，进而影响产品生命周期、发光功率及安稳性，由此整个汽车照明体系就会遭到严重影响[19]。现在改善车用LED灯具散热的首要途径：①LED本身的改善。首先，改善封装结构。传统直插式LED封装结构热阻高达250℃/W～300℃/W，而新的封装结构选用低电阻率、高导热功用的资料粘结芯片，在芯片下部加铜或铝质热沉，并选用半包封结构，大大进步了LED的散热才能[20-21]。其次，改善LED的制作资料，选用超薄、高导热、高绝缘陶瓷薄片作基底，进步散热作用；开发量子变换功率高、能接受高温的荧光粉，进步答应的最大结点温度，增大答应的散热规划温差，以下降散热规划的难度。②散热装置的改善。首要有：考虑选用适宜的散热方式，如热管、电扇、水冷等，要确保将热量迅速地散宣告去，一同散热装置能够安稳地作业[22-23]；考虑散热片的结构形状尺度，要确保满意的散热面积，一同散热作用要好；考虑电路板的规划格局，可将印制电路板规划为上下两层，下层专用于信号发生电路及驱动电路，上层为LED点阵电路，这样能够有用地防止由于LED的热量传递到驱动芯片而使其损坏。
 
3)光效问题
 
提高LED光效是车用LED技能开展的要害，是车用LED产业化的出发点和原动力。从封装技能上来说，LED的封装应该尽量削减光线在其内部的全反射，添加衬底基板反射率，从而使光线能够尽量多地透射出来，添加LED的发光效能。本年2月，Cree公司现已宣告其实验室成果LED光效现已到达2 081 m/W，信任这不是极限，还会有更高的提高空间，但需求有新的技能突破。
 
4)电磁搅扰问题
 
汽车环境下相同面对电磁搅扰问题EMI(Electro Magnetic Interference)。车载电子产品对噪声很灵敏，尤其是导航体系、无线电路和AM无线电波段接收机。为了最大极限地下降发生噪声搅扰的可能性，有些LED驱动器IC中选用了安稳频率开关拓扑结构。别的，用户还可在200 kHz~2 MHz的规模内设置开关频率，以使开关噪声远离要害频段(如AM无线电波段)。
LED才智路灯现状与计划规划
对比起汽车照明，LED路灯作为城市最为广泛的运用，市场潜力也非常巨大，据Navigant Research调研显现，2017年全球智能路灯市场价值将到达6.1亿美元，并在2026年增长到69亿美元。市场份额估计将从2017年的2%增长到2026年的20%左右。能够看到，现在LED照明已成为全球大多城市传统大街照明的规范替代品，智能操控开端变得越来越广泛，而且逐步与LED照明一同进行布置。智能路灯的安装基数估计将会从现在的630万个大幅增长到2026年的7300万个。
 
才智路灯计划规划
而现在才智城市概念的推进也诞生了才智路灯，才智路灯就是经过运用先进、高效、牢靠的通讯技能，在传统路灯单一照明功用的基础上集成路灯的长途集中操控与办理、手机信号覆盖、智能感知、安防监控和汽车充电桩等城市办理效劳功用，将传统灯杆变为城市物联网的载体，关于才智路灯的规划计划首要包含以下几个关键。

1）点位规划

一般的路途路灯距离约为35m，路途两边均匀对称散布，其间距离100m以内设置一个才智路灯，依据城市路灯规划，即2～3个路灯距离一个才智路灯，如图7所示，可满意城市感知设备的全面取点需求。

2）供电规划

因本项目是改造项目，在满意正常路灯照明供电的基础上，不会改动既有电缆，而是从原箱变引出处新增一路才智路灯电力电缆，为LED屏、摄像机及传感器等不同设备供电，为进步供电等级，才智路灯的供电选用UPS不间断电源进行断电维护。

3）通讯规划

才智路灯所集成的相关功用需求搭建安稳的通讯传输，选用有线传输光缆方式，确保视频信号、操控信号、通讯信号的有用和安稳。每根才智路灯都有一根光缆直通到光交箱，最后一致传输到会聚机房进行会聚。