高亮度LED试图取代汽车白炽灯

从上个世纪早期开始到现在，汽车外部照明一直使用灯丝型灯泡，然而，这种历史悠久的灯泡可能在下个十年(2011-2020)最终退出汽车头灯和后灯市场，因为人们正为汽车设计一种更明亮的新型发光二极管(LED)。
      两家LED供货商透露，他们正设计光通量为100流明的产品，它可以一对一地替代在照明应用中的白炽灯(与目前以多颗晶体管取代单一白炽灯泡的要求相反)。一家顶级供货商表示，它正与几家汽车制造商洽谈，以尽早为2008年的车型配置LED头灯。
      这 种新型的高亮度LED技术不仅可以替代白炽灯泡，而且可以替代目前的微型LED组，这些微型LED必须采用每60个一组，才能为汽车后灯提供足够的亮度。 藉由提供更高的输出功率，新型LED的应用将从第三剎车灯(high-mount stop lamp)扩展到汽车尾部的照明灯、剎车灯和方向灯。同样地，LED也将首次开始应用于汽车前灯装配。
      “这项转变是汽车工业发展中的一个里程碑，”Visteon 公司外部系统研发经理Jeff Erion表示。该公司最近展示了一个采用LED头灯运作的配置。
     “自从1914年开始一直只有一种汽车照明方法。”他说，“现在，我们正寻找一种技术来替代每部汽车的每个外部灯丝型灯泡。”
      该技术的支持者表示，LED优于白炽灯泡的原因是其反应速度更快(因此使车辆周遭的其它司机可以有更多时间和距离响应剎车灯或方向灯的闪烁)，以延长汽车寿命，并具有更高的节能与更强的抗震性。
      但汽车照明设备供货商却指出，LED在得以普及使用之前必须厘清一些障碍。“以成本的角度来看，LED和灯泡根本无从比较。”北美照明公司(日本Keito制造公司的一家子公司)工程技术总经理Jianzhong Jiao表示，“这是几美分对几美元的问题。”
      “此外还有耐用性问题。”他说，“这个问题不在于LED本身，而在于相关的电子组件，如电路板。这些仍有待观察。”
      尽管如此，LED在过去的几年中一直稳步地渗透入汽车后照灯市场，特别是应用于汽车中央的第三剎车灯。
      供应商们估计，在目前的亚洲车型中，大约80-90%的第三剎车灯使用LED。欧洲车型中70-80%的第三剎车灯以及美国车中超过50%的第三剎车灯都采 用了LED作为光源。此外，这种更亮的新产品可望带领LED进入车尾照明应用市场。迄今为止，人们对在该领域的LED应用还显得较为保守。
      在未来几年里，LED在剎车灯中的使用比例预计将远远超过目前2-3%的市场占有率。在方向灯中的使用率也可望大幅提高。
      Visteon公司的 Erion预测，“在未来的两到三年内，所有豪华汽车都将安装LED讯号灯。”
      取得这些成功的关键是高亮度LED的普及。至少包括Lumileds照明公司和Osram Opto半导体等两家供货商目前正从事100流明的LED照明设计，其新产品最早可以用于2007年的车型。它们比现有产品的功率高10到20倍(现有最 小组件的亮度通常在1-5流明之间)。Lumileds公司更表示，该公司已经推出30、40、50流明的Luxeon系列产品。
      当100流明的产品进入市场之后，单个这样的组件将可以取代数十个较小的LED。在今后十年，供货商们预计汽车外部将使用10个(后面6个，前面4个)或更多的二极管，并将在美国单一市场创造出每年达1.6亿只需求的庞大LED市场。
      Lumileds 公司的工程师们介绍说，他们计划使用铟镓氮化物(InGaN)和铝铟镓磷化物(AlInGaP)这两种关键的半导体材料来实现此愿景。AlInGaP是产 生出主要应用于汽车后灯的红色、橙色和琥珀色LED之关键材料；而InGaN则可发射出蓝光，且在结合一种磷转换技术后，InGaN可以产生白光。
      “如果你想得到最好的光学解决方案,就必须拥有最好的材料、最好的磷，还必须以正确的方式使用磷，以便制作一个非常强韧的白光产生器，”Lumileds公司汽车业务发展总监Leonard Livschitz说。
      创造出更高亮度组件的另一个关键因素是较大尺寸的半导体芯片。“随着芯片尺寸越来越大，接近100流明的功效才会实现，”Osram Opto半导体公司LED照明产品营销经理Jonathan Wafer表示，“要得到这样的结果，必需要有大尺寸芯片，并使用接近1安培的电流来驱动它们。那么，你所面对的挑战将转变成系统热管理问题。”
      供货商们指出，更大功率的组件是LED在外部照明应用中取得成功的关键，因为这使汽车制造商可以应对封装上的局限。
     “假设上，你可以使用LED来完成任何照明任务，”Livschitz说，“但由于汽车尾部的空间有限，你最好是使用一个能够提供更大功率的组件。”
      对汽车LED供货商来说，头灯是他们梦寐以求的市场。大多数供货商期待第一部全LED照明的汽车能够在5年内进入市场

      此外，这些LED模块还为氛围照明、特定任务照明和追光灯等专业应用领域提供了更高的性能和灵活性。这些LED模块将亮度和可靠性集于一身，可为广告牌背光和其它标志应用提供极具灵活性的解决方案。

      照明设备的设计人员、标志制造商和建筑师越来越青睐高性能、安全低压布线和超长寿命相结合的固态照明。这些应用需要高亮度输出和有效分散LED光源所产生的 热量。Avago Technologies（安华高科技）的新型RGB?LED模块特为各种照明应用而优化，其价格极具竞争力，并且具有很高的可靠性。

      现在的RGB?LED照明组件通常是将照明设备制造商组装和布线的大量单个的高功率LED组合在一起。 AvagoTechnologies（安华高科技）的解决方案是一款可“即插即用”的集成固态光源。它封装在体积小巧、安装简便的金属包装中，且配有为简便连接散热片而设计的集成电源连接器。这将大幅度简化照明设备的制造难度，有助于降低生产时间和成本，而且不需要二级组装流程，免于投资于昂贵的组装设备。

      主要特点

      AvagoTechnologies（安华高科技）ADJD-MJ50和ADJD-MJ60的红 色、绿色和蓝色发射器在额定电流以100%占空比驱动时，其连续光输出高达480流明?(在9000?K色彩温度下针对白色输出进行调节时，约为310流 明)。它的内置散热片(?LED连接和封装底部之间的热电阻仅为2?C/W)和机械安装可以有效地将热量从LED传送到照明设备上。这使得这些LED可以 在高驱动电流下(总电流高达750?mA)工作，同时最大限度地降低连接温度，简化照明设备设计的热量管理。

      这些使用寿命非常长的 LED芯片采用硅树脂材料压缩封装，安装在反射器腔体内部，可提供平滑的椭圆形发光模式。优化的光学设计与间距很近的发射器结合在一起，最大限度地提升了 光提取能力，实现了最大效率。它还预先将红色、绿色和蓝色芯片中的光混合在一起，可在整个发光模式中实现统一的色彩。通过这一功能，设计人员不再需要提供额外的光混合光学器件。

      AvagoTechnologies（安华高科技）新型高功率RGB?LED模块的封装尺寸如下：
      .ADJD-MJ50:100mm（长）x18mm（宽）x3.6mm（高）
      .ADJD-MJ60:100mm（长）x18mm（宽）x8mm（高）
      Avago Technologies（安华高科技）LED和显示背光解决方案

      AvagoTechnologies（安华高科技）是目前全球可见光LED的最大制造商之一，每年出货量达到数十亿只。Avago?Technologies（安华高科技）凭借其卓越的 LED的性能、效率和可靠性而在业界闻名，并以在全球以颇具竞争力的价格提供了丰富多样的产品。AvagoTechnologies（安华高科技）已经从提供不连续的LED供应商，发展成为可为照明应用领域提供完整解决方案的供应商。主要产品包括高亮度和高功率LED、PLCC表面封装LED、色彩传感 器以及显示背光模块解决方案等。这些LED和显示模块可以满足包括电子标志和信号灯、汽车电子以及固态照明和LCD显示背光等各种市场的需求。