In der Automobilindustrie gewinnen LEDs dank ihrer besseren Ausleuchtung gegenüber herkömmlichen Beleuchtungstechnologien an Boden. LEDs können Autofahrern ein erweitertes Sichtfeld bieten, die Straße klarer sehen und Fußgänger besser ausleuchten. Ein Großteil des Entwicklungsfokus liegt auf kleinerem Gehäuse, höherer Wärmeableitung, größeren Stromeinsparungen und erhöhter Robustheit.
Der Automobil-LED-Markt wird im Jahr 2.9 voraussichtlich 2021 Milliarden US-Dollar erreichen und dank Scheinwerfern und Displays eine Wachstumsrate von 13.7 % gegenüber dem Vorjahr erzielen Platten, Nach TrendForce Corporation. Laut dem Marktforscher erreichte der LED-Anteil bei Pkw weltweit im Jahr 53 2020 %, bei einem Anteil von 85 % an Elektroautos.
Ein Teil der Bereitstellung einer ästhetisch ansprechenderen Beleuchtung für eine größere Differenzierung sowohl im Inneren als auch im Äußeren des Fahrzeugs erfordert kleinere Beleuchtungs- und Stromversorgungslösungen. Während LED-Hersteller im vergangenen Jahr neue Geräte in kleineren Gehäusen mit höherer Helligkeit und Zuverlässigkeit entwickelt haben, erreichen die Hersteller von LED-Treibern weiterhin neue Integrationsstufen, ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen, um schlankere Fahrzeugbeleuchtungsdesigns zu entwickeln.
Gleichzeitig entwickeln die Hersteller von LED-Beleuchtungen ihre Technologien weiter, um die Sichtbarkeit und Sicherheit beim Fahren zu verbessern. Bei der Außenbeleuchtung konzentrierten sich diese Verbesserungen auf Helligkeit, Effizienz und kleinere Packungsgrößen.
Ein Beispiel ist die nächste LED-Generation von Dominant Opto Technologies, die Anfang dieses Jahres auf den Markt kam. Die Gewürz Plus 2520 LEDs sind für Heckleuchten vorgesehen, die als Schlussleuchten, Spitzenleuchten, mittlere hoch angebrachte Bremsleuchten, Blinker und Nebelschlussleuchten verwendet werden.
Trotz seiner geringeren Größe von 2.5 × 2.5 × 0.7 mm übertrifft Dominant seine Vorgänger und ähnliche Produkte auf dem Markt in Bezug auf Helligkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Es eröffnet auch Möglichkeiten für kleinere und schlankere Designs.
Dominant wies auch darauf hin, dass es der erste LED-Hersteller ist, der Produktfamilien mit einem einzigen Footprint über fünf Leistungsstufen (0.1 W, 0.2 W, 0.5 W, 1 W und 2 W) und drei Farben anbietet – Bernstein, Gelb und Superrot — um eine Reihe von Heckleuchten-Anwendungen abzudecken.
Mit einem „One Package Fits All“-Konzept, sagte das Unternehmen Schaltung Das Design wird vereinfacht und bietet Kostenvorteile.
Weitere wichtige Merkmale sind ein geringer Wärmewiderstand und hervorragende Wärmeableitungseigenschaften. Im Vergleich zu herkömmlichen Paketen wie dem PLCC kann das Spice Plus 2520 unter den gleichen Fahrbedingungen einen höheren Lichtstrom über eine längere Dauer aufrechterhalten.
Die Low-Power-Serien, einschließlich SVx-HHG (0.1 W), SVx-MHG (0.2 W) und SVx-SHG (0.5 W), teilen sich ein gemeinsames optisches Zentrum, während die beiden High-Power-Serien SVx- TZHG (1 W) und SVx-WZHG (2 W) teilen sich ein weiteres gemeinsames optisches Zentrum. Die standardisierte Grundfläche und das optische Zentrum ermöglichen es den Kunden, das Optik-, Linsen- und Lampendesign zu vereinfachen und gleichzeitig die Wiederverwendung von Designmodulen und Musterplattformen zu ermöglichen.
Spice Plus 2520 wird auch mit einem neuen Leadframe und einem speziellen Lötpad geliefert, das seine Gehäuse-Robustheit mit einer 1.5-fach höheren Gehäuse-Scherfestigkeit gegenüber LEDs ähnlicher Größe mit Standard-Lötpads für mehr Zuverlässigkeit verbessert hat.
Intelligente oder intelligente Scheinwerfer wie adaptive Fernlichtsysteme (ADB) sind ein wachsender Trend zur Verbesserung der Sichtbarkeit des Fahrers und der Verkehrssicherheit. Samsung Electronics Co., Ltd. kündigte seine PixCell-LED dieses Jahr eine neue Automobil-LED Modulen Optimiert für intelligente Scheinwerfer wie ADB-Systeme, die die Scheinwerferstrahlmuster automatisch anpassen, um eine Blendung anderer Fahrer zu verhindern.
Ein großer Nachfragetreiber für ADB-Systeme sind laut Samsung aufkommende Automobiltechnologien wie autonomes und vernetztes Fahren, die die Messlatte für Fahrzeugsicherheitsstandards höher gelegt haben.
Samsungs PixCell-LED. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Samsung Electronics Co., Ltd.)
Die PixCell LED kann mehr als 100 ultrakleine Segmente monolithisch in einen einzigen LED-Chip integrieren, während die Lichtaustrittsfläche mit 15.4 × 2.7 mm deutlich kleiner wird. Da die lichtemittierende Fläche auf 1/16 herkömmlicher diskreter LED-Module für ADB-Systeme reduziert wurde, kann die PixCell LED die Scheinwerfergröße für schlankere Designs um 30 bis 50 % reduzieren, sagte Samsung.
Die LED-Segmente sind durch eine Silikonwand getrennt, um optisches Übersprechen zu verhindern, was einen hervorragenden Kontrast für eine viel bessere Sicht des Fahrers bietet, sagte das Unternehmen, und jedes Segment funktioniert wie ein Pixel, um die Lichtverteilung zu steuern, sodass der Strahl des Scheinwerfers nur die exakte Beleuchtung ausleuchtet Ort, wo es gebraucht wird.
Die Lichtverteilung und Helligkeitsstufen der PixCell LED werden mit Software für die Automobilbeleuchtung angepasst, sodass sie leicht an verschiedene globale Vorschriften und Anforderungen für Autolampen angepasst werden können. Ein wesentlicher Vorteil des einzelnen Standardscheinwerfers besteht darin, dass Designer die Lichtleistung je nach Bedarf anpassen können und gleichzeitig den Entwicklungs- und Produktionszyklus beschleunigen.
Samsung Electronics kündigte auch seine dritte Generation (Gen3) an LEDs der C-Serie für Elektrofahrzeuge (EVs), da die Nachfrage nach energiesparenden LEDs weiter steigt. Die Gen3-LEDs bieten eine verbesserte Lichtemissionseffizienz und enthalten „überlegenen“ Leuchtstoff Technologie um eine gleichmäßigere Lichtverteilung zu erzeugen.
Die LED-Familie der Gen3 C-Serie von Samsung. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Samsung Electronics Co., Ltd.)
Die Gen3-Familie der C-Serie besteht aus sechs Hochleistungs-LED-Paketen, die einen hohen Lichtstrom und eine hohe Leuchtdichte für größere Energieeinsparungen liefern. Die Pakete sind in verschiedenen Farben und Wattagen erhältlich, darunter fünf Optionen für Weiß (1 W, 3 W, 6 W, 9 W und 12 W) und eine für Bernstein (3 W), wodurch sie für Scheinwerferanwendungen geeignet sind wie Abblend- und Fernlicht, Tagfahrlicht und Blinker.
Die Gen3 der C-Serie benötigt im Vergleich zu herkömmlichen Hochleistungs-LEDs weniger LED-Chips, um die gleiche Scheinwerferleistung zu erreichen. Oder mit der gleichen Anzahl von Chips ermöglicht es Scheinwerfern, den Antriebsstrom um mehr als 10 % zu senken und die Wärmeableitungslösung um über 20 % zu vereinfachen, was zu energieeffizienteren und leichteren Lampen führt.
Beim Einsatz in benzinbetriebenen Autos ermöglichen die Gen3-Pakete der C-Serie auch eine verbesserte Kraftstoffeffizienz, was den COXNUMX-Fußabdruck des täglichen Reisens verringert, sagte Samsung.
Auch auf Elektrofahrzeuge ausgerichtet, Seoul Halbleiter Co., Ltd. hat sein Wafer-Integrated-Chip-on-PCB (WICOP) LED-Technologie mit der Einführung der WICOP TE (Top Electrode) LED, die die thermische Effizienz von Scheinwerfern für Fahrzeuge deutlich verbessern soll.
Seoul HalbleiterWICOP TE für Scheinwerfer weicht von der bisherigen Methode zur Befestigung des LED-Pakets auf der Leiterplatte ab und kann das Paket direkt auf dem Kühlkörper befestigen, wodurch die im Scheinwerfer erzeugte Wärme schnell abgeführt wird. Der WICOP TE wurde am 21. September auf dem DVN-Workshop in den USA vorgestellt.
Im vergangenen Jahr hat Seoul die Familie mit der Einführung der WICOP Ultra-High-Luminance (UHL)-LEDs erweitert, die den Energieverbrauch der Scheinwerfer um bis zu 20 % senken und die Wärmeableitung im Vergleich zu anderen LED-Produkten um 40 % verbessern sollen .
WICOP TE von Seoul Semiconductor für Scheinwerfer (Quelle: Seoul Semiconductor)
Osrams Ostune E1608 und E3030 LEDs. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Osram Opto Semiconductors)
LED-Hersteller liefern auch mehr Beleuchtungsoptionen für den Automobilinnenraum. Zum Beispiel die Ostune weiße LED-Familie von Osram Opto Semiconductors liefert Lichtvarianten von bläulich kaltweiß bis rötlich warmweiß für die Ambientebeleuchtung.
Dank des weiten Farbtemperaturbereichs von 2,700 bis 6,500 Kelvin und der Möglichkeit, aus kleinen Bins zu wählen, können Automobildesigner ihren gewünschten Weißton präzise definieren und zu einem festen Gestaltungselement im gesamten Fahrzeug machen, so Osram.
Zudem sind die LEDs klein: Der E1608 misst 1.6 × 0.8 × 0.6 mm, während der größere E3030 3 × 3 × 0.65 mm misst. Die Ostune E1608 deckt den unteren Helligkeitsbereich bis über 7 Lumen ab, während die E3030 den oberen Helligkeitsbereich bis über 70 Lumen abdeckt.
LED-Treiber
Für Displays im Auto, Maxime Integrated Products, Inc. hat den Vierkanal-Low-Spannung MAX25512 Automotive-LED-Hintergrundbeleuchtungstreiber mit integriertem Boost Konverter. Das Unternehmen behauptet, dass es die einzige integrierte Lösung ist, die die volle, konstante Helligkeit der Displays im Auto selbst bei extremen Kaltstartbedingungen bis zu einer Eingangsspannung von 3 V beibehält.
Weitere Vorteile des integrierten LED-Hintergrundbeleuchtungstreibers sind eine Reduzierung des Platzbedarfs auf der Platine, niedrigere Stücklistenkosten (BOM) und eine hohe Effizienz. Der Single-Chip-LED-Treiber, der in einem 24-Pin-, 4 × 4 × 0.75-mm-Quad-Flat-No-Lead-(QFN)-Gehäuse angeboten wird, macht eine externe MOSFET und Stromsinn Widerstand und integriert I2C-Kommunikation, die alle dazu beitragen, die Stücklistenkosten zu senken und den Platinenplatz um 30 % zu reduzieren. Darüber hinaus umfasst der LED-Treiber vier 12-mA-Kanäle, die den branchenweit höchsten Wirkungsgrad (91%) bei 2.2-MHz-Betrieb beanspruchen.
MAX25512 LED-Hintergrundbeleuchtungstreiber von Maxim Integrated. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Maxim Integrated Products Inc.)
Der MAX25512 integriert einen Aufwärtswandler und einen Strommesswiderstand, sodass kein externer Widerstand erforderlich ist MOSFET Wird normalerweise für die Ansteuerung von Automobildisplays benötigt. Dazu dient die integrierte I2C-Kommunikationsschnittstelle Display Einstellungen und Diagnose sowie eine integrierte Hybrid-Dimmfunktion reduzieren elektromagnetische Störungen (EMI) und verbessern das Dimmverhältnis. Obwohl Auto-Start-Stopp-Systeme den Kraftstoffverbrauch erhöhen, können sie das Stromversorgungssystem herausfordern, während des Neustarts die gleiche Displayhelligkeit beizubehalten, sagte Maxim Integrated.
Die 25512-V-Eingangsspannung des MAX3 und der Wirkungsgrad von 91 % bei 2.2-MHz-Betrieb sollen die volle, konstante Helligkeit der Displays im Auto bei Kaltstart-/Start-Stopp-Bedingungen liefern. Es arbeitet nach dem Start bis auf 3 V herunter, ohne dass ein Pre-Boost-Wandler hinzugefügt wird, der das Display vor Stromunterbrechungen schützt. Diagnosefunktionen wie SHORT to GND an jeder Stromsenke alarmieren den Mikrocontroller und die einzelnen Kanaleinstellungen der Pulsweitenmodulation (PWM) über die I2C-Schnittstelle, um eine sicherere und qualitativ hochwertigere Anzeige zu gewährleisten, so das Unternehmen.
Ein weiterer hochintegrierter und flexibler Treiber kommt von STMicroelectronics. Die ALED6000 Ein-Chip-LED-Treiber für die Automobilindustrie mit integriertem DC/DC-Wandler wurde entwickelt, um die Beleuchtungsintensität bei schwankenden elektrischen Bedingungen im Fahrzeug konstant zu halten. Der AEC-Q100-qualifizierte LED-Treiber kann in der Außenbeleuchtung wie Tagfahrlicht, Scheinwerfer, Rücklicht, Bremslicht und Blinker sowie in der Innenbeleuchtung verwendet werden.
Der integrierte Single-Chip-LED-Treiber ALED6000 von STMicroelectronics. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: STMicroelectronics)
Der integrierte LED-Treiber für die Automobilindustrie treibt eine einzelne LED-Reihe mit bis zu 3 A und bietet einen weiten Eingangsspannungsbereich von 4.5 V bis 61 V. Der On-Chip-Wandler ermöglicht Buck-, Buck/Boost- und Floating-Boost-Topologien, die bietet die Flexibilität, LED-Strings mit Strom zu versorgen, die eine Spannung über oder unter der Eingangsspannung benötigen, und gleichzeitig mit Versorgungsschwankungen umzugehen, sagte das Unternehmen. Der Wandler kann auch im Low-Dropout-Modus mit einem Tastverhältnis von nahezu 100 % arbeiten, wenn die Eingangsspannung in die Nähe oder unter den programmierten Ausgang fällt.
Der ALED6000 implementiert digitales Dimmen mit einem dedizierten Pin zum Anlegen des PWM-Steuersignals. Es gibt auch einen Enable-Pin und einen Sync-Pin, die bei Anwendungen mit mehreren Geräten für geringes Rauschen sorgen. Der Ausgangsstrom hat eine Genauigkeit von 3.2 % und wird mit einem Messwiderstand überwacht, der einen typischen Spannungsabfall von 250 mV hat. Der Ruhestrom ist mit 2.4 mA im Betrieb und 11 µA im Shutdown gering. Es verfügt auch über einen VBIAS-Hilfseingangsstift und einen Puls-Skipping-Betrieb bei geringer Last.
Diodes Inc. erweitert sein Portfolio an automobilkonformen Geräten für die Außenbeleuchtung von Automobilen und hat die AL5873Q dreikanaliger linearer LED-Treiber mit PWM-Dimmung und analoger Dimmsteuerung, die das Design von Rückleuchtengruppen vereinfacht. Das Gerät ist für den Betrieb bei einer Umgebungstemperatur von 125°C ausgelegt und gemäß AEC-Q100 Grad 1–qualifiziert.
Der lineare Dreikanal-LED-Treiber AL5873Q von Diodes mit PWM-Dimmung und analoger Dimmungssteuerung. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Diodes Inc.)
Jeder der Kanäle des AL5873Q kann bis zu 250 mA treiben und wird über zwei Referenzwiderstände eingestellt, die mit dem Treiber verbunden sind ICREF1 und REF2 Pins. Die Unterstützung von zwei verschiedenen LED-Stromstärken ermöglicht laut dem Unternehmen schlankere Beleuchtungssysteme, da die gleichen LEDs in Rückleuchtengruppen für Rück- und Bremsleuchten verwendet werden können, was die Stücklistenkosten erheblich senkt.
Der AL5873Q verfügt über eine analoge und PWM-Dimmsteuerungsfunktion und unterstützt eine maximale PWM-Frequenz von 1 kHz. Diodes sagte: „Die PWM-Dimmfunktion ist entscheidend für die Verbesserung der Stromgenauigkeit, wenn LEDs mit niedrigem Strom betrieben werden. Der Strom auf jedem Kanal wird mit einer Toleranz von ±4 % geregelt, was eine bessere Kanal-Kanal-Anpassung in den Heckleuchten ermöglicht.“ Der AL5873Q geht in den Standby-Modus, wenn kein PWM-Signal erkannt wird, um Strom zu sparen. Das Gerät bietet außerdem einen weiten Eingangsspannungsbereich von 5 V bis 55 V.
Der LED-Treiber bietet integrierte Schutzfunktionen mit einem bidirektionalen (Eingang/Ausgang) Fehler-Pin, der alle Fehler meldet und es ermöglicht, dass bis zu vier Geräte mit ihren Fehler-Pins verbunden werden. Das Gerät enthält außerdem eine interne Sperrschichttemperatur-Überwachungsschaltung, die den LED-Strom reduziert, wenn die definierte Schwellentemperatur überschritten wird. Zu den weiteren Schutzfunktionen gehören thermische Abschaltung, LED-String-Open-/Kurzschluss-Schutzmechanismen und Eingangsunterspannungssperre.
Für intelligente animierte Automobilbeleuchtungsanwendungen hat Melexis das MLX81117 Mehrkanal-RGB-LED-Treiber. Der MLX8117 unterstützt das lizenzfreie IP der MeLiBu-Hochgeschwindigkeitskommunikation, das intelligente animierte Fahrzeugbeleuchtung für verbesserte Sicherheitsfunktionen unterstützt. Der MLX81117 bietet eine bessere Farbmischgenauigkeit mit einem Delta-UV von <0.01 im Vergleich zum vorheriges Produkt.
Mehrkanal-RGB-LED-Treiber MLX81117 von Melexis für intelligente animierte Fahrzeugbeleuchtung. Klicken Sie für ein größeres Bild. (Quelle: Melexis)
Autohersteller setzen eine animierte Beleuchtung in der Kabine ein, um Informationen wie Fahrerassistenzanweisungen, Fahrzeugstatusaktualisierungen oder erweiterte Komfortfunktionen wie das adaptive Dachlicht bereitzustellen, und verwenden zunehmend RGB-LED-Lichtleisten, um mit dem Fahrer über farbcodierte, farbige -wechselnde und blinkende Sequenzen, sagte Melexis. Dies führt zu Herausforderungen bei der Aufrechterhaltung einer konsistenten Farbe über alle LEDs in der Lichtleiste und der Implementierung gleichzeitiger Lichtänderungen, so das Unternehmen.
Durch die Integration der Melexis MeLiBu Highspeed-Kommunikationsschnittstelle IP in den MLX8117 steuert der MeLiBu einzelne LEDs an, um die Lichteffekte zu realisieren. Es bietet eine hohe Auflösung, um temperaturbedingte Farbdrift zu mildern und ermöglicht die Echtzeit-Aktualisierung von >250 RGB-LEDs ohne Verzögerung. Die MeLiBu-Kommunikationsschnittstelle verwendet eine CAN-FD-Physical-Layer für eine Leistung mit Geschwindigkeiten von bis zu 2 Mbit/s.
Zusätzlich zu den LED-Treibern MLX81117 wird das MeLiBu-Busprotokoll von den Mehrkanal-LED-Treiber-ICs MLX81116 von Melexis sowie dem OLED-Treiber MLX81130 unterstützt. Weitere kompatible Produkte werden vom Unternehmen veröffentlicht.
Der MLX81117 RGB-LED-Treiber in einem 32-poligen QFN32 5 × 5-Gehäuse erfüllt die Anforderungen der funktionalen Sicherheit gemäß ISO 26262 bis zum Sicherheitsintegritätslevel B (ASIL B) und bietet niedrige EMI und hohe Störfestigkeit, um EMV zu erfüllen Vorschriften. Zu den weiteren Funktionen gehört die Helligkeitssteuerung über einen weiten Dimmbereich, die Anpassungen an das natürliche Lichtniveau ermöglicht.
über Diodes IncorporatedMaxim IntegratedMaxim Integrated ProductsMelexis Microelectronic SystemsOsram Opto SemiconductorsSamsung ElectronicsSeoul Semiconductor