Dans l'industrie automobile, les LED gagnent du terrain grâce à leur meilleur éclairage par rapport aux technologies d'éclairage traditionnelles. Les LED peuvent offrir aux automobilistes un champ de vision étendu, tout en leur permettant de voir la route plus clairement, ainsi qu'un meilleur éclairage pour les piétons sur la route. Une grande partie du développement se concentre sur un emballage plus petit, une dissipation thermique plus élevée, de plus grandes économies d'énergie et une robustesse accrue.
Le marché des LED automobiles devrait atteindre 2.9 milliards de dollars en 2021, avec un taux de croissance de 13.7 % d'une année sur l'autre, grâce aux phares et à l'affichage panneaux, According To Société TrendForce. La part des LED pour les voitures particulières mondiales a atteint 53% en 2020, avec une participation de 85% dans les voitures électriques, selon l'étude de marché.
Une partie de la fourniture d'un éclairage plus esthétique pour une plus grande différenciation à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la voiture nécessite des solutions d'éclairage et d'alimentation plus petites. Au cours de l'année écoulée, alors que les fabricants de LED ont développé de nouveaux appareils dans des emballages plus petits avec une luminosité et une fiabilité plus élevées, les fabricants de pilotes de LED continuent d'atteindre de nouveaux niveaux d'intégration sans compromettre les performances pour aider à développer des conceptions d'éclairage automobile plus élégantes.
Dans le même temps, les fabricants d'éclairage LED continuent de faire progresser leurs technologies pour améliorer la visibilité et la sécurité de conduite. Pour l'éclairage extérieur, ces améliorations se sont concentrées sur la luminosité, l'efficacité et les plus petites tailles d'emballage.
Un exemple est la prochaine génération de LED de Dominant Opto Technologies lancée plus tôt cette année. Les Épice Plus 2520 Les LED sont conçues pour les feux combinés arrière, qui sont utilisés comme feux arrière, feux supérieurs, feux stop centraux surélevés, clignotants et feux antibrouillard arrière.
Malgré sa taille plus petite, mesurant 2.5 × 2.5 × 0.7 mm, Dominant a déclaré qu'il surpassait ses prédécesseurs et produits similaires sur le marché en termes de luminosité, de durabilité et de fiabilité. Cela ouvre également des opportunités pour des conceptions plus petites et plus minces.
Dominant a également noté qu'il est le premier fabricant de LED à proposer des familles de produits avec une seule empreinte sur cinq niveaux de puissance (0.1 W, 0.2 W, 0.5 W, 1 W et 2 W) et trois couleurs - ambre, jaune et super rouge — pour couvrir une gamme d'applications de feux combinés arrière.
Avec un concept « Un seul paquet pour tous », la société a déclaré circuit la conception est simplifiée et offre des avantages de coût.
Les autres caractéristiques clés incluent une faible résistance thermique et d'excellentes propriétés de dissipation thermique. Comparé aux packages conventionnels comme le PLCC, dans les mêmes conditions de conduite, le Spice Plus 2520 est capable de maintenir un flux lumineux plus élevé pendant une plus longue durée.
Les séries à faible puissance, y compris le SVx-HHG (0.1 W), le SVx-MHG (0.2 W) et le SVx-SHG (0.5 W), partagent un centre optique commun, tandis que les deux séries à haute puissance, le SVx- TZHG (1 W) et SVx-WZHG (2 W), partagent un autre centre optique commun. L'empreinte standardisée et le centre optique permettent aux clients de simplifier la conception de l'optique, de la lentille et de la lampe tout en permettant la réutilisation des modules de conception et des plates-formes de modèles.
Spice Plus 2520 est également livré avec une nouvelle grille de connexion et une pastille de soudure spéciale qui a amélioré la robustesse de son boîtier avec une résistance au cisaillement de boîtier 1.5 fois supérieure à celle des LED de taille similaire avec des pastilles de soudure standard pour une plus grande fiabilité.
Les phares intelligents ou intelligents tels que les systèmes de feux de route adaptatifs (ADB) sont une tendance croissante pour améliorer la visibilité du conducteur et la sécurité routière. Samsung Electronics Co., Ltd. a annoncé son LED PixCell cette année, une nouvelle LED automobile module optimisé pour les phares intelligents, tels que les systèmes ADB, qui ajustent automatiquement la configuration des faisceaux des phares pour éviter l'éblouissement des autres conducteurs.
Selon Samsung, l'un des principaux moteurs de la demande pour les systèmes ADB réside dans les technologies automobiles émergentes, telles que la conduite autonome et connectée, qui ont élevé la barre des normes de sécurité des véhicules.
La LED PixCell de Samsung. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : Samsung Electronics Co., Ltd.)
La LED PixCell peut intégrer de manière monolithique plus de 100 segments ultra-petits dans une seule puce LED, tout en réduisant considérablement la zone d'émission de lumière, à 15.4 × 2.7 mm. Avec la zone d'émission de lumière réduite à 1/16 des modules LED discrets conventionnels pour les systèmes ADB, la LED PixCell peut réduire la taille des phares de 30 à 50 % pour des conceptions plus élégantes, a déclaré Samsung.
Les segments LED sont séparés par une paroi en silicium pour empêcher la diaphonie optique, ce qui offre un contraste supérieur pour une visibilité beaucoup plus grande du conducteur, a déclaré la société, et chaque segment fonctionne comme un pixel pour contrôler la répartition de la lumière afin que le faisceau du phare n'éclaire que l'exact endroit où il est nécessaire.
Le logiciel d'éclairage automobile est utilisé pour ajuster la répartition de la lumière et les niveaux de luminosité de la LED PixCell, ce qui les rend facilement ajustables pour répondre aux différentes réglementations et exigences mondiales relatives aux lampes automobiles. L'un des principaux avantages de la lampe frontale standard unique est que les concepteurs peuvent personnaliser le flux lumineux en fonction des besoins, tout en accélérant le cycle de développement et de production.
Samsung Electronics a également annoncé sa troisième génération (Gen3) LED de la série C pour les véhicules électriques (VE), alors que la demande de LED à économie d'énergie continue de croître. Les LED Gen3 offrent une efficacité d'émission lumineuse améliorée et intègrent un phosphore « supérieur » sans souci pour créer une distribution de lumière plus uniforme.
La famille de LED automobiles de la série C Gen3 de Samsung. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : Samsung Electronics Co., Ltd.)
La famille C-series Gen3 se compose de six boîtiers LED haute puissance qui offrent des niveaux élevés de flux lumineux et de luminance pour de plus grandes économies d'énergie. Les ensembles sont disponibles dans une variété de couleurs et de puissances, y compris cinq options pour le blanc (1 W, 3 W, 6 W, 9 W et 12 W) et une pour l'ambre (3 W), ce qui les rend adaptés aux applications de phares tels que les feux de croisement et de route, les feux de jour et les clignotants.
La série C Gen3 nécessite moins de puces LED pour atteindre le même niveau de performance des phares, par rapport aux LED haute puissance conventionnelles. Ou avec le même nombre de puces, il permet aux projecteurs de réduire le courant d'entraînement de plus de 10 % et de simplifier la solution de dissipation thermique de plus de 20 %, ce qui se traduit par des lampes plus économes en énergie et plus légères.
Lorsqu'ils sont utilisés dans des voitures à essence, les packages de la série C Gen3 permettent également d'améliorer l'efficacité énergétique, ce qui réduit l'empreinte carbone des déplacements quotidiens, a déclaré Samsung.
Également destiné aux véhicules électriques, Séoul Semi-conducteurs Co., Ltd. a étendu sa puce-sur-PCB intégrée à la plaquette (WICOP) La technologie LED avec le lancement de la LED WICOP TE (Top Electrode) conçue pour améliorer significativement le rendement thermique des projecteurs pour véhicules.
Séoul Semi-conducteursLe WICOP TE de pour phares s'écarte de la méthode précédente de fixation du boîtier LED au PCB et peut fixer le boîtier directement sur le dissipateur thermique, ce qui dissipe rapidement la chaleur générée dans le phare. Le WICOP TE a été présenté lors de l'atelier DVN aux États-Unis le 21 septembre.
L'année dernière, Seoul a élargi la famille avec l'introduction des LED de la série WICOP à ultra-haute luminance (UHL) qui sont censées réduire la consommation d'énergie des phares jusqu'à 20 %, avec une amélioration de 40 % de la dissipation thermique par rapport aux autres produits LED. .
WICOP TE de Seoul Semiconductor pour les lampes frontales (Source : Seoul Semiconductor)
LED Ostune E1608 et E3030 d'Osram. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : Osram Opto Semiconductors)
Les fabricants de LED proposent également davantage d'options d'éclairage pour les intérieurs automobiles. Par exemple, le Famille de LED blanches Ostune d'Osram Opto Semiconductors propose des variantes d'éclairage allant du blanc froid bleuté au blanc chaud rougeâtre pour l'éclairage ambiant.
Grâce à la large plage de températures de couleur de 2,700 6,500 à XNUMX XNUMX Kelvin et à la possibilité de choisir parmi de petits bacs, les concepteurs automobiles peuvent définir avec précision le ton de blanc souhaité et en faire un élément de conception fixe pour tous les véhicules, a déclaré Osram.
De plus, les LED sont petites : le E1608 mesure 1.6 × 0.8 × 0.6 mm, tandis que le plus grand E3030 mesure 3 × 3 × 0.65 mm. L'Ostune E1608 couvre la plage de luminosité inférieure jusqu'à plus de 7 lumens, tandis que le E3030 couvre la plage supérieure jusqu'à plus de 70 lumens.
Pilotes LED
Pour les écrans embarqués, maximum Integrated Products, Inc. a lancé le système à quatre canaux à faibleTension MAX25512 pilote de rétroéclairage LED automobile avec boost intégré convertisseur. La société affirme qu'il s'agit de la seule solution intégrée qui conserve une luminosité complète et constante des écrans embarqués, même dans des conditions de démarrage à froid extrême jusqu'à une tension d'entrée de 3 V.
Les autres avantages du pilote de rétroéclairage LED intégré incluent une réduction de l'espace sur la carte, un coût de nomenclature (BOM) inférieur et une efficacité élevée. Le pilote de LED à puce unique, proposé dans un boîtier à 24 broches, 4 × 4 × 0.75 mm quad plat sans fil (QFN), élimine un mosfet et sens du courant Resistor et intègre la communication I2C, qui contribuent tous à réduire le coût de la nomenclature et à réduire l'espace sur la carte de 30 %. De plus, le pilote LED comprend quatre canaux de 12 mA, revendiquant le rendement le plus élevé de l'industrie (91 %) à un fonctionnement de 2.2 MHz.
Pilote de rétroéclairage LED MAX25512 de Maxim Integrated. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : Maxim Integrated Products Inc.)
Le MAX25512 intègre un convertisseur élévateur et une résistance de détection de courant, ce qui élimine le besoin d'un convertisseur externe. MOSFET généralement requis pour piloter des écrans automobiles. L'interface de communication I2C intégrée est utilisée pour l’affichage réglages et diagnostics, et une fonction de gradation hybride intégrée réduit les interférences électromagnétiques (EMI) et améliore le rapport de gradation. Bien que les systèmes start-stop automobiles augmentent l'économie de carburant, ils peuvent mettre le système de distribution d'énergie au défi de maintenir le même niveau de luminosité de l'écran lors du redémarrage, a déclaré Maxim Integrated.
La tension d'entrée de 25512 V du MAX3 et son efficacité de 91 % à 2.2 MHz sont censées fournir une luminosité complète et constante des écrans embarqués dans les conditions de démarrage à froid/démarrage-arrêt. Il fonctionne jusqu'à 3 V après le démarrage sans l'ajout d'un convertisseur de pré-amplification, qui protège l'écran des coupures de courant. Des fonctions de diagnostic telles que SHORT to GND sur chaque puits de courant alerte le microcontrôleur et les paramètres de modulation de largeur d'impulsion (PWM) de canal individuel via l'interface I2C pour assurer un affichage plus sûr et de meilleure qualité, a déclaré la société.
Un autre pilote hautement intégré et flexible vient de STMicroelectronics. Les ALED6000 Le pilote de LED automobile monopuce avec un convertisseur DC/DC intégré est conçu pour maintenir l'intensité lumineuse constante lorsque les conditions électriques dans le véhicule fluctuent. Le pilote LED qualifié AEC-Q100 peut être utilisé dans l'éclairage extérieur tel que les feux de jour, les phares, les feux arrière, les feux de stop et les clignotants, ainsi que l'éclairage intérieur.
Pilote LED automobile intégré à puce unique ALED6000 de STMicroelectronics. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : STMicroelectronics)
Le pilote de LED automobile intégré pilote une seule chaîne de LED jusqu'à 3 A et offre une large plage de tension d'entrée de 4.5 V à 61 V. Le convertisseur sur puce permet des topologies buck, buck/boost et flottante, qui offre la flexibilité d'alimenter les chaînes de LED qui nécessitent une tension supérieure ou inférieure à la tension d'entrée tout en gérant également les fluctuations de l'alimentation, a déclaré la société. Le convertisseur peut également fonctionner en mode faible chute avec un cycle de service proche de 100 % si la tension d'entrée tombe près ou en dessous de la sortie programmée.
L'ALED6000 implémente une gradation numérique avec une broche dédiée pour appliquer le signal de commande PWM. Il existe également une broche d'activation et une broche de synchronisation qui garantissent un faible bruit dans les applications multi-appareils. Le courant de sortie est précis à 3.2 % près et est surveillé avec une résistance de détection qui a une chute de tension typique de 250 mV. Le courant de repos est faible, à 2.4 mA en fonctionnement et 11 µA à l'arrêt. Il dispose également d'une broche d'entrée auxiliaire VBIAS et d'un fonctionnement à saut d'impulsion à faible charge.
Élargissant son portefeuille de dispositifs conformes aux normes automobiles pour l'éclairage extérieur automobile, Diodes Inc. a publié le AL5873Q Driver LED linéaire à trois canaux avec gradation PWM et commande de gradation analogique qui simplifie la conception des groupes de feux arrière. Conçu pour un fonctionnement à température ambiante de 125°C, l'appareil est qualifié AEC-Q100 Grade 1.
Driver LED linéaire à trois canaux AL5873Q de Diodes avec gradation PWM et contrôle de gradation analogique. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : Diodes Inc.)
Chacun des canaux de l'AL5873Q peut piloter jusqu'à 250 mA et est réglé via deux résistances de référence, qui sont connectées au pilote ICles broches REF1 et REF2. La prise en charge de deux niveaux de courant LED différents permet des systèmes d'éclairage plus rationalisés, a déclaré la société, car les mêmes LED peuvent être utilisées dans les groupes de feux arrière pour les feux arrière et de freinage, réduisant considérablement le coût de la nomenclature.
L'AL5873Q dispose d'une fonctionnalité de contrôle de gradation analogique et PWM, prenant en charge une fréquence PWM maximale de 1 kHz. Diodes a déclaré que «la fonction de gradation PWM est essentielle pour améliorer la précision du courant lorsque les LED sont alimentées à de faibles niveaux de courant. Le courant sur chaque canal est régulé avec une tolérance de ±4%, ce qui permet une meilleure correspondance canal-canal dans les feux combinés arrière. L'AL5873Q passe en mode veille si aucun signal PWM n'est détecté pour économiser de l'énergie. L'appareil fournit également une large plage de tension d'entrée de 5 V à 55 V.
Le pilote LED offre des fonctions de protection intégrées avec une broche de défaut bidirectionnelle (entrée/sortie), qui signale tout défaut et permet à jusqu'à quatre appareils d'avoir leurs broches de défaut connectées. L'appareil comprend également un circuit interne de surveillance de la température de jonction qui réduit le courant LED si sa température seuil définie est dépassée. Les autres caractéristiques de protection incluent l'arrêt thermique, les mécanismes de protection contre l'ouverture/le court-circuit des LED et le verrouillage de sous-tension d'entrée.
Pour les applications d'éclairage automobile animées intelligentes, Melexis a introduit le MLX81117 pilote de LED RVB multicanal. Le MLX8117 prend en charge l'IP sans licence de communication haut débit MeLiBu, qui prend en charge l'éclairage automobile animé intelligent pour des fonctions de sécurité améliorées. Le MLX81117 offre une meilleure précision de mélange des couleurs avec un delta UV de <0.01, par rapport au produit précédent.
Pilote LED RVB multicanal MLX81117 de Melexis pour un éclairage automobile intelligent et animé. Cliquer pour agrandir l'image. (Source : Melexis)
Les constructeurs automobiles adoptent un éclairage animé dans l'habitacle pour fournir des informations telles que des invites d'assistance au conducteur, des mises à jour de l'état du véhicule ou des fonctions de confort avancées telles que le toit ouvrant adaptatif et utilisent de plus en plus des barres lumineuses à LED RVB pour communiquer avec le conducteur via un code couleur, une couleur -séquences changeantes et clignotantes, dit Melexis. Cela entraîne des défis liés au maintien d'une couleur uniforme sur toutes les LED de la barre lumineuse et à la mise en œuvre de changements de lumière simultanés, a déclaré la société.
En intégrant l'interface de communication haute vitesse IP Melexis MeLiBu dans le MLX8117, le MeLiBu contrôle des LED individuelles pour mettre en œuvre les effets d'éclairage. Il offre une haute résolution pour atténuer la dérive des couleurs liée à la température et permet la mise à jour en temps réel de > 250 LED RVB sans délai. L'interface de communication MeLiBu utilise une couche physique CAN-FD pour des performances jusqu'à 2 Mbits/s.
En plus des pilotes LED MLX81117, le protocole de bus MeLiBu est pris en charge par les circuits intégrés de pilote LED multicanaux MLX81116 de Melexis, ainsi que par le pilote OLED MLX81130. Des produits plus compatibles seront publiés par la société.
Le pilote MLX81117 RGB-LED, logé dans un boîtier QFN32 32 × 5 à 5 broches, est conforme aux exigences de sécurité fonctionnelle ISO 26262 jusqu'au niveau d'intégrité de sécurité B (ASIL B) et offre une faible EMI et des niveaux élevés d'immunité pour aider à répondre à la CEM règlements. Les autres fonctionnalités incluent le contrôle de la luminosité sur une large plage de gradation, ce qui permet des ajustements pour les niveaux de lumière naturelle.
à propos de Diodes IncorporatedMaxim IntegratedProduits Maxim IntegratedMelexis Microelectronic SystemsOsram Opto SemiconductorsSamsung ElectronicsSeoul Semiconductor