In de auto-industrie winnen LED's terrein dankzij hun betere verlichting ten opzichte van traditionele verlichtingstechnologieën. LED's kunnen automobilisten een groter zichtbereik bieden, terwijl ze de weg duidelijker kunnen zien, en zorgen voor betere verlichting voor voetgangers op de weg. Veel van de ontwikkelingsfocus ligt op kleinere verpakkingen, hogere warmteafvoer, grotere energiebesparing en verhoogde robuustheid.
De LED-markt voor auto's zal naar verwachting in 2.9 $ 2021 miljard bereiken, wat een groeipercentage van 13.7% op jaarbasis oplevert, dankzij koplampen en display panelen, Volgens TrendForce Corporation. Het aandeel van led voor wereldwijde personenauto's bereikte 53% in 2020, met een belang van 85% in elektrische auto's, aldus de marktonderzoeker.
Een deel van het leveren van meer esthetisch aangename verlichting voor meer differentiatie in zowel het interieur als het exterieur van de auto, vereist kleinere verlichtings- en stroomoplossingen. Terwijl LED-fabrikanten het afgelopen jaar nieuwe apparaten hebben ontwikkeld in kleinere verpakkingen met een hogere helderheid en betrouwbaarheid, blijven fabrikanten van LED-drivers nieuwe niveaus van integratie bereiken zonder concessies te doen aan de prestaties om slankere autoverlichtingsontwerpen te helpen ontwikkelen.
Tegelijkertijd blijven fabrikanten van ledverlichting hun technologieën verbeteren om de zichtbaarheid en veiligheid tijdens het rijden te verbeteren. Voor buitenverlichting waren die verbeteringen gericht op helderheid, efficiëntie en kleinere verpakkingsgroottes.
Een voorbeeld is de volgende generatie LED's van Dominant Opto Technologies, die eerder dit jaar werd gelanceerd. De Kruiden Plus 2520 LED's zijn ontworpen voor achterlichtcombinaties, die worden gebruikt als achterlichten, bovenlichten, centraal gemonteerde stoplichten, richtingaanwijzers en mistachterlichten.
Ondanks zijn kleinere formaat, van 2.5 × 2.5 × 0.7 mm, zei Dominant dat het beter presteert dan zijn voorgangers en vergelijkbare producten op de markt in termen van helderheid, duurzaamheid en betrouwbaarheid. Het biedt ook mogelijkheden voor kleinere en slankere ontwerpen.
Dominant merkte ook op dat het de eerste LED-fabrikant is die productfamilies aanbiedt met een enkele footprint over vijf vermogensniveaus (0.1 W, 0.2 W, 0.5 W, 1 W en 2 W) en drie kleuren - amber, geel en superrood — om een reeks achterlichttoepassingen te dekken.
Met een "One Package Fits All" -concept, zei het bedrijf: circuit ontwerp is vereenvoudigd en biedt kostenvoordelen.
Andere belangrijke kenmerken zijn een lage thermische weerstand en uitstekende warmteafvoerende eigenschappen. In vergelijking met conventionele pakketten zoals de PLCC, kan de Spice Plus 2520 onder dezelfde rijomstandigheden een hogere lichtstroom gedurende langere tijd behouden.
De series met laag vermogen, waaronder de SVx-HHG (0.1 W), SVx-MHG (0.2 W) en SVx-SHG (0.5 W), delen één gemeenschappelijk optisch centrum, terwijl de twee series met hoog vermogen, de SVx- TZHG (1 W) en SVx-WZHG (2 W), delen nog een gemeenschappelijk optisch centrum. De gestandaardiseerde footprint en het optische centrum stellen klanten in staat om het ontwerp van de optica, lens en lamp te vereenvoudigen en tegelijkertijd ontwerpmodules en patroonplatforms te hergebruiken.
Spice Plus 2520 wordt ook geleverd met een nieuw leadframe en een speciaal soldeerkussen dat de robuustheid van het pakket heeft verbeterd met een 1.5x hogere afschuifsterkte van het pakket dan LED's van vergelijkbare grootte met standaard soldeerkussentjes voor een grotere betrouwbaarheid.
Slimme of intelligente koplampen zoals adaptieve grootlichtsystemen (ADB) vormen een groeiende trend om het zicht van de bestuurder en de verkeersveiligheid te verbeteren. Samsung Electronics Co., Ltd. kondigde zijn PixCell-LED dit jaar een nieuwe auto-LED module geoptimaliseerd voor intelligente koplampen, zoals ADB-systemen, die de lichtbundelpatronen automatisch aanpassen om verblinding voor andere bestuurders te voorkomen.
Een grote vraag naar ADB-systemen, zei Samsung, zijn opkomende autotechnologieën, zoals autonoom en geconnecteerd rijden, die de lat voor voertuigveiligheidsnormen hoger hebben gelegd.
Samsung's PixCell LED. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Samsung Electronics Co., Ltd.)
De PixCell LED kan monolithisch meer dan 100 ultrakleine segmenten integreren in een enkele LED-chip, terwijl het lichtuitstralende gebied aanzienlijk kleiner wordt, namelijk 15.4 × 2.7 mm. Met het lichtuitstralende gebied teruggebracht tot 1/16 van conventionele discrete LED-modules voor ADB-systemen, kan de PixCell LED de koplampgrootte met 30% tot 50% verkleinen voor slankere ontwerpen, aldus Samsung.
De LED-segmenten zijn gescheiden door een siliciumwand om optische overspraak te voorkomen, wat een superieur contrast biedt voor een veel betere zichtbaarheid van de bestuurder, aldus het bedrijf, en elk segment functioneert als een pixel om de lichtverdeling te regelen, zodat de straal van de koplamp alleen de exacte locatie waar het nodig is.
Autoverlichtingssoftware wordt gebruikt om de lichtverdeling en helderheidsniveaus van de PixCell LED aan te passen, waardoor ze eenvoudig kunnen worden aangepast om te voldoen aan verschillende wereldwijde voorschriften en vereisten voor autolampen. Een belangrijk voordeel van de enkele standaardkoplamp is dat ontwerpers de lichtopbrengst kunnen aanpassen aan de vereisten, terwijl de ontwikkelings- en productiecyclus wordt versneld.
Samsung Electronics kondigde ook zijn derde generatie (Gen3) C-serie LED's voor elektrische voertuigen (EV’s), omdat de vraag naar energiebesparende LED’s blijft toenemen. De Gen3-LED's bieden een verbeterde efficiëntie van de lichtemissie en bevatten 'superieure' fosfor technologie om een meer uniforme lichtverdeling te creëren.
Samsung's Gen3 C-serie automotive LED-familie. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Samsung Electronics Co., Ltd.)
De C-serie Gen3-familie bestaat uit zes krachtige LED-pakketten die een hoge lichtstroom en luminantie leveren voor grotere energiebesparingen. De pakketten zijn verkrijgbaar in verschillende kleuren en wattages, waaronder vijf opties voor wit (1 W, 3 W, 6 W, 9 W en 12 W) en één voor oranje (3 W), waardoor ze geschikt zijn voor koplamptoepassingen zoals dim- en grootlicht, dagrijlichten en richtingaanwijzers.
De C-serie Gen3 heeft minder LED-chips nodig om hetzelfde prestatieniveau van de koplampen te bereiken, vergeleken met conventionele high-power LED's. Of met hetzelfde aantal chips kunnen koplampen de aandrijfstroom met meer dan 10% verlagen en de warmteafvoeroplossing met meer dan 20% vereenvoudigen, wat resulteert in energiezuinigere en lichtere lampen.
Bij gebruik in benzineauto's zorgen de C-serie Gen3-pakketten ook voor een verbeterde brandstofefficiëntie, wat de ecologische voetafdruk van het dagelijkse reizen verlaagt, aldus Samsung.
Ook gericht op EV's, Seoul Halfgeleider Co., Ltd. heeft zijn wafer-geïntegreerde-chip-op-PCB (WICOP) LED-technologie met de lancering van de WICOP TE (Top Electrode) LED, die is ontworpen om de thermische efficiëntie van koplampen voor voertuigen aanzienlijk te verbeteren.
Seoul Halfgeleider's WICOP TE voor koplampen is afgeweken van de vorige methode om het LED-pakket op de printplaat te bevestigen en kan het pakket rechtstreeks op het koellichaam bevestigen, waardoor de in de koplamp gegenereerde warmte snel wordt afgevoerd. De WICOP TE werd op 21 september geïntroduceerd tijdens de DVN-workshop in de VS.
Vorig jaar breidde Seoul de familie uit met de introductie van de WICOP ultra-high-luminance (UHL) serie LED's waarvan wordt gezegd dat ze het stroomverbruik van de koplampen tot 20% verminderen, met een verbetering van 40% in warmteafvoer in vergelijking met andere LED-producten .
WICOP TE van Seoul Semiconductor voor koplampen (Bron: Seoul Semiconductor)
Osram's Ostune E1608 en E3030 LED's. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Osram Opto Semiconductors)
LED-fabrikanten leveren ook meer verlichtingsopties voor auto-interieurs. Bijvoorbeeld de Ostune witte LED-familie van Osram Opto Semiconductors levert lichtvarianten van blauwachtig koelwit tot roodachtig warmwit voor sfeerverlichting.
Dankzij het brede kleurtemperatuurbereik van 2,700 tot 6,500 Kelvin en de mogelijkheid om uit kleine bakken te kiezen, kunnen auto-ontwerpers hun gewenste wittint nauwkeurig definiëren en er een vast ontwerpelement van maken voor alle voertuigen, aldus Osram.
Bovendien zijn de LED's klein: de E1608 meet 1.6 × 0.8 × 0.6 mm, terwijl de grotere E3030 3 × 3 × 0.65 mm meet. De Ostune E1608 dekt het lagere helderheidsbereik tot meer dan 7 lumen, terwijl de E3030 het bovenste bereik tot meer dan 70 lumen dekt.
LED-stuurprogramma's
Voor displays in de auto, Maxim Integrated Products, Inc. heeft de vierkanaals, lagespanning MAX25512 automotive LED-achtergrondverlichting driver met een geïntegreerde boost omvormer. Het bedrijf beweert dat het de enige geïntegreerde oplossing is die de volledige, constante helderheid van displays in de auto behoudt, zelfs tijdens extreem koude omstandigheden tot een ingangsspanning van 3 V.
Andere voordelen van de geïntegreerde LED-backlight-driver zijn onder meer een vermindering van de bordruimte, lagere stuklijstkosten (BOM) en een hoge efficiëntie. De single-chip LED-driver, aangeboden in een 24-pins, 4 × 4 × 0.75 mm quad flat no-lead (QFN)-pakket, elimineert een externe mosfet en huidige zin Weerstand en integreert I2C-communicatie, die allemaal helpen om de stuklijstkosten te verlagen en de bordruimte met 30% te verminderen. Bovendien bevat de LED-driver vier 12-mA-kanalen, die de hoogste efficiëntie in de branche (91%) claimen bij een werking van 2.2 MHz.
Maxim Integrated's MAX25512 LED-achtergrondverlichting driver. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Maxim Integrated Products Inc.)
De MAX25512 integreert een boost-converter en een stroomgevoelige weerstand, waardoor er geen externe voeding nodig is MOSFET doorgaans vereist om autodisplays aan te sturen. De geïntegreerde I2C-communicatie-interface wordt gebruikt tonen instellingen en diagnose, en een geïntegreerde hybride dimfunctie vermindert elektromagnetische interferentie (EMI) en verbetert de dimverhouding. Hoewel start-stopsystemen voor auto's het brandstofverbruik verhogen, kunnen ze het stroomtoevoersysteem uitdagen om hetzelfde niveau van schermhelderheid te behouden tijdens het opnieuw opstarten, aldus Maxim Integrated.
De ingangsspanning van 25512 V van de MAX3 en de efficiëntie van 91% bij een werking van 2.2 MHz zouden zorgen voor volledige, constante helderheid van de displays in de auto tijdens koude start/start-stop-omstandigheden. Het werkt tot 3 V na het opstarten zonder toevoeging van een pre-boost-converter, die het scherm beschermt tegen stroomonderbrekingen. Diagnostische functies zoals SHORT naar GND op elke huidige sink waarschuwen de microcontroller en individuele kanaalpulsbreedtemodulatie (PWM) -instellingen via de I2C-interface om een veiligere en hoogwaardigere weergave te garanderen, aldus het bedrijf.
Een andere sterk geïntegreerde en flexibele driver komt van STMicroelectronics. De ALED6000 Single-chip automotive LED-driver met een geïntegreerde DC/DC-converter is ontworpen om de verlichtingsintensiteit consistent te houden als de elektrische omstandigheden in het voertuig fluctueren. De AEC-Q100-gekwalificeerde LED-driver kan worden gebruikt in buitenverlichting zoals dagrijverlichting, koplampen, achterlichten, remlichten en richtingaanwijzers, evenals binnenverlichting.
STMicroelectronics' ALED6000 single-chip geïntegreerde automotive LED-driver. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: STMicroelectronics)
De geïntegreerde LED-driver voor auto's drijft een enkele reeks LED's aan tot 3 A en biedt een breed ingangsspanningsbereik van 4.5 V tot 61 V. De on-chip converter maakt buck-, buck/boost- en floating-boost-topologieën mogelijk, die levert de flexibiliteit om LED-strings van stroom te voorzien die een spanning boven of onder de ingangsspanning nodig hebben, terwijl ook schommelingen in het aanbod worden opgevangen, aldus het bedrijf. De converter kan ook werken in de low-dropout-modus met een inschakelduur van bijna 100% als de ingangsspanning dichtbij of onder de geprogrammeerde uitgang komt.
De ALED6000 implementeert digitaal dimmen met een speciale pin om het PWM-stuursignaal toe te passen. Er is ook een activeringspin en een synchronisatiepin die zorgt voor weinig ruis in toepassingen met meerdere apparaten. De uitgangsstroom is nauwkeurig binnen 3.2% en wordt bewaakt met een meetweerstand met een typische spanningsval van 250 mV. De ruststroom is laag, 2.4 mA in bedrijf en 11 µA in stilstand. Het beschikt ook over een VBIAS-hulpingangspen en puls-skipping-werking bij lichte belasting.
Diodes Inc. heeft zijn portfolio van automotive-conforme apparaten voor buitenverlichting van auto's uitgebreid met de: AL5873Q driekanaals lineaire LED-driver met PWM-dimming en analoge dimregeling die het ontwerpen van achterlichtclusters vereenvoudigt. Het apparaat is geschikt voor gebruik bij een omgevingstemperatuur van 125 °C en is AEC-Q100 Grade 1-gekwalificeerd.
Diodes' AL5873Q driekanaals lineaire LED-driver met PWM-dimmen en analoge dimregeling. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Diodes Inc.)
Elk van de kanalen van de AL5873Q kan tot 250 mA aansturen en wordt ingesteld via twee referentieweerstanden die op de driver zijn aangesloten ICREF1 en REF2 pinnen. Ondersteuning voor twee verschillende LED-stroomniveaus maakt meer gestroomlijnde verlichtingssystemen mogelijk, zei het bedrijf, omdat dezelfde LED's kunnen worden gebruikt in achterlichtclusters voor achter- en remlichten, waardoor de stuklijstkosten aanzienlijk worden verlaagd.
De AL5873Q beschikt over analoge en PWM-dimbesturingsfunctionaliteit, die een maximale PWM-frequentie van 1 kHz ondersteunt. Diodes zei dat "de PWM-dimfunctie cruciaal is bij het verbeteren van de stroomnauwkeurigheid wanneer LED's met lage stroomniveaus worden aangestuurd. De stroom op elk kanaal wordt binnen een tolerantie van ± 4% geregeld, wat een betere kanaal-kanaalafstemming mogelijk maakt in de achterste combinatielampen.” De AL5873Q gaat in de stand-bymodus als er geen PWM-signaal wordt gedetecteerd om stroom te besparen. Het apparaat biedt ook een breed ingangsspanningsbereik van 5 V tot 55 V.
De LED-driver biedt ingebouwde beveiligingsfuncties met een bidirectionele (invoer/uitvoer) foutpin, die eventuele fouten markeert en waardoor maximaal vier apparaten hun foutpinnen kunnen aansluiten. Het apparaat bevat ook een intern circuit voor temperatuurbewaking van de junctie dat de LED-stroom vermindert als de gedefinieerde drempeltemperatuur wordt overschreden. Andere beveiligingsfuncties zijn onder meer thermische uitschakeling, LED-string-open/kortsluiting-beveiligingsmechanismen en vergrendeling van ingangsonderspanning.
Voor slimme geanimeerde autoverlichtingstoepassingen heeft Melexis de: MLX81117 meerkanaals RGB-LED-stuurprogramma. De MLX8117 ondersteunt de MeLiBu high-speed communicatie licentievrije IP, die intelligente geanimeerde autoverlichting ondersteunt voor verbeterde veiligheidsfuncties. De MLX81117 biedt een betere kleurmengnauwkeurigheid met een delta UV van <0.01 in vergelijking met de vorig product.
Melexis' MLX81117 meerkanaals RGB-LED-driver voor slimme geanimeerde autoverlichting. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Melexis)
Autofabrikanten passen geanimeerde verlichting in de cabine toe om informatie te verstrekken zoals rijhulpmeldingen, voertuigstatusupdates of geavanceerde comfortfuncties zoals adaptief daklicht en gebruiken in toenemende mate RGB-LED-lichtbalken om met de bestuurder te communiceren via kleurgecodeerde, kleur - veranderende en knipperende sequenties, zei Melexis. Dit resulteert in uitdagingen rond het behouden van een consistente kleur over alle LED's in de lichtbalk en het implementeren van gelijktijdige lichtveranderingen, aldus het bedrijf.
Door de Melexis MeLiBu high-speed communicatie-interface IP in de MLX8117 te integreren, bestuurt de MeLiBu individuele LED's om de lichteffecten te implementeren. Het biedt een hoge resolutie om temperatuurgerelateerde kleurafwijkingen te verminderen en maakt de realtime update van >250 RGB-LED's zonder vertraging mogelijk. De MeLiBu-communicatie-interface gebruikt een fysieke CAN-FD-laag voor prestaties met snelheden tot 2 Mbit/s.
Naast de MLX81117 LED-drivers, wordt het MeLiBu-busprotocol ondersteund door Melexis' meerkanaals MLX81116 LED-driver-IC's, evenals de MLX81130 OLED-driver. Het bedrijf zal meer compatibele producten op de markt brengen.
De MLX81117 RGB-LED-driver, gehuisvest in een 32-pins, QFN32 5 × 5-pakket, voldoet aan de functionele veiligheidseisen van ISO 26262 tot Safety Integrity Level B (ASIL B) en levert een lage EMI en een hoge mate van immuniteit om te helpen voldoen aan EMC voorschriften. Andere functies zijn onder meer helderheidsregeling over een breed dimbereik, waarmee aanpassingen voor natuurlijke lichtniveaus mogelijk zijn.
over Diodes IncorporatedMaxim IntegratedMaxim Integrated ProductsMelexis Micro-elektronische systemenOsram Opto SemiconductorsSamsung ElectronicsSeoul Semiconductor