Na indústria automotiva, os LEDs estão ganhando espaço graças à sua melhor iluminação em relação às tecnologias de iluminação tradicionais. Os LEDs podem oferecer aos motoristas um amplo campo de visão, permitindo que eles vejam a estrada com mais clareza, além de fornecer melhor iluminação para os pedestres na estrada. Muito do foco do desenvolvimento está em embalagens menores, maior dissipação de calor, maior economia de energia e maior robustez.
Espera-se que o mercado automotivo de LED atinja US$ 2.9 bilhões em 2021, proporcionando uma taxa de crescimento ano a ano de 13.7%, graças aos faróis e displays painéis, Segundo as Corporação TrendForce. A participação do LED para carros de passageiros globais atingiu 53% em 2020, com 85% de participação em carros elétricos, de acordo com o pesquisador de mercado.
Parte do fornecimento de uma iluminação esteticamente mais agradável para uma maior diferenciação no interior e no exterior do carro exige iluminação menor e soluções de energia. No ano passado, enquanto os fabricantes de LED desenvolveram novos dispositivos em embalagens menores com maior brilho e confiabilidade, os fabricantes de drivers de LED continuam a atingir novos níveis de integração sem comprometer o desempenho para ajudar a desenvolver designs de iluminação automotiva mais elegantes.
Ao mesmo tempo, os fabricantes de iluminação LED continuam a aprimorar suas tecnologias para melhorar a visibilidade e a segurança ao dirigir. Para a iluminação externa, essas melhorias se concentraram no brilho, eficiência e tamanhos menores de embalagens.
Um exemplo é a próxima geração de LEDs da Dominante Opto Technologies, lançada no início deste ano. o Especiaria Plus 2520 Os LEDs são projetados para luzes combinadas traseiras, que são usadas como faróis traseiros, faróis superiores, faróis de freio montados no centro, piscas e faróis de nevoeiro traseiros.
Apesar de seu tamanho menor, medindo 2.5 × 2.5 × 0.7 mm, a Dominante disse que supera seus antecessores e produtos semelhantes no mercado em termos de brilho, durabilidade e confiabilidade. Também abre oportunidades para designs menores e mais finos.
Dominante também observou que é o primeiro fabricante de LED a oferecer famílias de produtos com uma única pegada em cinco níveis de potência (0.1 W, 0.2 W, 0.5 W, 1 W e 2 W) e três cores - âmbar, amarelo e super vermelho - para cobrir uma gama de aplicações de luzes combinadas traseiras.
Com um conceito de “pacote único”, a empresa disse o circuito o design é simplificado e oferece vantagens de custo.
Outras características principais incluem uma baixa resistência térmica e excelentes propriedades de dissipação de calor. Quando comparado com pacotes convencionais como o PLCC, nas mesmas condições de condução, o Spice Plus 2520 é capaz de manter um fluxo luminoso mais alto por mais tempo.
A série de baixa potência, incluindo o SVx-HHG (0.1 W), SVx-MHG (0.2 W) e SVx-SHG (0.5 W), compartilham um centro óptico comum, enquanto as duas séries de alta potência, o SVx- TZHG (1 W) e SVx-WZHG (2 W), compartilham outro centro óptico comum. A área de cobertura padronizada e o centro óptico permitem que os clientes simplifiquem a óptica, as lentes e o design da lâmpada, ao mesmo tempo que permite a reutilização de módulos de design e plataformas de padrão.
O Spice Plus 2520 também vem com um novo quadro de chumbo e uma almofada de solda especial que aprimorou a robustez do pacote com uma resistência ao cisalhamento 1.5x maior do que LEDs de tamanho semelhante com almofadas de solda padrão para maior confiabilidade.
Faróis inteligentes ou inteligentes, como sistemas de feixe de direção adaptável (ADB), são uma tendência crescente para melhorar a visibilidade do motorista e a segurança na estrada. Samsung Electronics Co., Ltd. anunciou seu LED PixCell este ano, um novo LED automotivo módulo otimizado para faróis inteligentes, como sistemas ADB, que ajustam automaticamente os padrões de feixe dos faróis para evitar ofuscamento para outros motoristas.
Um motivador de grande demanda por sistemas ADB, disse a Samsung, são as tecnologias automotivas emergentes, como a direção autônoma e conectada, que elevou o padrão de segurança veicular.
PixCell LED da Samsung. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Samsung Electronics Co., Ltd.)
O PixCell LED pode integrar monoliticamente mais de 100 segmentos ultrapequenos em um único chip de LED, enquanto torna a área de emissão de luz significativamente menor, em 15.4 × 2.7 mm. Com a área de emissão de luz reduzida para 1/16 dos módulos LED discretos convencionais para sistemas ADB, o PixCell LED pode reduzir o tamanho do farol em 30% a 50% para designs mais elegantes, disse a Samsung.
Os segmentos de LED são separados por uma parede de silício para evitar diafonia óptica, que oferece contraste superior para maior visibilidade do motorista, disse a empresa, e cada segmento funciona como um pixel para controlar a distribuição de luz para que o feixe do farol ilumine apenas o exato local onde é necessário.
O software de iluminação automotiva é usado para ajustar a distribuição de luz e os níveis de brilho do PixCell LED, tornando-os facilmente ajustáveis para atender a diferentes regulamentações e requisitos globais para lâmpadas automotivas. Um dos principais benefícios do farol padrão único é que os designers podem personalizar a saída de luz, dependendo dos requisitos, enquanto aceleram o ciclo de desenvolvimento e produção.
Samsung Electronics também anunciou sua terceira geração (Gen3) LEDs série C para veículos elétricos (EVs), à medida que a demanda por LEDs economizadores de energia continua a aumentar. Os LEDs Gen3 oferecem maior eficiência de emissão de luz e incorporam fósforo “superior” tecnologia para criar uma distribuição de luz mais uniforme.
Família de LEDs automotivos Gen3 série C da Samsung. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Samsung Electronics Co., Ltd.)
A família Gen3 da série C consiste em seis pacotes de LED de alta potência que fornecem altos níveis de fluxo luminoso e luminância para maior economia de energia. Os pacotes estão disponíveis em uma variedade de cores e potências, incluindo cinco opções para branco (1 W, 3 W, 6 W, 9 W e 12 W) e uma para âmbar (3 W), o que os torna adequados para aplicações de faróis como faróis altos e baixos, lâmpadas diurnas e luzes de pisca.
A série C Gen3 requer menos chips de LED para atingir o mesmo nível de desempenho do farol, em comparação com os LEDs convencionais de alta potência. Ou com o mesmo número de chips, permite que os faróis diminuam a corrente de transmissão em mais de 10% e simplifiquem a solução de dissipação de calor em mais de 20%, resultando em lâmpadas mais econômicas e mais leves.
Quando usados em carros movidos a gasolina, os pacotes Gen3 da série C também permitem maior eficiência de combustível, o que reduz a pegada de carbono das viagens diárias, disse a Samsung.
Também voltado para VEs, Seul Semicondutores Co., Ltd. expandiu seu chip integrado em placa de circuito impresso (WICOP) Tecnologia LED com o lançamento do LED WICOP TE (Top Electrode), que se destina a melhorar significativamente a eficiência térmica dos faróis para veículos.
Seul SemicondutoresO WICOP TE para faróis se desviou do método anterior de fixação do pacote de LED ao PCB e pode fixar o pacote diretamente no dissipador de calor, o que dissipa rapidamente o calor gerado no farol. O WICOP TE foi apresentado no workshop DVN nos EUA em 21 de setembro.
No ano passado, Seul expandiu a família com a introdução dos LEDs da série WICOP ultra-high-luminance (UHL) que reduzem o consumo de energia do farol em até 20%, com uma melhoria de 40% na dissipação de calor em comparação com outros produtos LED .
WICOP TE da Seoul Semiconductor para faróis (fonte: Seoul Semiconductor)
LEDs Ostune E1608 e E3030 da Osram. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Osram Opto Semiconductors)
Os fabricantes de LED também estão oferecendo mais opções de iluminação para interiores automotivos. Por exemplo, o Família de LED branco Ostune da Osram Opto Semiconductors oferece variações de luz de branco frio azulado a branco quente avermelhado para iluminação ambiente.
Graças à ampla faixa de temperatura de cor de 2,700 a 6,500 Kelvin e à capacidade de escolher entre pequenas caixas, os projetistas automotivos podem definir com precisão o tom de branco desejado e torná-lo um elemento de design fixo em todos os veículos, disse Osram.
Além disso, os LEDs são pequenos: o E1608 mede 1.6 × 0.8 × 0.6 mm, enquanto o maior E3030 mede 3 × 3 × 0.65 mm. O Ostune E1608 cobre a faixa inferior de brilho até mais de 7 lumens, enquanto o E3030 cobre a faixa superior de até mais de 70 lumens.
Drivers de LED
Para monitores no carro, máximo Integrated Products, Inc. lançou o quatro canais, baixoVoltagem MAX25512 Driver de retroiluminação LED automotivo com um reforço integrado conversor. A empresa afirma que é a única solução integrada que mantém o brilho total e constante dos monitores do carro, mesmo durante condições extremas de manivela a frio até a tensão de entrada de 3 V.
Outras vantagens do driver de retroiluminação LED integrado incluem uma redução no espaço da placa, menor custo da lista de materiais (BOM) e alta eficiência. O driver de LED de chip único, oferecido em um pacote de 24 pinos, 4 × 4 × 0.75 mm quad flat no-lead (QFN), elimina um pacote externo mosfet e senso atual Resistor e integra a comunicação I2C, o que ajuda a reduzir o custo do BOM e reduzir o espaço da placa em 30%. Além disso, o driver de LED inclui quatro canais de 12 mA, apresentando a maior eficiência da indústria (91%) em operação de 2.2 MHz.
Driver de retroiluminação LED MAX25512 da Maxim Integrated. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Maxim Integrated Products Inc.)
O MAX25512 integra um conversor boost e um resistor de detecção de corrente, o que elimina a necessidade de um externo MOSFET normalmente necessário para acionar monitores automotivos. A interface de comunicação I2C integrada é usada para exibição configurações e diagnósticos, e uma função de escurecimento híbrida integrada reduz a interferência eletromagnética (EMI) e melhora a proporção de escurecimento. Embora os sistemas automotivos start-stop aumentem a economia de combustível, eles podem desafiar o sistema de distribuição de energia a manter o mesmo nível de brilho da tela durante a reinicialização, disse Maxim Integrated.
A tensão de entrada de 25512 V do MAX3 e a eficiência de 91% em operação de 2.2 MHz oferecem brilho total e constante de telas no carro durante as condições de partida a frio / partida-parada. Ele opera até 3 V após a inicialização sem a adição de um conversor de pré-reforço, que protege a tela de interrupções de energia. As funções de diagnóstico, como SHORT to GND em cada coletor de corrente, alertam o microcontrolador e as configurações de modulação por largura de pulso (PWM) de canal individual por meio da interface I2C para garantir uma exibição mais segura e de alta qualidade, disse a empresa.
Outro driver altamente integrado e flexível vem da STMicroelectronics. o ALED6000 O driver de LED automotivo de chip único com conversor DC / DC integrado é projetado para manter a intensidade da iluminação consistente conforme as condições elétricas dentro do veículo flutuam. O driver de LED com qualificação AEC-Q100 pode ser usado em iluminação externa, como luzes diurnas, faróis, luzes traseiras, luzes de freio e piscas, bem como iluminação interna.
Driver LED automotivo integrado ALED6000 de chip único da STMicroelectronics. Clique para uma imagem maior. (Fonte: STMicroelectronics)
O driver de LED automotivo integrado aciona uma única sequência de LEDs em até 3 A e oferece uma ampla faixa de tensão de entrada de 4.5 V a 61 V. O conversor on-chip permite topologias buck, buck / boost e floating-boost, que oferece flexibilidade para alimentar as cadeias de LED que exigem uma tensão acima ou abaixo da tensão de entrada, ao mesmo tempo em que lida com as flutuações de fornecimento, disse a empresa. O conversor também pode operar no modo de baixa queda com ciclo de trabalho próximo de 100% se a tensão de entrada cair para perto ou abaixo da saída programada.
O ALED6000 implementa dimerização digital com um pino dedicado para aplicar o sinal de controle PWM. Há também um pino de habilitação e um pino de sincronização que garante baixo ruído em aplicativos com vários dispositivos. A corrente de saída tem precisão de 3.2% e é monitorada com um resistor de detecção que tem uma queda de tensão típica de 250 mV. A corrente quiescente é baixa, 2.4 mA em operação e 11 µA no desligamento. Ele também possui um pino de entrada auxiliar VBIAS e operação de salto de pulso com carga leve.
Expandindo seu portfólio de dispositivos automotivos para iluminação automotiva externa, a Diodes Inc. lançou o AL5873Q driver de LED linear de três canais com dimerização PWM e controle analógico de dimerização que simplifica os designs dos conjuntos de lâmpadas traseiras. Avaliado para operação em temperatura ambiente de 125 ° C, o dispositivo é qualificado pelo AEC-Q100 Grau 1.
Driver de LED linear de três canais AL5873Q da Diodes com dimerização PWM e controle analógico de dimerização. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Diodes Inc.)
Cada um dos canais do AL5873Q pode conduzir até 250 mA e é definido por meio de dois resistores de referência, que são conectados ao driver ICpinos REF1 e REF2. O suporte para dois níveis de corrente de LED diferentes permite sistemas de iluminação mais simplificados, disse a empresa, porque os mesmos LEDs podem ser usados em conjuntos de luzes traseiras para lanternas traseiras e de freio, reduzindo o custo do BOM substancialmente.
O AL5873Q possui funcionalidade de controle de dimerização analógica e PWM, suportando uma frequência PWM máxima de 1 kHz. Diodes disse que “a função de escurecimento PWM é fundamental para melhorar a precisão da corrente quando os LEDs estão sendo acionados em níveis baixos de corrente. A corrente em cada canal é regulada dentro de uma tolerância de ± 4%, o que permite uma melhor correspondência canal-canal nas lâmpadas traseiras combinadas. ” O AL5873Q entra em modo de espera se nenhum sinal PWM for detectado para economizar energia. O dispositivo também oferece uma ampla faixa de tensão de entrada de 5 V a 55 V.
O driver de LED oferece recursos de proteção integrados com um pino de falha bidirecional (entrada / saída), que sinaliza qualquer falha e permite que até quatro dispositivos tenham seus pinos de falha conectados. O dispositivo também inclui um circuito interno de monitoramento de temperatura de junção que reduz a corrente do LED se a temperatura limite definida for excedida. Outros recursos de proteção incluem desligamento térmico, mecanismos de proteção de string aberto / curto de LED e bloqueio de subtensão de entrada.
Para aplicações de iluminação automotiva animada inteligente, a Melexis introduziu o MLX81117 driver RGB-LED multicanal. O MLX8117 suporta o IP livre de licença de comunicação de alta velocidade MeLiBu, que suporta iluminação automotiva animada inteligente para recursos de segurança aprimorados. O MLX81117 oferece melhor precisão de mistura de cores com um delta UV de <0.01, em comparação com o produto anterior.
Driver RGB-LED multicanal MLX81117 da Melexis para iluminação automotiva animada inteligente. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Melexis)
Os fabricantes de automóveis estão adotando iluminação animada na cabine para fornecer informações como avisos de assistência ao motorista, atualizações de status do veículo ou funções de conforto avançadas como luz de teto adaptável e estão usando cada vez mais barras de luz RGB-LED para se comunicar com o motorista por meio de códigos de cores e cores -mudando e piscando sequências, disse Melexis. Isso resulta em desafios para manter cores consistentes em todos os LEDs na barra de luzes e implementar mudanças de luz simultâneas, disse a empresa.
Ao integrar o IP da interface de comunicação de alta velocidade Melexis MeLiBu no MLX8117, o MeLiBu controla LEDs individuais para implementar os efeitos de iluminação. Ele oferece alta resolução para mitigar a variação de cor relacionada à temperatura e permite a atualização em tempo real de> 250 LEDs RGB sem demora. A interface de comunicação MeLiBu usa uma camada física CAN-FD para desempenho em velocidades de até 2 Mbits / s.
Além dos drivers de LED MLX81117, o protocolo de barramento MeLiBu é compatível com os ICs de driver de LED MLX81116 multicanal da Melexis, bem como o driver OLED MLX81130. Mais produtos compatíveis serão lançados pela empresa.
O driver MLX81117 RGB-LED, alojado em um pacote QFN32 32 × 5 de 5 pinos, está em conformidade com os requisitos de segurança funcional ISO 26262 até o nível de integridade de segurança B (ASIL B) e oferece baixo EMI e altos níveis de imunidade para ajudar a atender EMC regulamentos. Outros recursos incluem controle de brilho em uma ampla faixa de escurecimento, o que permite ajustes para níveis de luz natural.
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