分解：汽車(chē)市場(chǎng)LED燈的普及尚需克服的五大挑戰

　　隨著(zhù)led應用技術(shù)的不斷提高和成本的逐步下降， LED燈在汽車(chē)電子上經(jīng)過(guò)近年來(lái)的技術(shù)驗證、概念車(chē)展示等初步設想階段之后，越來(lái)越接近大范圍應用于量產(chǎn)車(chē)系統中的美好前景。從奧迪R8電子系統全面使用LED燈開(kāi)始，到奔馳、寶馬、凱迪拉克、豐田等公司也推出了自己的LED燈替代傳統白熾光、HID燈的汽車(chē)車(chē)型，各種五彩繽紛的LED燈具為新型車(chē)增色不少，吸引了廣大消費者的眼球，同時(shí)，也為未來(lái)的汽車(chē)設計提供了一個(gè)新的亮點(diǎn)，相信不久會(huì )有更多的汽車(chē)廠(chǎng)家會(huì )將LED燈作為汽車(chē)照明、指示、背光和裝飾的首選。

　　LED適合于汽車(chē)電子的各種照明應用，包括大燈（遠光燈和近光燈），霧燈，尾燈，剎車(chē)燈，轉向信號燈，白天行車(chē)燈，踏板照明燈，車(chē)內照明燈，示寬燈，導航，娛樂(lè )系統，儀表背光燈及指示燈等。LED燈應用于汽車(chē)系統中主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：第一，顏色飽和度高，使輸出光線(xiàn)更加清晰柔和，符合汽車(chē)大燈應用的特點(diǎn)；第二，使用壽命長(cháng)，經(jīng)久耐用，抗震性強，可超過(guò)10000小時(shí)，而傳統鹵素燈壽命一般在300小時(shí)左右；第三，效率高，較少額外損耗，比起傳統燈的復雜散熱系統，可以看出LED燈的熱損耗要小得多，轉換效率可達到85%以上，尤其適合未來(lái)汽車(chē)注重節能的設計理念；第四，響應速度快，不同于傳統白熾光，HID燈需要較長(cháng)的驅動(dòng)點(diǎn)亮延遲，更實(shí)時(shí)反映車(chē)況和路況，留給駕駛者更長(cháng)的判斷時(shí)間，減少汽車(chē)安全事故；第五，體積小，重量輕，,可以實(shí)現更小巧精致的燈具，為其他的車(chē)型設計節約更多空間；第六，LED燈屬于但色性很好的光源，沒(méi)有紅外線(xiàn)，紫外線(xiàn)等其他光線(xiàn)，熱量、輻射很少，適合汽車(chē)室內照明、背光應用需求。

LED燈在汽車(chē)中的使用，目前主要集中在大燈、尾燈、照明燈、車(chē)載GPS背光等的使用上，尤其是尾燈，大約占整個(gè)市場(chǎng)的10%。

五大技術(shù)挑戰

國內車(chē)用LED的規模目前僅占汽車(chē)光源市場(chǎng)10%左右的小份額,目前主要還是比較集中在高端車(chē)應用中。盡管LED燈成本在持續下降，但要做到與傳統光源不相上下，還需要在質(zhì)量和產(chǎn)量上逐步提高，才能降低LED成本，擴大LED的汽車(chē)電子市場(chǎng)占有份額。

成本高并非是延緩LED燈在汽車(chē)電子應用的唯一因素，一些技術(shù)性能方面的難題也是需要去解決的，比如單個(gè)LED的光照強度仍顯不足，這就不能夠隨意減少LED的數目去縮小燈具體積；同時(shí)較小的體積不利于光源散熱，這就需要LED廠(chǎng)家做好產(chǎn)品的熱管理，才能將LED的優(yōu)勢發(fā)揮得更充分，無(wú)論對于LED的壽命或演色性都能提供較佳的狀態(tài)，否則只能是適得其反，降低了產(chǎn)品質(zhì)量；LED驅動(dòng)系統的轉換效率也是目前比較關(guān)鍵的問(wèn)題點(diǎn)，在大功率應用中很多方案在兼顧成本的同時(shí)轉換效率并不高；還有目前我國LED燈應用在汽車(chē)電子都屬于高端車(chē)，而高端車(chē)都大部分在國外汽車(chē)廠(chǎng)商控制，國外廠(chǎng)家對LED供應商的選擇和認證非?？量?，國內LED企業(yè)很難進(jìn)入其供應鏈中；再有我國的LED燈生產(chǎn)水平大部分還停留在民用產(chǎn)品的要求范圍內，很難達到汽車(chē)級應用標準，即使達到汽車(chē)級應用的一些廠(chǎng)家可能生產(chǎn)能力及保證產(chǎn)品一致性等方面也不一定夠，很難滿(mǎn)足量產(chǎn)汽車(chē)的大批量高質(zhì)量的需求。

因此LED燈要想加快在整個(gè)汽車(chē)光源上的占有率，必須首先在這些問(wèn)題上加大解決力度，如上所述的熱管理問(wèn)題、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品一致性問(wèn)題等等。

汽車(chē)要求分立式LED驅動(dòng)電源

用恒壓源驅動(dòng)不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。因此，LED必須使用恒流源驅動(dòng)。大多數LED都有規定的電流值，可以使用配置為恒流源的線(xiàn)形穩壓器來(lái)驅動(dòng)，線(xiàn)性穩壓器具有減少零部件數和降低電磁干擾(EMI)的優(yōu)點(diǎn)，但在效率和熱耗方面有嚴重的弊端，不適合大功率應用，用開(kāi)關(guān)式電源(SMPS)則更適合在各種應用中。

目前采用SMPS模式LED驅動(dòng)電源是市場(chǎng)主流，同時(shí)也分為分離器件組合方式和IC集成方式，IC集成模式如臺灣聚積科技(MacroBlock)、Zetex(Diodes)、TI和NSC等，主要特點(diǎn)是內置MOSFET及其驅動(dòng)電路，同時(shí)有些集成了多路驅動(dòng)、自動(dòng)調光和各種保護功能等，應用電路簡(jiǎn)單，體積小，易于控制成本，但是由于這種應用驅動(dòng)電流小，設計不夠靈活，控制精度不高，不能實(shí)現升壓模式等原因，在多數汽車(chē)電子應用中有很大局限性，而采用PWM控制芯片及外置MOSFET實(shí)現的分離模式則可以實(shí)現汽車(chē)電子中大功率，高效率以及高穩定性的應用，它可以通過(guò)不同的拓撲結構，結合LED對電壓，電流和功率的需求，實(shí)現符合系統的整體目標。在成本上也會(huì )隨著(zhù)用量逐步降低。
歐洲前裝市場(chǎng)主流方案

目前MCU+MCP1630方案應用在歐洲應用相當廣泛，占歐洲前裝市場(chǎng)70%以上的市場(chǎng)，主要應用在大燈(遠光燈)、尾燈、閃燈等應用，該芯片以其高可靠性能，高效率，靈活的功能，高性?xún)r(jià)比在汽車(chē)電子LED驅動(dòng)應用中樹(shù)立了很好的口碑，為國外一些大廠(chǎng)商LED驅動(dòng)的首選，同時(shí)，隨著(zhù)用量的不斷增大，MCP1630成本優(yōu)勢也在越來(lái)越明顯，完全可以在中低端車(chē)型中應用，更好地解決LED驅動(dòng)中的熱管理、效率、產(chǎn)品一致性等問(wèn)題。

MCP1630 是可用來(lái)開(kāi)發(fā)智能電源的一種高速脈寬調制器。MCP1630在峰值電流模式下可以達到1MHz頻率，CMOS輸出驅動(dòng)器可以直接控制MOSFET驅動(dòng)器或者低端N溝道MOSFET，可提供外部參考電源，靈活實(shí)現輸出電壓及電流調節設置;內部高速比較器，高速帶寬/誤差放大器可以實(shí)現更快更精確的電流檢測，同時(shí)集成了過(guò)溫保護、欠壓鎖定功能，更好地實(shí)現更好的熱管理。當與單片機配合，它可以通過(guò)控制電源系統的占空比以提供穩定的輸出電壓或電流。單片機則用來(lái)調整輸出電壓或電流、開(kāi)關(guān)頻率、最大占空比以及可提高電源系統智能化和可調節性的其他特性。

在LED驅動(dòng)系統中，如果電源電壓超出總LED電壓，就需要降壓轉換器。如果LED組的電壓超出電源電壓，就需要升壓轉換器。在汽車(chē)電源系統中，LED電壓可能高于或低于電源電壓，這樣，就應該采用降壓／升壓或單端初級電感轉換器(SEPIC)等電源拓撲技術(shù)。MCP1630能實(shí)現以上各種拓撲設計需要。同時(shí)秉承Microchip產(chǎn)品的一貫作風(fēng)(高穩定性和產(chǎn)品一致性)，使LED的生產(chǎn)成本和質(zhì)量都得到提高。下面就以Microchip公司的高速PWM芯片MCP1630為例，通過(guò)SEPIC拓撲結構去闡述該方案的在汽車(chē)電子應用中的適用性。

MCP1630 LED驅動(dòng)器DEMO板

Microchip推出了采用PIC12F1823+MCP1630的SEPIC拓撲的針對汽車(chē)尾燈/閃燈應用DEMO，可實(shí)現+9V到+16V的輸入電壓，最高輸出電壓達到55V@350mA，驅動(dòng)10個(gè)1.5WLED燈，同時(shí)實(shí)現分級調光、欠壓、過(guò)溫保護等功能，轉換效率達85%以上 。

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