高亮度LED试图完全取代汽车白炽灯

  从上个世纪早期开始到现在，汽车外部照明一直使用灯丝型灯泡，然而，这种历史悠远长久的灯泡可能在下个十年(2011-2020)**终退出汽车头灯和后灯市场，因为人们正为汽车设计一种更明亮的新型发光二极管(LED)。 两家LED供货商透露，他们正设计光通量为100流明的产品，它可以一对一地替代在照明应用中的白炽灯(与目前以多颗晶体管取代单一白炽灯泡的要求相反)。一家**供货商表示，它正与几家汽车制造商洽谈，以尽早为2008年的车型配置LED头灯。 这种新型的高亮度LED技术不但可以替代白炽灯泡，还能够替代目前的微型LED组，这些微型LED一定要采用每60个一组，才能为汽车后灯提供足够的亮度。 藉由提供更高的输出功率，新型LED的应用将从第三剎车灯(high-mount stop lamp)扩展到汽车尾部的照明灯、剎车灯和方向灯。同样地，LED也将首次开始应用于汽车前灯装配。 “这项转变是汽车工业发展中的一个里程碑，”Visteon 公司外部系统研发经理Jeff Erion表示。该公司**近展示了一个采用LED头灯运作的配置。 “自从1914年开始一直只有一种汽车照明方法。”他说，“现在，我们正寻找一种技术来替代每部汽车的每个外部灯丝型灯泡。” 该技术的支持者表示，LED优于白炽灯泡的原因是其反应速度更快(因此使车辆周遭的其它司机可以有更多时间和距离响应剎车灯或方向灯的闪烁)，以延长汽车寿命，并具有更高的节能与更强的抗震性。 但汽车照明设备供货商却指出，LED在得以普及使用之前必须厘清一些障碍。“以成本的角度来看，LED和灯泡根本无从比较。”北美照明公司(日本Keito制造公司的一家子公司)工程技术总经理Jianzhong Jiao表示，“这是几美分对几美元的问题。” “除此以外还有耐用性问题。”他说，“这样的一个问题不在于LED本身，而在于相关的电子组件，如电路板。这些仍有待观察。” 尽管如此，LED在过去的几年中一直稳步地渗透入汽车后照灯市场，特别是应用于汽车中央的第三剎车灯。 供应商们估计，在目前的亚洲车型中，大约80-90%的第三剎车灯使用LED。欧洲车型中70-80%的第三剎车灯以及美国车中超过50%的第三剎车灯都采 用了LED作为光源。此外，这种更亮的新产品可望带领LED进入车尾照明应用市场。迄今为止，人们对在该领域的LED应用还显得较为保守。 在未来几年里，LED在剎车灯中的使用比例预计将远超于目前2-3%的市场占有率。在方向灯中的使用率也可望大幅度提高。 Visteon公司的 Erion预测，“在未来的两到三年内，所有豪华汽车都将安装LED讯号灯。” 取得这些成功的关键是高亮度LED的普及。至少包括Lumileds照明公司和Osram Opto半导体等两家供货商目前正从事100流明的LED照明设计，其新产品**早能够适用于2007年的车型。它们比现有产品的功率高10到20倍(现有** 小组件的亮度通常在1-5流明之间)。Lumileds公司更表示，该公司已推出30、40、50流明的Luxeon系列新产品。 当100流明的产品进入市场之后，单个这样的组件将可以取代数十个较小的LED。在今后十年，供货商们预计汽车外部将使用10个(后面6个，前面4个)或更多的二极管，并将在美国单一市场创造出每年达1.6亿只需求的庞大LED市场。 Lumileds 公司的工程师们介绍说，他们计划使用铟镓氮化物(InGaN)和铝铟镓磷化物(AlInGaP)这两种关键的半导体材料来实现此愿景。AlInGaP是产 生出主要使用在于汽车后灯的红色、橙色和琥珀色LED之关键材料；而InGaN则可发射出蓝光，且在结合一种磷转换技术后，InGaN可以产生白光。 “如果你想得到**好的光学解决方案,就必须拥有**好的材料、**好的磷，还必须以正确的方式使用磷，以便制作一个非常强韧的白光产生器，”Lumileds公司汽车业务发展总监Leonard Livschitz说。 创造出更高亮度组件的另一个重要的条件是较大尺寸的半导体芯片。“随着芯片尺寸慢慢的变大，接近100流明的功效才会实现，”Osram Opto半导体公司LED照明产品营销经理Jonathan Wafer表示，“要得到这样的结果，必需要有大尺寸芯片，并使用接近1安培的电流来驱动它们。那么，你所面对的挑战将转变成系统热管理问题。” 供货商们指出，更大功率的组件是LED在外部照明应用中取得成功的关键，因为这使汽车制造商可以应对封装上的局限。 “假设上，你能够正常的使用LED来完成任何照明任务，”Livschitz说，“但由于汽车尾部的空间存在限制，你**好是使用一个可提供更大功率的组件。” 对汽车LED供货商来说，头灯是他们梦寐以求的市场。大多数供货商期待**部全LED照明的汽车能够在5年内进入市场。

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