LED矩阵大灯将成为汽车发展趋势
LED矩阵大灯将成为汽车发展趋势
LED有着节能、寿命长的优点，已经广泛应用于汽车内部的各种小灯，随着高亮度LED的面市，汽车外部的各种车灯也开始采用LED。本文将为您介绍汽车大灯的发展历程，以及由艾睿电子（Arrow）推出的LED汽车大灯解决方案。
逐步演进的汽车大灯设计
从汽车刚诞生之际，最初是采用煤油灯（1886年至1904年）做为照明之用，汽车大灯的设计可说是聊胜于无，所谓的车灯只是简单地把煤油灯挂在车上而已，可说是没有甚么功能。随着时代转变，由于煤油灯的发光功率低下，因此很快地被乙炔灯（1905年至1925年）所代替。跟着电灯的发展，以及灯泡耐用度的提升，乙炔灯连同着它的缺陷逐步退出了车灯前史的舞台，取而代之的是日渐成熟的白炽灯。
不过，一般白炽灯的发光功率不高，所以更节能的卤素灯诞生了，也逐渐成为汽车大灯的主流。不过，针对白炽灯系列亮度低、费电、寿命短等缺点，在90年代，专业的车灯制作商海拉，将亮度更高的氙气车灯推向市场，氙气灯改善了爱迪生发明的钨丝发光原理，在石英灯管内填充高压惰性气体，替代传统的灯丝，使得氙气灯成为高亮度汽车大灯的首选。
紧接着氙气大灯之后，就是目前还没有遍及的LED汽车大灯了，尽管曾经在许多概念车上面都能看到，不过由于技术、成本和法规的关系，LED大灯应用在汽车上也仅仅是近几年的事情。
LED汽车大灯的优势
当前还在实际应用的汽车大灯，主要包含有卤素灯、氙气灯与新兴的LED灯。其中卤素灯具有发光效率不高，发热量大的缺点，其亮度相对较低，一般是现在汽车的低配标配，所以很难满足现在开车人的需求。另一方面，卤素灯的寿命也相对较短，在正常情况下，一个卤素灯泡的寿命最长能持续约1000小时左右，此外，卤素灯的外观呆板，只能做成双圆形车灯，因此限制了车灯造型。
较高亮度的氙气灯是目前高阶车款采用的主流大灯，不过氙气灯的聚光性差，又因为太亮，容易晃着对面车辆的驾驶员从而导致事故，且其灯光的穿透力差，在大雾以及冰雪天气下，氙气大灯的穿透力非常弱。另外一个最致命的缺陷，是氙气灯具有延迟效应，这是因为氙气大灯的工作原理，点亮它需要2-4秒的时长，当车辆高速行驶时，喇叭往往是不管用的，所以需要用大灯来“晃一晃”前方车辆，但是靠氙气大灯，则将是缓不济急。
新兴的LED灯具有发光效率非常高的优势，LED灯是将电能直接通过LED转化为光能，所以LED灯也被称为冷光源，工作温度一般就是50到70℃，耗电量相较普通汽车灯泡仅约1/10，因此能更好的节省油耗，并保护汽车电路不被过高的负载电流所烧坏。此外，LED在亮度方面跟氙气灯差不多，而且节能性能稳定也较为环保，其光线的光谱中没有紫外线和红外线，且大灯是通过多颗LED进行组合，因此造型可以随意搭配，能被塑造成炫酷的形状，非常美观，加上其寿命非常长，可以达到50000小时，并具有广阔的色温空间，从高色温到雾灯都能实现，其高速的反应速度，使其即点即亮无延迟，成为当前最具潜力的汽车大灯技术。
夜晚视线昏暗是车祸主因
车灯可说是汽车最重要的配备之一，因为车灯使用不正确所引发的事故，约占所有车祸4成左右，依据不完全统计，全球约有60%的交通事故发生在晚上，在2013年，中国夜间驾驶事故死亡人数为5万人，约占交通事故死亡总数的50%，其中晚上7时至第二天清晨6时，发生死亡事故约占总数一半以上，可见因为夜间视线不佳，是造成交通意外事故的主因。
造成夜间车辆的交通事故如此之多，除了排除不良驾驶的人为因素之外，不得不提及汽车照明对安全驾驶的影响，约有22%的交通事故发生在能见度不良的情况下，许多事故是因为车辆照明的宽度与远度有限、照明光颜色昏暗，驾驶员在行驶中看不清路中障碍，而不能及时刹车和避让，因此导致事故发生，因此采用高亮度且能够配合路况自动变换光型的自适应远光系统（Adaptive Driving Beam, ADB）LED矩阵大灯，便成为汽车大灯新发展趋势。
自适应汽车大灯具备智能照明功能
ADB自适应汽车大灯，是一种能够根据路况自适应变换远光光型的智能远光控制系统，它将一个完整的远光光斑通过特殊的光学模块、电子控制，变成由多个光学照明分区组合成的远光光斑。当路面出现车辆、行人等目标时，由传感器（摄像头）、驱动电路组成的控制系统，将会关闭或调暗部分远光照明分区，从而避免对被照目标的眩目，同时保证清晰的远光照明。
此外，ADB系统能够根据汽车的行驶状态、环境状态以及道路车辆状态，自动为驾驶员开启或退出远光，同时可搭配车辆内的控制系统，当汽车进行转向时，自我调整变换光线的方向，使灯光控制更加方便、舒适，甚至可设置各种灯光模式，例如城镇模式、乡村道路模式、高速模式、弯道模式等，来满足更复杂的路况需求。
优异的矩阵式汽车大灯解决方案
为了加速客户开发ADB自适应远光系统，艾睿电子推出了矩阵式汽车大灯解决方案，这套系统已经于2020年完成完整的软件和硬件设计，并在2021年实现ADB控制（通过与艾睿电子的IDH合作），目前可支持最多60个LED控制，采用DC 9V〜18V输入，最大可达60W输出，使用5串x 12个LED，每个通道最大可达1.5A，远光模式下效率大于82%@1A，可通过软件设定升压／降压的输出电压，通过CAN接口进行车身控制模块（Body Control Module, BCM）和互连，支持分区和矩阵切换，可进行全面的系统诊断和LED灯串保护，并具有优化的EMI性能。目前艾睿电子已经内置6套演示系统，可用于前期客户评估，并计划在2021年第一季度再制造30套，以进一步推广市场。
FS32K144HAT0MLLT
艾睿电子的矩阵式头灯解决方案采用了恩智浦（NXP）的MCU（FS32K144HAT0MLLT）、双相升压转换器（ASL2507SHN）、双信道LED降压驱动器（ASL2417SHN）、三信道LED降压驱动器（ASL3417SHN）、矩阵LED控制器（ASL5115SHN 5个／套）、系统基础芯片（System Basis Chip, SBC）（UJA1163和UJA1164）、CAN收发器（TJA1044T），以及CREE的LED（AP20AW-1E-CZZZ-000Q325TTT 60个／套）、ADI的浪涌抑制器（LTC4380CDD-1#PBF）、莫仕（MOLEX）的连接器（5023521200 1393366-1）等关键零组件，是当前绝佳的系统设计。
结语
新兴的ADB矩阵式LED汽车大灯，可说是当前最佳的汽车大灯选择，可以提升汽车的整体安全性，并可提供更多的汽车造型设计弹性，提升汽车的科技感与价值，目前已经有许多的车厂应用在市售的车款中。随着LED汽车大灯的市场规模逐渐扩大，其成本可望进一步降低，也将陆续普及到更多的车款上，形成正向的市场循环，市场前景将极为可观。