Faros LED evolucionan en forma y función

Faros LED evolucionan en forma y función

Faros LED evolucionan en forma y función

Faros LED evolucionan en forma y functionDespite algunos brillantes ejemplos de aplicación de LED en los faros de automóviles, las tasas de adopción todavía no están creciendo tan rápido como era de esperar, especialmente en relación con el aumento de la iluminación de estado sólido (SSL) para la iluminación general. La aplicación del automóvil presenta un reto de diseño único y los costos siguen siendo relativamente alta. LEDs, sin embargo, la promesa de agregar funcionalidad única en los faros. Y vamos a presentar una opción de diseño que puede producir un sistema de faros con una funcionalidad robusta. 

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Hay paralelismos se pueden dibujar entre la iluminación general y la iluminación del automóvil. Todos nosotros todavía recordamos la bombilla tradicional luz filamento de tungsteno. Las bombillas incandescentes de 40W y 60W utilizados normalmente en la mayoría de los hogares estadounidenses se les prohibió que se fabrican en los EE.UU., o importados, a finales de 2013; Sin embargo, todavía se pueden comprar. También hay que señalar que las bombillas de 75W y 100W fueron eliminados en 2012.


La causa de su fallecimiento se debió a la necesidad de mejorar la eficacia de salida eléctrico a la luz exigido por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA). La razón principal de la transición era ayudar consumo eléctrico inferior (y por lo tanto la generación), debido al hecho de que la iluminación del hogar residencial representó aproximadamente el 14% del consumo de energía eléctrica (Fuente: US Energy Information Administration). Así que el LED de estado sólido equivalente, requiriendo sólo una octava parte de la potencia para generar la cantidad equivalente de flujo luminoso, que ha hecho su camino en nuestro mundo moderno.



Figura 1. Esta ilustración muestra como los faros de LED de matriz dispersan la luz. 

Esta secuencia de cambios evolutivos, iluminación de la bombilla incandescente de equivalentes electrónicos SSL, es análoga a la migración actual que ocurre en la industria del automóvil con la iluminación del vehículo. Mientras que los LED rojos se han utilizado en las luces traseras desde hace más de una década, son los cambios en los sistemas de iluminación de la iluminación interior y hacia delante del coche que han hecho recientemente avances significativos en las tasas de adopción de LED. Por ejemplo, los LED se encuentran en más del 70% de los indicadores luminosos interiores y más del 45% para las luces de fondo de pantalla de instrumentos. Esto contrasta con las luces de circulación diurna (DRL) a más del 55% y los faros en aproximadamente 5% en la actualidad. Es irónico que, aunque el faro (luz de cruce, de carretera, los faros antiniebla) representa la única oportunidad más grande, sino que también son los menos penetrados! Una de las principales razones de esta aparente paradoja es el costo para los fabricantes de automóviles para aplicarlas a un precio que el consumidor está dispuesto a pagar.


Faros automotrices 
Antes de entrar en el fondo detrás de la baja tasa de adopción de los faros, es útil para entender por qué muchos conductores, e incluso los fabricantes de equipos originales, prefieren productos de iluminación LED. Estos incluyen, pero no se limitan a, los siguientes: 
1.Performance y flexibilidad de diseño. LEDs permiten flexibilidad de diseño debido a su factor de forma y proporcionan una amplia gama de capacidades de regulación.Recuerde que el ojo humano es muy sensible a las desviaciones de menor importancia en la producción de luz. 
Ahorro 2.Energy y menores emisiones de CO2. No sólo los LED tienen una mejor eficiencia energética, reduciendo así la energía necesaria para poder ellos, pero también tienen ciclos de vida significativamente más largos. 
Thandirect 3.Cost. Esto puede parecer contradictorio, pero en aplicaciones no de faros, las continuas reducciones de costes, la mejora de la durabilidad y calidad superior han hecho LEDs en el nuevo estándar en el valor del cliente final. 
4. Reglamento. Las regulaciones gubernamentales que especifican los requisitos para DRL y los faros, así como otras aplicaciones de iluminación, han aumentado la demanda de iluminación LED. 

Puede no ser una sorpresa para nadie que Audi está generalmente considerado como el líder en lo que respecta al uso de LEDs en prácticamente cualquier aplicación de iluminación automotriz exterior. Famosos DRL "ceja" de la compañía son muy notable a cualquier persona que los ve en su espejo retrovisor. Además, fue el primero en utilizar los faros LED en el 2004 Audi R8. Por otra parte, la compañía es conocida por sus faros Matrix que puede dirigir el haz (un ejemplo de orientación del haz se ve en la Fig. 1).



FIG. 2. El LT3956 IC puede conducir una cadena serie de LEDs con una amplia gama de regulación. 

¿Por qué es que los LED de los faros no han despegado, así como los LED utilizados en las otras formas de iluminación LED de la automoción? Bueno, la respuesta es, por supuesto, el costo. Las alternativas al uso de LEDs en el faro son las bombillas incandescentes, bombillas halógenas o de descarga de alta intensidad (HID) lámparas de xenón.LEDs comparables pueden costar hasta 100% más que los faros halógenos (introducir originalmente en 1962 en Europa, pero no aprobado en los EE.UU. hasta 1978) y hasta 1,5 veces más que las bombillas de xenón HID. El logro de rendimiento comparable al de los faros de xenón HID requiere una solución LED mucho más caro que las alternativas de halógeno de bajo rendimiento. Por cierto, el primer faro de xenón HID apareció en el BMW Serie 7 1991.


¿Dónde encajan los LED 

En términos generales, los faros LED se apilan entre el halógeno y las lámparas de HID con respecto a su luminiscencia, pero proporcionan los rayos mucho más centrados y también se pueden controlar para crear diferentes formas. Además, gracias a su pequeño tamaño, los LED permiten una gran manipulación, con los fabricantes de automóviles ser capaz de crear todo tipo de formas y asambleas que se adaptan perfectamente a sus modelos.


Aunque LEDs no emiten calor a medida que se iluminan, ellos crean una cierta cantidad de calor en la parte inferior del emisor cuando la electricidad pasa a través, creando así un riesgo potencial para los conjuntos adyacentes y cables de conectividad. Por esta razón, los faros LED necesitan sistemas de refrigeración, tales como disipadores de calor o ventiladores para evitar que se derrita. Además, estos sistemas de refrigeración se encuentran en el compartimiento del motor, una zona no tan fresco para algún otro sistema para mantener una temperatura decente. Esta es otra razón por la que los faros LED son también más difíciles de diseñar y poner en práctica en el vehículo, y por lo tanto más caro que HID.



FIG. 3. Se muestra es una matriz de 8-switch I2C dimmer controlador LED IC. 
Los LEDs también pueden no ser la única alternativa para los faros de nueva generación. Un reciente artículo en la prensa comercial de los Estados Unidos declaró que Audi tiene ahora un láser de luz de carretera opcional en su alto rendimiento R8. Este sistema es excelente en no brilla la luz de los vehículos que circulan por delante de él por lo que la luz de carretera puede permanecer encendido y ajustarse, incluso con hasta ocho coches de delante. En comparación con LED de alta vigas, proyector láser de Audi puede lanzar su rayo dos veces más lejos por el camino (más de 500 pies), lo que permite al conductor una mayor visibilidad a distancia. 


Circuitos integrados de facilitar la adopción de LED

Ahora vamos a abordar los desafíos en los LED de conducción. A diferencia de las bombillas incandescentes en donde todo lo que se necesita para crear la salida de luz es pasar una corriente eléctrica a través de su filamento, LED requieren circuitos integrados especializados (CI) para conducir ellos (Fig. 2).


Una de las características clave de rendimiento que un controlador IC LED debe tener hoy en día es la capacidad para atenuar adecuadamente LEDs. Dado que los LED son accionados con una corriente constante, donde el nivel de corriente continua es proporcional al brillo del LED, para variar el brillo del LED, hay dos métodos de regulación de luz la luz mediante el control de la corriente de LED. 
El primer método es de atenuación analógica en el que el nivel de corriente DC LED se reduce proporcionalmente al disminuir el nivel de corriente constante LED. La reducción de la corriente del LED puede resultar en un cambio en el color del LED o control impreciso de la corriente de LED. El segundo método es (PWM) de regulación digital o amplitud de pulso-modulación. Atenuación PWM cambia el LED encendido y apagado a una frecuencia igual o superior a 100 Hz, lo que no es perceptible por el ojo humano. El ciclo de trabajo de regulación PWM es proporcional al brillo LED, mientras que el del tiempo de funcionamiento actual del LED se mantiene en el mismo nivel que establecido por un controlador LED IC, manteniendo el color del LED constante durante altas relaciones de atenuación. Este método de regulación PWM se puede utilizar con proporciones de 3000: 1 en algunas aplicaciones. 
En concreto, en el caso de la conducción LEDs de alto brillo, conductor ICs LED de Linear Technology son capaces de entregar corriente y el voltaje suficiente para muchos tipos diferentes de configuraciones de LED en una topología de conversión que satisfaga tanto el rango de tensión de entrada y la tensión de salida requerida, así como requisitos actuales. Tales conductor ICs LED de alta luminosidad suelen tener las siguientes cualidades: 
1. rango de tensión de entrada ancha 
Rango de salida de voltaje 2.Wide 
3. Alta eficiencia de conversión 
4.Tightly regulada coincidente actual LED 
Ruido 5.Low, operación de frecuencia constante 
6.Independent control de corriente y regulación 
7. proporciones rango de regulación de ancho 

8. Tamaño compacto con componentes externos mínimos


Vamos a echar un vistazo más detallado a un piloto LED específica IC en un circuito faro típico. El nuevo LT3965 es capaz de entrada y salida de 80V y puede aplicar una corriente constante, convertidor de voltaje constante. Esta topología permite conducir LEDs de alta corriente (Fig. 3). Cuenta con un MOSFET interna lado bajo de canal N potencia nominal de 84V a 3.3A, que es impulsado por un suministro 7.15V interno regulado. La frecuencia fija, en modo de corriente resultados de arquitectura en funcionamiento estable sobre una amplia gama de tensiones de alimentación y de salida. Un pasador de tensión FB referenciado a tierra sirve como entrada para varias funciones de protección de LED y también hace que sea posible para el convertidor para generar como una fuente de tensión constante. Una frecuencia ajustar pin permite que el programa de usuario de la frecuencia de 100 kHz a 1 MHz para optimizar la eficiencia, el rendimiento o el tamaño del componente externo.


El LT3956 detecta la corriente de salida en la parte alta de la cadena de LED (comúnmente llamado sentido actual parte alta). Este es el esquema más flexible para la conducción de LED, lo que permite configuraciones de impulso, de conejo, o el modo de buck-boost.


A pesar de la tasa de penetración de bajo nivel de LED Faros de hoy en día, los avances en las características de rendimiento son demasiado atractivo para los fabricantes de automoción a renunciar faros LED durante mucho más tiempo. Las razones incluyen la seguridad mejorada para el conductor, flexibilidad diseño de la carrocería, el ahorro de energía, y se ve bien puros. Y todos sabemos que las apariencias de un coche nos hacen querer comprarlo. Esté atento a la iluminación de la matriz cuando se circula alrededor, porque usted va a ver un aumento importante en el mismo y el uso de faros LED cuando se mira en su espejo retrovisor.