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能单独控制“每个像素点”的LED驱动,会有光明的未来吗?

时间:2018-01-10 作者:Yoelit Hiebert 阅读:
欧司朗的EVIYOS“智能、可控、高分辨率”LED前车灯原型,能够单独控制1,024个LED“像素”,一直受到行业和媒体的关注,并且是在LED照明行业第一次实现这种技术。

欧司朗的EVIYOS“智能、可控、高分辨率”LED前车灯原型,能够单独控制1,024个LED“像素”,一直受到行业和媒体的关注,并且是在LED照明行业第一次实现这种技术。

通常情况下,LED照明调光控制同时应用于所有LED,但欧司朗的EVIYOS的基本组件将LED芯片与电子元件整合在一起,对LED模块内的每个像素实施独立的开/关/调光控制,示意图见下:

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当所有像素被激活时,该4×4mm模块的输出功率约为3000流明,而通常LED前车灯模块为1400流明。控制电路与LED芯片的直接集成便于最充分地利用前车灯内的有限空间,并且模块还包括能直连汽车电子的接口。

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图1:EVIYOS原型(来源:欧司朗光电半导体)

由欧司朗与弗劳恩霍夫应用研究促进会(Fraunhofer,德国最大的应用科学研究机构)、英飞凌、海拉(Hella)和戴姆勒合作开发的EVIYOS是整个“智能”汽车系统的一部分,该系统不断分析道路曲率、车速以及与道路上其它车辆(包括对面车道迎面驶来的汽车)的距离等因素,并相应地调整前车灯发出的光。

例如,为高拥堵区域提供更宽的光束,不仅可以照亮前方道路,还可以照亮人行道。但是,单像素控制功能允许前车灯做些创新:可以调节光输出,以便为路上的其他驾驶员提供更好的可视性;采用的方法是调暗特定像素,从而避免眩光,且同时仍能提供道路和路牌照明。经过三年多的研究和实际路况测试,今年早些时候在德国达姆施塔特的国际汽车照明研讨会上推出了一款原型。EVIYOS预计在2020年正式发布。

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图2:EVIYOS前车灯提供对像素点的实时调光,在避免强光照射其它车辆的前窗或后窗(使其它驾驶员感到不适)的同时,仍能提供道路和路牌照明。见上图。 (来源:欧司朗光电半导体)

作为一个可靠性和失效分析的“强迫症患者”,一些问题浮现在脑海。像素控制电路出现故障时会咋样?像素会点不亮还是关不灭?根据欧司朗的说法,“EVIYOS是一种单片半导体光源,具有更高的设计灵活性,但自动防故障功能将需要由系统设计架构决定。”

坏多少个像素会使该前车灯报废?欧司朗的回应:“为了达到欧洲经济委员会(ECE)和汽车工程学会(SAE)的标准,生产一款合规的车灯需要克服一些限制。所有照明技术的光衰行为都需要考虑,但对一款由1,024个点阵组成的灯来说,这倒不需过分关注,在系统架构设计中予以考虑即可。”

假设模块不可修复,平均无故障时间多长?欧司朗回答说:“我们预计与传统的LED照明方案相似。”这似乎是个合理的态度,因为LED照明产品的整体寿命往往不取决于LED封装,而是受制于其它子系统或组件。

将控制电路靠近LED芯片意味着电路的发热将叠加到LED自身的发热上。由于热是导致光衰的主要因素,因此热管理方案需要将来自LED本身和附加电路的热都导散出去,对如此小的物理空间来说,这是个潜在挑战,特别是考虑到该LED的高流明输出。那么该产品的预计流明维持寿命多长?欧司朗表示:“产品会越做越大,但可靠性预计与传统的LED技术大致相当。”欧司朗还指出:在北美,没有要求定期检查前车灯性能以判定是否达标的监管条例。

无人驾驶的汽车,无论好坏,看起来都是未来驾驶的一部分,但是考虑一下:它们还需要前车灯吗?或者它们只需要车内照明,以便乘客可以阅读或从事其它活动,而汽车自己快乐地行驶在黑暗的道路上?这是个令人不安的想法。另一个令人不安的想法,至少与欧司朗及其合作伙伴有关,就是他们在开发这项技术方面的投入是否会有回报。

在EVIYOS于2020年正式发布时,欧司朗计划推出一个独立的产品系列,专门针对单独控制光像素点能带来优势的照明应用。当被问及EVIYOS技术的潜在市场时,欧司朗回答说:“随着对自适应前车灯和无眩光前车灯需求的不断增长,动态控制的矩阵光源为前车灯和某些车内照明应用提供了额外好处。” 街道照明和隧道照明也是潜在市场,但这种技术似乎不适合室内普通照明。

那么这种新技术会成为未来驾驶的一部分吗?因EVIYOS两年多之后才正式发布,所以只有时间才有答案。

《EDN电子技术设计》2018年1月刊文章,版权所有,禁止转载。

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本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Yoelit Hiebert
Yoelit Hiebert过去十年一直从事LED照明领域的工作,在行业制造和最终用户方面拥有丰富的经验。 她与照明工程协会一起,积极参与固态照明和控制标准的开发。Yoelit拥有密苏里科技大学的电子工程学士学位和硕士学位。她是注册专业工程师,通过认证的能源经理,并获得了国家照明行业资格认证委员会的照明认证。
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