白光LED头灯

车用要求

　　长期以来，车上所使用的头灯是以白炽灯、卤素头灯或氙气头灯（High Inten-sity Discharge headlamps；HID）作为主发光源，并参照汽车灯的光学、电学及形状为主要标准，这些标准也在这2年经由LED厂、汽车厂商及汽车协会大力推广下逐步而缓慢地改变。

　　曾有汽车厂商电气专家表示，汽车厂其实很乐见「以白光LED光源来代替白炽灯的LED汽车头灯」，不过，在设计上必须要参照传统头灯的发光源标准来设计，但LED光源的基点属於阵列式，因此白光LED头灯而言，则是一项全新的思路。其技术路线必须要应用白光LED光源的单色性，不加滤色片直接选用不同波长的多个高效LED元件设计成分，才能满足汽车头灯具设计及加工的特殊性。

　　对LED元件的主要有3项要求，分别为：LED必须具有高效、大功率、高可靠性（-40℃?125℃）；另外，就是符合电学、光学参数稳定性、一致性的高要求，譬如，在同一批元件的阀值电压不一致性必须要小於0.1V；最後，则是LED元件在直流电点亮後，其使用寿命必须超过1,000小时，发光强度衰减值要小於20％。

　　对於白光LED头灯在配线板及元件加工也有3项特点：

　　一、车上的配线板形状较为不规则，因此，必须要具有良好的导热、导电功能三维阵列结构；

　　二、具有耐高温、耐冲击振动和电流超载等；

　　三、设计有优良恒电流及恒电压等控制电路。

发展前景

　　未来汽车头灯开发的开发演进过程中，LED光源必须符合先进汽车照明设计，然而造型、体积与效率为当前主要设计LED头灯的当前之务，如何将此目标做化的设计，将会是未来LED车灯设计上，应再寻求突破的主要工作。

　　虽然目前距离白光LED头灯商品化仍有段距离，可是国外车灯大厂仍不断堆出新型之LED头灯雏型，有监于此，诸多传统的车灯厂商莫不加紧脚步，开发白光LED头灯，未来配合高亮度LED陆续推出，才能在最快的时间内掌握LED头灯产品的开发时机。

　　不过，相较于目前汽车厂所使用的HID或卤素灯，在成本上白光LED价格还是高出许多，而在规范上所要求的法规亮度，必须使用多组的白光LED才能达到亮度需求。

应用实例

　　目前，绝大部分汽车头灯具的厂家，一般只在近光灯上搭配白光LED模块，而远光灯则使用HID灯。此外，与丰田、本田汽车合作的白光LED厂家也展出了汽车白光LED头灯光源，给人留下了白光LED模块正在走向大功率化的印象。在此，撷取Stanley、OSRAM及日本小系等厂商所发表的白光LED头灯目前的设计与产品发展状况。

　　在2008年后，白光LED发光效率将超过HID：斯坦利电气（Stanley）推出的汽车头灯是与德国Hella联合开发的。该头灯样品是将4个大型LED芯片封装成一个大功率白光LED模块，在近光灯上配备5个这种模块、远光灯上配备2个。

　　近光灯点亮时的光束总计为700lm，据该公司公布数据表示，在未来必须确保白光LED能达到HID刚上市时的亮度，每个白光LED模块发出140lm左右的光束。在实验后的样品消耗的电力与同等亮度的HID灯相比，初步评估为HID的1.4至1.6倍。

　　白光LED的发光效率的提高，虽然在过去一段时间白光LED的发光效率出现迟缓的发展，但在此之后又有了令人期待的发展。Stanley内部人员更大胆预言，到了2008年前后，白光LED头灯将会与HID灯的发光效率并驾齐驱。

　　适路性白光LED设计：日本小系（Koito）制作所推出的汽车头灯配备有11个白光LED模块，包括，近光灯6个、在远光灯时则另加5个。据该厂商表示，在近光灯点亮时的光束可达到800lm至1000lm；另外，也可根据行驶状态，对近光灯用的白光LED模块点亮进行控制。

　　比方说，在高速驾驶行为中（超过100公里），头灯中央部分的5个点亮，便能使头灯所投射的光束降低其照射范围，使光线具有远射的照明效果。另一方面，若在市区行驶时，中央部分的上边3个与中央部两侧配备的1个近光灯用白光LED模块点亮，扩大汽车头灯光线照射角度。

　　因此，使这项智能型的头灯设计兼具AFS功能，可使行驶在弯道时灯光的投射角度会随着汽车转向方向进行判断照明范围，也在头灯中央部位设计具有活动性。

　　白光LED光源系统的能量转换效率为65％：欧司朗（Osram）也推出名为「OSTAR」的白光LED汽车头灯模块；其架构是将4个1mm大型LED芯片，并将其整合封装后，使每个模块的光束高达300lm。

　　另外，OSRAM也使用OSTAR研发出驱动白光LED模块的电源IC在内的光源系统，只要经由该系统通上电后，便具有65％的光能转换效率，而在散热方面，也在LED的光源背面搭配上散热片，借以提高光源冷却效率。