led车灯设计与应用

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1、LED车灯设计与应用汽車上的燈光系統不但讓駕駛者能實際了解車子的狀況，更提供了安全駕駛過程中，所必須兼具的條件。而新一代的光源－LED，這對許多消費者來說一點也不陌生，甚至已進一步擴大應用於汽車上，並根據各個應用面對於效能的不同需求，選擇適宜的LED產品。基本上，由於LED與傳統的光源除了在外型上的差異之外，光形與效能輸出也有很大的差異，因此，要將LED完善地應用在汽車頭燈上，包括光學設計與散熱設計等，將與傳統汽車燈具的設計概念有所不同。一旦汽車能與LED成功地進行整合，並克服技術門檻之際，將可為汽車設計開創出嶄新的設計

2、原理。汽車上的燈光控制系統從週遭的汽車上，可以看到LED已經廣泛地應用到車上，包括：轉向指示燈源、顯示或者是車內相關照明，如汽車顯示儀錶板、車頂照明燈，到車外的尾燈、前後指示燈、倒車燈、第三煞車燈等，或多或少都能見到LED在汽車燈源的相關應用。從系統的角度來說，汽車上的燈光控制是汽車主體控制架構中的一個子系統，主要包括：車門控制與儀表板顯示系統，而基本架構則是收集車上各個開關的狀態量，並進一步視其狀態來對車上燈源進行驅動，並負載所需動作的電能。由此可見，汽車主體控制系統控制必須是依照不同功率需求的燈源進行設計。換個角度，

3、從LED在汽車上的應用來看，雖然LED在第三煞車燈的應用，到汽車尾燈、轉向燈到煞車燈，甚是在幾年前已將LED光源設置在車內作為照明之用，一步步開創了LED作為車內外照明之用的想像空間。不同的應用需求下　必須有不同的LED封裝技術不同的LED元件有著不同的應用途徑及環境範圍，因此封裝方式也有其差異，倘若LED的晶片及封裝技術能夠進一步提升，產品亮度更可提高一倍。當隨著應用層次的不同，汽車中心廠必須要選擇不同LED光源與封裝技術，才能面對車上各個不同的環境要求。一般來說，LED在汽車工業方面的應用，乃是根據亮度的差異，將其簡

4、單歸類為，指示燈號用、投射光源用與照明光源等三種不同類型的需求列示如下：•指示燈號的應用－由於此範圍所使用的LED光源流明值需求不高，其消耗功率也較低（約為70∼200mW），所生成的熱源對封裝體的影響較小，所以許多廠商在設計封裝時，往往會忽視掉熱源可能會導致的後果，因此，大部分是採用樹脂類的材料直接將LED整個包覆起來，再進行封裝的動作，也因為樹脂類的材料對於熱的傳導係數較低（W/mK），容易產生散熱不佳的情況，使得LED元件與散熱系統之間的介面熱阻係數，會因此而提高。車內照明光源應用－除了上述所應用車內指示燈源之外，

5、還可用於亮度要求較高的車內照明、霧燈與前後方向指示燈。因為亮度需求提高，其封裝功率也必須相對提升。不過，如此一來，LED很容易就會因為功率增加而影響到色彩衰減問題，因而不得不將散熱問題納入考慮的重點。在封裝設計上，除了可以使用樹脂類的材料封裝外，還可以設計一金屬塊能在第一時間便將LED所產生的熱源導出，以便維持LED的發光效率與熱阻問題。•汽車投射燈源應用－這是目前在LED在汽車應用上封裝亮度要求最高的一樣，以前照明系統為主，包含了霧燈、近燈、遠燈，單個體的封裝必須達到4W以上，而熱阻則必須小於5K/W，才能在高溫的環境

6、下，正常維持LED主體的散熱能力，保持LED光源的輸出效率在規定範圍內。不同的應用層面　對於亮度需求也有所不同基本上，以流明亮度的需求來看，一般在汽車內部所使用的照明設備大約需要80流明的亮度，大多採用表面黏著型（SurfaceMountTechnology；SMT）的封裝方式，單體封裝約為2流明輸出之多，其發光效率則可以達到15∼20lm/W之間。其次，車用的第三煞車光源則約略需要30流明的亮度，一般採用直徑5mm的炮彈型（Lamp）封裝技術，藉以加強設計光照角度及強度，再透過樹脂透鏡安裝在發光元件上，而達到對光的調節

7、，其單體封裝亮度約4流明，發光效率則可達20∼40lm/W。至於，汽車尾燈對於亮度的要求，約在300∼500流明之間，一般採用1W的SMT封裝技術，單體封裝亮度約10∼20流明，效率可達15∼40lm/W。以上是安裝在汽車上實際作為車體的光源量測數據，而目前LED廠與車廠正積極合作，試著將LED導入前照系統（頭燈、霧燈）中，其中車廠對於頭燈的亮度需求約2,000流明的白光，LED廠目前則應用高瓦數的SMTLED封裝架構，每單體封裝可輸出100∼200流明，效率預期提高至50∼100lm/W，目前使用於車上的燈源可區分為白

8、熾燈泡、鹵素燈泡、氣體放電式燈泡與LED光源。如何開始著手LED汽車頭燈設計•規範要求開始著手設計頭燈之前，應先考慮法規上的相關規定，包括光型亮度、環境測試、亮度衰減等需求，進一步考慮相關光學設計，機構設計，耐熱設計與電控設計等細節，對於LED而言，光學設計的考慮除了反射罩設計之外，尚需考慮LED本身的出光光型，不同