Éclairage avant automobile - OBF X

Les LED automobiles ont prouvé leur valeur dans l'éclairage avant depuis plusieurs années sur le segment haut de gamme du marché. Par rapport à la technologie traditionnelle des lampes halogènes qui dominait le marché des phares au début du 21e siècle, les LED :

• Offre une efficacité supérieure, contribuant à réduire la consommation de carburant ou d'énergie électrique d'un véhicule
• Offre une durée de vie beaucoup plus longue – en fait presque illimitée –, évitant ainsi le remplacement périodique des lampes et réduisant le risque de conduire avec une lampe défectueuse.
• Offre plus de flexibilité pour différencier la conception du phare. Les constructeurs automobiles peuvent utiliser des phares à LED pour créer un style unique qui reflète le caractère du véhicule et la marque du constructeur (voir Fig. 1).
• Permet un contrôle plus précis du faisceau dans les conceptions de phares basés sur des lentilles de projection

Fig. 1 : Éclairage avant

La valeur de l’efficacité, de la performance et de la liberté de conception s’applique tout autant aux véhicules de milieu de gamme et économiques qu’aux voitures haut de gamme. Mais le coût du système s’est avéré être un obstacle à l’adoption : l’éclairage avant à base d’halogènes bénéficie d’économies d’échelle de longue date et d’un faible coût unitaire.

Mais aujourd'hui, l'introduction de nouvelles LED automobiles hyper efficaces, la série OSLON® Black Flat X d'ams OSRAM, marque le franchissement d'un seuil coût/performance. Cette nouvelle LED atteint des niveaux encore plus élevés de flux lumineux et d’efficacité que les précédents produits OSLON Black Flat. Cela permet aux constructeurs automobiles de réduire tellement la quantité de matériaux et le nombre de composants dans une unité d'éclairage avant que le coût d'un phare à LED devient compétitif par rapport à celui d'une unité halogène conventionnelle, tout en offrant des caractéristiques, une fiabilité et des performances supérieures pour dont la technologie LED est bien connue.

Percée en termes de rendement et d’efficacité

La nouvelle ère de l'éclairage avant à LED, qui émerge avec l'introduction de l'OSLON Black Flat X, s'appuie sur la plate-forme à succès de la famille de produits OSLON Black Flat existante. Les LED OSLON Black Flat sont largement reconnues comme étant les premières sources lumineuses LED à montage en surface à être utilisées dans l'éclairage avant automobile. Les LED OSLON Black Flat tirent leur nom du style de boîtier : le boîtier noir offre un contraste élevé de 1:200, et le boîtier plat à montage en surface peut être monté sur un PCB à l'aide d'un équipement d'assemblage standard.

Le nouvel OSLON Black Flat X est basé sur la dernière version de l'architecture de puce UX3 basée sur ams OSRAM InGaN. L'UX3 offre une excellente fiabilité, une puissance optique élevée et de bonnes performances thermiques.

S'appuyant sur cette plate-forme, l'OSLON Black Flat X bénéficie de diverses améliorations, notamment une plus grande zone d'émission de lumière de 1,15 mm² par puce, ainsi qu'une résistance thermique inférieure à celle des boîtiers en céramique utilisés dans les LED automobiles concurrentes. De plus, les nouveaux produits se caractérisent par une uniformité exceptionnelle des couleurs sous l'angle.

Ces nouvelles fonctionnalités se traduisent par des caractéristiques de fonctionnement supérieures : chaque puce LED OSLON Black Flat X produit 460 lm avec un courant de commande de 1 A. Un flux lumineux plus élevé est combiné avec une efficacité lumineuse plus élevée : dans la variante à puce unique KW HHL631.TK de l'OSLON Série Black Flat X, la consommation électrique n'est que de 3,2 W pour un flux lumineux de 460 lm.


L'OSLON Black Flat X est disponible en variantes à 1, 2, 3, 4 et 5 puces, toutes logées dans des boîtiers compacts à montage en surface. Par exemple, la puce OSLON Black Flat X monopuce est fournie dans un boîtier plat noir qui ne mesure que 3,75 mm X 3,75 mm (voir Figure 2). En élargissant les performances thermiques intrinsèquement bonnes de leurs boîtiers, les produits OSLON Black Flat sont hautement compatibles avec les PCB à noyau métallique en aluminium (MCPCB). Dans toutes les versions, même jusqu'au produit à 5 puces, la fiabilité de l'ensemble complet de la carte LED est excellente grâce au coefficient de dilatation thermique étroitement adapté du cadre de connexion métallique de la LED et du MCPCB. De plus, comme chaque puce est adressable individuellement, la sortie LED peut être adaptée dynamiquement pour tenir compte de toute chute de tension de la batterie lorsque la fonction start-stop de la voiture est activée.

Fig. 2 : La variante monopuce de la série OSLON Black Flat X

Un rendement plus élevé entraîne des économies sur les coûts du système

La haute luminosité du nouvel OSLON Black Flat X contribue à transformer l’équation coût/performance pour les constructeurs automobiles. Désormais, une valeur de flux cible peut être atteinte avec moins de puces, réduisant ainsi le coût de nomenclature d'un système d'éclairage avant. Cet avantage en termes de coût est renforcé par la haute efficacité et la faible résistance thermique de l'OSLON Black Flat X à montage en surface. Les fabricants sont désormais en mesure de réaliser des conceptions d'unités d'éclairage avant qui ne nécessitent aucun dissipateur thermique, en s'appuyant uniquement sur la dissipation thermique fournie par le noyau métallique. PCB (MCPCB) sur lequel les LED sont montées. Cette nouvelle possibilité a été démontrée par une conception de référence développée par ams OSRAM et basée sur l'utilisation de LED OSLON Black Flat X pour les feux de jour (DRL) et les feux de croisement et de route (voir Figure 3)..Cette conception de référence est une lampe frontale basée sur un réflecteur, mais la même approche sans dissipateur thermique pourrait également être déployée dans une conception basée sur une lentille de projection.

Fig. 3 : Une conception de référence pour une unité d'éclairage avant basée sur un réflecteur qui ne nécessite aucun dissipateur thermique.

Dans cette conception de référence, le feu de croisement est réalisé avec deux LED OSLON Black Flat X à double puce, chacune montée sur son propre MCPCB en aluminium avec son propre réflecteur. Les feux de route sont équipés d'une LED OSLON Black Flat X à double puce et d'un réflecteur. Le DRL est réalisé avec une LED OSLON Black Flat X monopuce et un réflecteur.

La conception comprend également un clignotant, pour fournir une unité d'éclairage avant complète. Pilotées à 700 mA, les LED OSLON Black Flat X dissipent la chaleur via le MCPCB pour libérer de l'air, sans dissipateur thermique ni ventilateur. La chaleur totale dissipée est de 9,65 W. Ce système reste en toute sécurité dans ses limites de fonctionnement même lorsqu'il est utilisé dans des conditions de température ambiante à l'extérieur du boîtier de 70°C.

Les phares et le DRL produisent un flux lumineux compatible avec les normes d'éclairage automobile : à une température de jonction de 150°C et un courant de commande de 700 mA, chaque puce OSLON Black Flat X produit 270 lm. Dans ces conditions, il consomme 2,0 W, et dissipe 1,15 W de puissance thermique. Les performances thermiques de ce bloc lumineux avant sont illustrées à la figure 4.

Fig. 4 : Carte thermique de la conception de référence basée sur OSLON Black Flat X pour une unité d'éclairage avant. La température des LED reste dans les limites autorisées lors d'un fonctionnement sans dissipateur thermique ni ventilateur.

La capacité d'une unité d'éclairage avant basée sur les LED OSLON Black Flat X à fonctionner sans dissipateur thermique ni refroidissement par air pulsé offre plusieurs avantages importants :

• Coût du système réduit, grâce à l'élimination d'un ensemble dissipateur thermique de la nomenclature
• Poids réduit
• Gain de place
  

De plus, le fonctionnement avec un faible courant de commande de 700 mA signifie que des composants de commande ayant une puissance nominale inférieure et un coût unitaire inférieur peuvent être spécifiés. Les LED OSLON Black Flat X répondent à toutes les exigences des normes de production automobile : elles sont qualifiées AEC-Q102, offrent une résistance à la corrosion de classe 3B et sont compatibles PPAP.

Nouvelle opportunité d’étendre l’adoption des LED dans les phares

L'introduction de la série OSLON Black Flat X permet aux fabricants d'éclairage automobile de mettre en œuvre de nouvelles conceptions d'unités d'éclairage avant qui bénéficient des principaux avantages de la technologie LED – longue durée de vie, haute efficacité et fiabilité – tout en limitant le coût du système à un niveau comparable. avec celui des conceptions conventionnelles à base d'halogène.

Avec l'OSLON Black Flat X, de nouvelles conceptions peuvent éliminer le dissipateur thermique et simplifier la conception thermique, conduisant à une nouvelle génération d'unités d'éclairage avant à LED qui sont compétitives en termes de coût mais offrent des performances et une fiabilité élevées.