Illuminazione anteriore automobilistica - OBF X

Da diversi anni i LED automobilistici hanno dimostrato il loro valore nell'illuminazione anteriore nella fascia premium del mercato. Rispetto alla tradizionale tecnologia delle lampade alogene che dominava il mercato delle lampade frontali all'inizio del 21° secolo, i LED:

• Offrono una maggiore efficienza, contribuendo a ridurre il consumo di carburante o di energia elettrica del veicolo
• Offre una durata operativa molto più lunga, in realtà quasi illimitata, evitando la necessità di sostituire periodicamente la lampada e riducendo il rischio di guidare con una lampada guasta
• Fornire maggiore flessibilità per differenziare il design del faro. Le case automobilistiche possono utilizzare proiettori a LED per creare uno stile unico che rifletta il carattere del veicolo e il marchio del produttore (vedere Fig. 1).
• Abilita un controllo del fascio più preciso nei progetti di proiettori basati su lenti di proiezione

Fig. 1: Illuminazione anteriore

Il valore dell'efficienza, delle prestazioni e della libertà di progettazione si applica tanto ai veicoli di fascia media ed economici quanto alle auto premium. Ma il costo del sistema si è rivelato un ostacolo all’adozione: l’illuminazione frontale tradizionale basata su alogeni beneficia di economie di scala di lunga data e di bassi costi unitari.

Ora, tuttavia, l’introduzione di nuovi LED automobilistici iperefficienti, la serie OSLON® Black Flat X di ams OSRAM, segna il superamento di una soglia di costo/prestazioni. Questo nuovo LED raggiunge livelli ancora più elevati sia di flusso luminoso che di efficienza rispetto ai precedenti prodotti OSLON Black Flat. Ciò consente agli OEM automobilistici di ridurre in modo così sostanziale la quantità di materiale e il numero di componenti in un'unità di illuminazione anteriore che il costo di un faro a LED diventa competitivo con quello di un'unità alogena convenzionale, offrendo allo stesso tempo caratteristiche, affidabilità e prestazioni superiori per quale la tecnologia LED è ben nota.

Innovazione in termini di rendimento ed efficacia

La nuova era per l'illuminazione frontale a LED, che sta emergendo con l'introduzione di OSLON Black Flat X, si basa sulla piattaforma di successo dell'attuale famiglia di prodotti OSLON Black Flat. I LED OSLON Black Flat sono ampiamente riconosciuti come le prime sorgenti luminose LED a montaggio superficiale ad essere utilizzate nell'illuminazione anteriore delle automobili. I LED OSLON Black Flat prendono il nome dallo stile del pacchetto: il pacchetto nero fornisce un contrasto elevato di 1:200 e il pacchetto piatto per montaggio su superficie può essere montato su un PCB utilizzando attrezzature di assemblaggio standard.

Il nuovo OSLON Black Flat X si basa sull'ultima versione dell'architettura del chip UX3 basata su OSRAM InGaN di ams. L'UX3 offre eccellente affidabilità, elevata potenza ottica e buone prestazioni termiche.

Basandosi su questa piattaforma, OSLON Black Flat X beneficia di vari miglioramenti, tra cui un'area di emissione luminosa più ampia di 1,15 mm² per chip, nonché una resistenza termica inferiore rispetto ai pacchetti ceramici utilizzati nei LED automobilistici concorrenti. Inoltre, i nuovi prodotti sono caratterizzati da un'eccezionale uniformità del colore rispetto all'angolo.

Queste nuove caratteristiche si traducono in caratteristiche operative superiori: ogni chip LED OSLON Black Flat X produce 460 lm con una corrente di pilotaggio di 1 A. Un flusso luminoso più elevato è combinato con una maggiore efficienza luminosa: nella variante a chip singolo KW HHL631.TK dell'OSLON Serie Black Flat X, il consumo energetico è di soli 3,2 W quando si produce un flusso luminoso di 460 lm.


OSLON Black Flat X è disponibile nelle varianti a 1, 2, 3, 4 e 5 chip, tutte alloggiate in package compatti a montaggio superficiale. Ad esempio, OSLON Black Flat X a chip singolo viene fornito in un package piatto nero che misura solo 3,75 mm X 3,75 mm (vedere Figura 2). Estendendo le prestazioni termiche intrinsecamente buone dei loro contenitori, i prodotti OSLON Black Flat sono altamente compatibili con i PCB con nucleo metallico in alluminio (MCPCB). In tutte le versioni, fino al prodotto a 5 chip, l'affidabilità dell'intero assemblaggio della scheda LED è eccellente grazie al coefficiente di dilatazione termica strettamente corrispondente del telaio metallico del LED e dell'MCPCB. Inoltre, poiché ciascun chip è indirizzabile individualmente, l'uscita del LED può essere adattata dinamicamente per tenere conto di qualsiasi calo di tensione della batteria quando la funzione start-stop dell'auto è attivata.

Fig. 2: La variante a chip singolo della serie OSLON Black Flat X

Una maggiore produttività porta a risparmi sui costi del sistema

L'elevata luminosità del nuovo OSLON Black Flat X aiuta a trasformare l'equazione costo:prestazioni per i produttori automobilistici. Ora, è possibile ottenere un valore di flusso target con meno chip, riducendo il costo della distinta base di un sistema di illuminazione frontale. Questo vantaggio in termini di costi è accentuato dall'elevata efficacia e dalla bassa resistenza termica dell'OSLON Black Flat X a montaggio superficiale. I produttori sono ora in grado di realizzare progetti di unità di illuminazione avanzate che non richiedono dissipatore di calore, facendo affidamento esclusivamente sulla dissipazione del calore fornita dal nucleo metallico PCB (MCPCB) su cui sono montati i LED. Questa nuova possibilità è stata dimostrata da un progetto di riferimento sviluppato da ams OSRAM e basato sull'uso di LED OSLON Black Flat X per le luci di marcia diurna (DRL) e i fari anabbaglianti e abbaglianti (vedere Figura 3)..Questo progetto di riferimento è un proiettore basato su riflettore, ma lo stesso approccio senza dissipatore di calore potrebbe essere utilizzato anche in un progetto basato su lenti di proiezione.

Fig. 3: Un progetto di riferimento per un'unità di illuminazione anteriore basata su riflettore che non richiede dissipatore di calore.

In questo progetto di riferimento, il faro anabbagliante è realizzato con due LED OSLON Black Flat X dual-chip, ciascuno montato sul proprio MCPCB in alluminio con il proprio riflettore. Il faro abbagliante è dotato di un singolo LED OSLON Black Flat X a doppio chip e di un riflettore. Il DRL è realizzato con un LED OSLON Black Flat X a chip singolo e riflettore.

Il progetto include anche un indicatore di direzione, per fornire un'unità di illuminazione anteriore completa. Alimentati a 700 mA, i LED OSLON Black Flat X dissipano il calore tramite l'MCPCB all'aria libera, senza dissipatore di calore o ventola. Il calore totale dissipato è di 9,65 W. Questo sistema rimane tranquillamente entro i suoi limiti operativi anche se esercitato in condizioni di temperatura ambiente esterna all'alloggiamento di 70°C.

I fari e le luci diurne producono un'emissione luminosa compatibile con gli standard di illuminazione automobilistica: a una temperatura di giunzione di 150°C e una corrente di pilotaggio di 700 mA, ciascun chip OSLON Black Flat X produce 270 lm. In queste condizioni consuma 2,0 W e dissipa 1,15 W di potenza termica. Le prestazioni termiche di questa unità di illuminazione anteriore sono illustrate nella Figura 4.

Fig. 4: Mappa termica del progetto di riferimento OSLON Black Flat X per un'unità di illuminazione anteriore. La temperatura dei LED rimane entro i limiti consentiti durante il funzionamento senza dissipatore di calore o ventola.

La capacità di un'unità di illuminazione di prua basata su LED OSLON Black Flat X di funzionare senza dissipatore di calore o raffreddamento ad aria forzata offre numerosi importanti vantaggi:

• Costi di sistema inferiori, grazie all'eliminazione del gruppo dissipatore di calore dalla distinta base
• Peso ridotto
• Risparmio di spazio
  

Inoltre, il funzionamento con una corrente di azionamento bassa di 700 mA significa che è possibile specificare componenti di azionamento con una potenza nominale inferiore e un costo unitario inferiore. I LED OSLON Black Flat X soddisfano tutti i requisiti degli standard di produzione automobilistica: sono qualificati AEC-Q102, offrono resistenza alla corrosione di Classe 3B e sono compatibili con PPAP.

Nuova opportunità per estendere l'adozione dei LED nei proiettori

L'introduzione della serie OSLON Black Flat X consente ai produttori di illuminazione automobilistica di implementare nuovi progetti per le unità di illuminazione anteriori che sfruttano i principali vantaggi della tecnologia LED – lunga durata, alta efficienza e affidabilità – limitando al tempo stesso i costi di sistema a un livello comparabile con quello dei modelli convenzionali basati su alogeni.

Con OSLON Black Flat X, i nuovi design possono eliminare il dissipatore di calore e semplificare la progettazione termica, portando a una nuova generazione di unità di illuminazione anteriore basate su LED che sono competitive in termini di costi ma offrono prestazioni elevate e affidabilità.