自動車前方照明 - OBF X

車載用 LED は、高級市場の前方照明において数年間その価値を証明してきました。 21 世紀初頭のヘッドランプ市場を支配していた従来のハロゲン ランプ技術と比較すると、LED は次のような特徴があります。

• より高い効率を提供し、車両の燃料または電気エネルギー消費量の削減に貢献します
• 動作寿命がはるかに長くなり、実際にはほぼ無制限になり、定期的なランプ交換の必要性がなくなり、ランプが故障した状態で運転するリスクが軽減されます。
• ヘッドランプのデザインを差別化するための柔軟性が向上します。自動車メーカーは、LED ベースのヘッドランプを使用して、車両の特徴やメーカーのブランドを反映した独自のスタイルを作成できます (図 1 を参照)。
• 投影レンズベースのヘッドランプ設計でより正確なビーム制御を可能にする

図 1: 前方照明

効率、パフォーマンス、設計の自由度の価値は、高級車だけでなく中級車や低価格車にも当てはまります。しかし、システムコストが導入の障壁であることが判明しています。従来のハロゲンベースの前方照明は、長年にわたる規模の経済と低い単位コストの恩恵を受けています。

しかし現在、新しい超効率の車載用 LED、ams OSRAM の OSLON® Black Flat X シリーズの導入により、コスト/パフォーマンスのしきい値を超えています。この新しい LED は、以前の OSLON Black Flat 製品よりもさらに高いレベルの光束出力と効率の両方を実現します。これにより、自動車 OEM は、前方照明ユニットの材料の量と部品数を大幅に削減できるため、LED ベースのヘッドランプのコストが従来のハロゲン ユニットのコストと競合できるようになり、同時に優れた機能、信頼性、性能を提供できるようになります。どの LED 技術がよく知られていますか。

生産量と効率における画期的な進歩

OSLON Black Flat X の導入により到来する LED 前方照明の新時代は、既存の OSLON Black Flat ファミリ製品の成功したプラットフォームに基づいて構築されています。 OSLON ブラック フラット LED は、自動車の前方照明に使用される最初の表面実装 LED 光源として広く認識されています。 OSLON ブラック フラット LED の名前はパッケージ スタイルに由来しています。ブラック パッケージは 1:200 の高コントラストを実現し、フラット表面実装パッケージは標準のアセンブリ機器を使用して PCB に取り付けることができます。

新しい OSLON Black Flat X は、ams OSRAM InGaN ベースの UX3 チップ アーキテクチャの最新バージョンに基づいています。 UX3 は、優れた信頼性、高い光出力、優れた熱性能を提供します。

このプラットフォーム上に構築された OSLON Black Flat X は、チップあたり 1.15mm² のより大きな発光面積や、競合する車載 LED で使用されているセラミック パッケージよりも低い熱抵抗など、さまざまな機能強化の恩恵を受けています。さらに、新製品は、角度にわたる色の均一性が優れていることも特徴です。

これらの新機能により、優れた動作特性が実現します。各 OSLON Black Flat X LED チップは、1 A の駆動電流で 460 lm を生成します。OSLON のシングルチップ KW HHL631.TK バージョンでは、より高い光束とより高い発光効率が組み合わされています。 Black Flat Xシリーズ、460lmの光束を発生するときの消費電力はわずか3.2Wです。


OSLON Black Flat X は 1 チップ、2 チップ、3 チップ、4 チップ、および 5 チップのバリエーションがあり、すべてコンパクトな表面実装パッケージに収められています。たとえば、シングルチップの OSLON Black Flat X は、寸法わずか 3.75 mm X 3.75 mm の黒色のフラット パッケージで提供されます (図 2 を参照)。 OSLON Black Flat 製品は、パッケージ本来の優れた熱性能を拡張し、アルミニウム メタルコア PCB (MCPCB) との高い互換性を備えています。 5 チップ製品に至るまでのすべてのバージョンにおいて、LED の金属リードフレームと MCPCB の熱膨張係数が厳密に一致しているため、完全な LED 基板アセンブリの信頼性は優れています。さらに、各チップは個別にアドレス指定できるため、車のアイドリングストップ機能が作動したときのバッテリー電圧の低下を考慮して LED 出力を動的に調整できます。

図 2: OSLON Black Flat X シリーズのシングルチップ バージョン

より高い出力はシステムコストの削減につながります

新しい OSLON Black Flat X の高輝度は、自動車メーカーのコストとパフォーマンスの方程式の変革に役立ちます。現在では、より少ないチップで目標の光束値を達成できるため、前方照明システムの部品表コストが削減されます。このコスト上の利点は、表面実装 OSLON Black Flat X の高い効率と低い熱抵抗によってさらに高まります。メーカーは現在、メタルコアによる放熱のみに頼って、ヒートシンクを必要としない前方照明ユニットの設計を実現できます。 LEDが実装されるPCB（MCPCB）。この新しい可能性は、ams OSRAM が開発したリファレンス デザインによって実証されており、デイタイム ランニング ライト (DRL)、ロービームおよびハイビーム ヘッドランプ用の OSLON Black Flat X LED の使用に基づいています (図 3 を参照)。 。このリファレンス設計はリフレクターベースのヘッドランプですが、同じヒートシンクレスのアプローチを投影レンズベースの設計にも同様に導入できます。

図 3: ヒートシンクを必要としないリフレクターベースの前方照明ユニットのリファレンス設計。

このリファレンス設計では、ロービーム ヘッドライトは 2 つのデュアルチップ OSLON Black Flat X LED で実現されており、それぞれが独自のリフレクターを備えた独自のアルミニウム MCPCB に取り付けられています。ハイビーム ヘッドライトには、シングル デュアル チップ OSLON ブラック フラット X LED とリフレクターが装備されています。 DRL は、1 つのシングルチップ OSLON Black Flat X LED とリフレクターで実現されます。

この設計には方向指示器も含まれており、完全な前方照明ユニットを提供します。 700mA で駆動する OSLON Black Flat X LED は、ヒートシンクやファンを使わずに、MCPCB を介して熱を自由空気に放散します。総放散熱は 9.65 W です。このシステムは、70°C のハウジング外の周囲温度条件で動作した場合でも、安全に動作限界内に留まります。

ヘッドライトと DRL は、自動車照明規格と互換性のある光出力を生成します。ジャンクション温度 150°C および駆動電流 700 mA で、各 OSLON Black Flat X チップは 270 lm を生成します。このような条件では、2.0 W を消費し、1.15 W の熱電力を消費します。この前方照明ユニットの熱性能を図 4 に示します。

図 4: OSLON Black Flat X ベースの前方照明ユニットのリファレンス デザインのヒート マップ。ヒートシンクやファンなしで動作する場合、LED の温度は安全に許容範囲内に維持されます。

OSLON Black Flat X LED をベースにした前方照明ユニットがヒートシンクや強制空冷なしで動作する機能には、いくつかの重要な利点があります。

• 部品表からヒートシンク アセンブリが不要になるため、システム コストが削減されます。
• 軽量化
• 省スペース
  

さらに、700 mA という低駆動電流での動作は、より低い電力定格とより低い単価の駆動コンポーネントを指定できることを意味します。 OSLON Black Flat X LED は、自動車製造規格のすべての要件を満たしています。AEC-Q102 認定を受けており、クラス 3B の耐食性を備え、PPAP と互換性があります。

ヘッドランプへの LED の採用を拡大する新たな機会

OSLON Black Flat X シリーズの導入により、自動車照明メーカーは、システムコストを同等のレベルに抑えながら、LED テクノロジーの主な利点である長寿命、高効率、信頼性を享受できる前方照明ユニットの新しい設計を導入することが可能になります。従来のハロゲンベースの設計と同様です。

OSLON Black Flat X では、新しい設計によりヒートシンクが不要になり、熱設計が簡素化され、コスト競争力がありながら高いパフォーマンスと信頼性を提供する新世代の LED ベースの前方照明ユニットが実現します。