자동차 전방 조명 - OBF X
자동차 LED는 프리미엄 시장에서 수년 동안 전방 조명 분야에서 그 가치를 입증해 왔습니다. 21세기 초 헤드램프 시장을 지배했던 전통적인 할로겐 램프 기술과 비교하여 LED는 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 더 높은 효율성을 제공하여 차량의 연료 또는 전기 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다.
- 작동 수명을 훨씬 더 길게(사실상 거의 무제한) 제공하여 정기적인 램프 교체가 필요하지 않으며 램프 고장으로 운전할 위험이 줄어듭니다.
- 헤드램프의 디자인을 차별화하기 위해 더 많은 유연성을 제공합니다. 자동차 제조업체는 LED 기반 헤드램프를 사용하여 차량의 특성과 제조업체의 브랜드를 반영하는 독특한 스타일을 만들 수 있습니다(그림 1 참조).
- 프로젝션 렌즈 기반 헤드램프 설계에서 더욱 정밀한 빔 제어 가능
그림 1: 전방 조명
효율성, 성능 및 디자인 자유의 가치는 프리미엄 자동차와 마찬가지로 중급 및 저가형 차량에도 적용됩니다. 그러나 시스템 비용은 채택에 장애가 되는 것으로 입증되었습니다. 기존 할로겐 기반 전방 조명은 오랫동안 지속된 규모의 경제와 낮은 단위 비용의 이점을 누리고 있습니다.
그러나 이제 ams OSRAM의 새로운 초효율 자동차 LED인 OSLON® Black Flat X 시리즈가 출시되면서 비용 대비 성능의 한계점을 넘었습니다. 이 새로운 LED는 이전 OSLON Black Flat 제품보다 더 높은 수준의 광속 출력과 효율을 달성합니다. 이를 통해 자동차 OEM은 전방 조명 장치의 재료 양과 구성 요소 수를 크게 줄여 LED 기반 헤드램프의 가격이 기존 할로겐 장치의 비용과 경쟁력을 갖추는 동시에 우수한 기능, 신뢰성 및 성능을 제공할 수 있습니다. LED 기술은 잘 알려져 있습니다.
출력 및 효율성의 획기적인 발전
OSLON Black Flat X의 출시로 새롭게 떠오르는 LED 전방 조명의 새로운 시대는 기존 OSLON Black Flat 제품군의 성공적인 플랫폼을 기반으로 합니다. OSLON 블랙 평면 LED는 자동차 전방 조명에 사용되는 최초의 표면 실장 LED 광원으로 널리 알려져 있습니다. OSLON 검정색 평면 LED는 패키지 스타일에서 이름을 따왔습니다. 검정색 패키지는 1:200의 높은 대비를 제공하고 평면 표면 실장 패키지는 표준 조립 장비를 사용하여 PCB에 실장할 수 있습니다.
새로운 OSLON Black Flat X는 ams OSRAM InGaN 기반 UX3 칩 아키텍처의 최신 버전을 기반으로 합니다. UX3는 탁월한 신뢰성, 높은 광 출력 및 우수한 열 성능을 제공합니다.
이 플랫폼을 기반으로 구축된 OSLON Black Flat X는 칩당 1.15mm²의 더 넓은 발광 영역은 물론 경쟁 자동차 LED에 사용되는 세라믹 패키지보다 낮은 열 저항을 포함하여 다양한 향상 기능을 제공합니다. 또한 이번 신제품은 각도에 따른 색상 균일성이 뛰어난 것이 특징이다.
이러한 새로운 기능으로 탁월한 작동 특성을 얻을 수 있습니다. 각 OSLON Black Flat X LED 칩은 1A의 구동 전류에서 460lm을 생성합니다. 더 높은 광속과 더 높은 광효율이 결합됩니다. OSLON의 단일 칩 KW HHL631.TK 변형에서 Black Flat X 시리즈는 460lm의 광속을 생성할 때 전력 소비가 3.2W에 불과합니다.
OSLON Black Flat X는 1, 2, 3, 4, 5칩 변형으로 제공되며 모두 소형 표면 실장 패키지에 들어 있습니다. 예를 들어, 단일 칩 OSLON Black Flat X는 크기가 3.75mm X 3.75mm에 불과한 검정색 평면 패키지로 제공됩니다(그림 2 참조). 패키지의 본질적으로 우수한 열 성능을 확장한 OSLON Black Flat 제품은 MCPCB(알루미늄 금속 코어 PCB)와 호환성이 뛰어납니다. 5칩 제품까지 모든 버전에서 LED 금속 리드프레임과 MCPCB의 열팽창 계수가 밀접하게 일치하기 때문에 전체 LED 보드 어셈블리의 신뢰성이 뛰어납니다. 또한 각 칩은 개별적으로 주소 지정이 가능하므로 LED 출력은 자동차의 Start-Stop 기능이 활성화될 때 배터리 전압 강하를 고려하여 동적으로 조정할 수 있습니다.
그림 2: OSLON Black Flat X 시리즈의 단일 칩 변형
출력이 높을수록 시스템 비용이 절감됩니다.
새로운 OSLON Black Flat X의 높은 밝기는 자동차 제조업체의 비용-성능 방정식을 변화시키는 데 도움이 됩니다. 이제 더 적은 수의 칩으로 목표 광속 값을 달성할 수 있으므로 전방 조명 시스템의 BOM 비용이 낮아집니다. 이러한 비용 이점은 표면 실장 OSLON Black Flat X의 높은 효율과 낮은 열 저항으로 인해 더욱 높아집니다. 제조업체는 이제 금속 코어가 제공하는 열 방출에만 의존하여 방열판이 필요 없는 전방 조명 장치 설계를 실현할 수 있습니다. LED가 실장되는 PCB(MCPCB)입니다. 이 새로운 가능성은 주간 주행등(DRL)과 하향등 및 상향등 헤드램프에 OSLON Black Flat X LED를 사용하는 ams OSRAM의 참조 설계를 통해 입증되었습니다(그림 3 참조)..이 참조 디자인은 반사경 기반 헤드램프이지만 방열판이 없는 동일한 접근 방식을 프로젝션 렌즈 기반 디자인에도 동일하게 적용할 수 있습니다.
그림 3: 히트싱크가 필요 없는 반사판 기반 전방 조명 장치의 참조 설계.
이 참조 설계에서 로우빔 헤드라이트는 2개의 듀얼 칩 OSLON Black Flat X LED로 구현되며, 각 LED는 자체 반사경이 있는 자체 알루미늄 MCPCB에 장착됩니다. 하이빔 헤드라이트에는 단일 듀얼 칩 OSLON Black Flat X LED와 반사경이 있습니다. DRL은 하나의 단일 칩 OSLON Black Flat X LED와 반사경으로 구현됩니다.
이 디자인에는 방향 지시등도 포함되어 있어 완전한 전방 조명 장치를 제공합니다. 700mA로 구동되는 OSLON Black Flat X LED는 방열판이나 팬 없이 MCPCB를 통해 열을 공기로 방출합니다. 총 소실된 열은 9.65W입니다. 이 시스템은 70°C의 하우징 외부 주변 온도 조건에서 작동하는 경우에도 작동 한계 내에서 안전하게 유지됩니다.
헤드라이트와 DRL은 자동차 조명 표준과 호환되는 광 출력을 생성합니다. 즉, 접합 온도 150°C 및 구동 전류 700mA에서 각 OSLON Black Flat X 칩은 270lm을 생성합니다. 이러한 조건에서는 2.0W를 소비하고 1.15W의 열전력을 소비합니다. 이 전방 조명 장치의 열 성능은 그림 4에 나와 있습니다.
그림 4: 전방 조명 장치용 OSLON Black Flat X 기반 참조 설계의 히트맵. 방열판이나 팬 없이 작동할 때 LED의 온도는 허용 한계 내에서 안전하게 유지됩니다.
방열판이나 강제 공기 냉각 없이 작동하는 OSLON Black Flat X LED 기반 전방 조명 장치의 기능은 다음과 같은 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.
- BOM에서 방열판 어셈블리를 제거하여 시스템 비용 절감
- 무게 감소
- 공간 절약
또한 700mA의 낮은 구동 전류에서 작동한다는 것은 더 낮은 전력 정격과 더 낮은 단가의 구동 부품을 지정할 수 있음을 의미합니다. OSLON Black Flat X LED는 자동차 생산 표준의 모든 요구 사항을 충족합니다. AEC-Q102 인증을 받았으며 클래스 3B 내식성을 제공하며 PPAP와 호환됩니다.
헤드램프에 LED 채택을 확대할 수 있는 새로운 기회
OSLON Black Flat X 시리즈의 도입으로 자동차 조명 제조업체는 긴 수명, 고효율 및 신뢰성 등 LED 기술의 주요 이점을 활용하는 전방 조명 장치에 대한 새로운 설계를 구현하는 동시에 시스템 비용을 비슷한 수준으로 제한할 수 있습니다. 기존 할로겐 기반 설계와 동일합니다.
OSLON Black Flat X를 사용하면 방열판을 제거하고 열 설계를 단순화할 수 있는 새로운 설계를 통해 비용 경쟁력이 있으면서도 높은 성능과 신뢰성을 제공하는 차세대 LED 기반 전방 조명 장치가 탄생했습니다.