从汽车前大灯看强光LED不同封装形式的优缺点

　　采用LEDs制造的汽车前大灯灯泡具有寿命长、亮度高、投射距离远等显著优点，己经成为大面积替代卤素灯和氙气灯的优选光源，由多光束智能強光LEDs制造的自适应汽车前大灯亦已成为下一代汽车前大灯的趋势。

　　由图一可知，从道路照明实况看，用LEDs光源的汽车前大灯在视觉、亮度与投射距离方面明显优于使用卤素灯的汽车前大灯，前者的寿命更是后者的好几十倍。

　　▲ 图一：上图为采用卤素灯的汽车前大灯近（左）远（右）光效果，下图为采用LED的汽车前大灯近（左）远（右）光效果。【源自火丁智能照明】

　　尽管LEDs是一种新的照明光源，就汽配与后装市场而言，因为必须使用汽车前大灯原有的灯体系统，所以在设计上用LEDs汽车前大灯灯泡的外形尺寸、固定方式与接口、电源与控制、发光区形状、亮度与光通量等应该尽量做到与卤素灯泡和氙气灯泡一致。

　　当替代卤素灯泡和氙气灯泡使用时，就不需要对灯体作大的改动。作为一种新的替代光源，使用LEDs的汽车前大灯必须给用户带来新的体验，不仅在寿命和可靠性上要有明显提升，而且在不增加甚至在减少炫光的同时，能大幅增加地面照度与投射距离。

　　▲ 图二：卤素灯泡（左）与氙气灯泡（右）【源自Philips】

　　由图二可知，卤素灯泡和氙气灯泡均为线性光源，其光亮区域的长度约4-6mm，直径约为1-1.2mm，作为替代卤素灯泡和氙气灯泡的LEDs汽车前大灯灯泡，其理想发光区域应为 4-6mm x 1.1-1.2mm。显然，发光区域呈线性的LEDs是制造LEDs汽车前大灯灯泡的首选光源。

　　LEDs作为成熟的光源己广泛应用于照明、背光、显示等领域，强光LEDs以小尺寸、大电流、高可靠为特征，主要应用于方向性投射类照明领域，如汽车前大灯、摩托车灯、微型投影仪、舞台照明、便携式强光照明、超长距离探照灯等。目前，应用于汽车前大灯和摩托车灯的强光LED封装形式有COBs （chip on board的缩写），CSP（chip scale package的缩写）-COBs、2016-LEDs或CSP-LEDs，大功率陶瓷基LEDs和汽车前大灯专用LED模组。

　　▲ 图三：采用COBs制造的汽车前大灯灯泡【源自360图片】

　　图三为采用COBs制造的汽车前大灯灯泡。这类光源的光通量可以很高，主要取决于发光面积的大小。一般可以达到2000-3000LM。COBs通常是面光源，不属于线性光源。即使把COBs的发光区围成长条形，采用导热性能良好的陶瓷或超导铝作为基板，受封装形式的限制，仍然无法实现小尺寸大电流高可靠的目标。用COBs 做的汽车前大灯灯泡，由于其发光区形状与卤素灯泡和氙气灯泡的相差甚远，许多发自线性区域之外的光都变成了有害的杂散光和炫光，不仅不能提升道路表面的有效照度，还破坏了投射光束的光形与亮度分布。一味增加光通量，不仅带来了更加严重的散热问题，严重的炫光和畸形的光强分布反而会成为安全的隐患。用COBs 制造的汽车前大灯灯泡尽管成本很低，但可靠性和光形比较差，只能属于初级产品，己被主流市场所淘汰。

　　▲ 图四：采用大功率陶瓷基LEDs 制造的汽车前大灯灯泡。【拍摄自外购产品】

　　图四为采用大功率陶瓷基LEDs 制造的汽车前大灯灯泡。大功率陶瓷基LEDs 属于小尺寸、大电流、高可靠强光LED 光源，主要有CREE 的XHP35，XHP50，XHP70，XML-2 等为代表。由于大功率陶瓷基LEDs带有常规LEDs 的透镜和往往使用高光效的垂直芯片，其发光效率通常比其它LEDs 来得高。所使用的陶瓷基板，由于具有低的热阻，使得大功率陶瓷基LEDs 可以在超驱条件下正常使用。

　　受封装形式的限制，大功率陶瓷基LEDs 内的芯片只能呈方形排布，经过透镜，其发光区域呈现为圆形。显然，当大功率陶瓷基LEDs 汽车前大灯灯泡装入整灯后，许多发自线性区域之外的光都变成了有害的杂散光和炫光，不仅不能提升道路表面的有效照度，还会破坏了投射光束的光形与亮度分布。另外，大功率陶瓷基LEDs 受基板尺寸的影响，体积都很大，主流产品为7070， 5050 和3535。如果为了增加光通量，把二颗大功率陶瓷基LEDs 紧密排布在窄小的汽车前大灯线路板上，会出现暗区，光通量浪费更大，得不偿失。

　　尽管大功率陶瓷基LEDs 在汽车前大灯中使用时有其不可克服的缺点，但凭其相对成熟的封装形式和高光效还是得到了市场的青睐。目前，大部分LED 汽车前大灯灯泡都采用大功率陶瓷基LEDs，国内外主要供应商有美国CREE、韩国LG、台湾威天、江西晶瑞等。随着性价比和用户体验更佳的线性强光LED光源的出现，如下面所述的2016-LEDs 和CSP-COBs，大功率陶瓷基LEDs 在汽车前大灯上的应用可能会被逐步替代。