中心議題：

• 汽車內部LED照明係統設計

解決方案：

• 光線在導光管內的密閉程度
• LED發光波長質量和設計的一致性
• LED方案滿足可靠性和測試

如果你有幸擁有或試駕過當今的歐洲豪華汽車，你就可能注意到什麼是汽車中的“舒適照明”。不僅僅是內部照明
，它還包括在不同車內空間使用情緒設置模式來控製 “個人空間”deguangxianyanseheliangdu
，liru，jiashiyuanjiaoxiakongjianhuokongzhitaidebeiguangdeng。shushizhaomingkeyizuodefeichangpiaoliang，bingweicheneichengketigongshuhuandekongjianfenwei。zhekeyishichangguineibuzhaomingdebuchong，huowanquantidai“車內頂燈”照明。

用於發光指示的LED在當今汽車照明應用中被大量采用。它們可以被集成在門把手附近
、用於鑰匙孔照明
，或者後視鏡上的轉向閃燈，以及踏板照明和杯架照明等。發光指示的形狀可以非常簡單（直接透光），也能做得非常複雜，如圖1所示
，來滿足精確照明的需要。
                                 
                                                  圖1 汽車照明中的LED和發光指示
你可能非常疑惑，光線看起來是怎麼被彎折90°或180°rengranyouzugoudeguangshuchu，shixianyijingquedeliangduhefugaidulaiwanmeidizhaoliangmenbashoudequyu。zhezhongkenengxingjihushiwuxiande，tajinjinshouneibuzhaomingshejirenyuandeshejisixiang
、風格和功能觀念限製。

最近的市場調查表明，在歐洲、yazhouhemeiguo，jihuquanbudeqichezhizaoshangdoujihuazaitamendexinkuanjiaochezhongshiyongmouzhongfeichuantongzhaominghuozhishixitong
，zhequjueyuhaohuagongnengdepeizhi。raner
，zhexiezhaomingxitongyoufeichangyangedeshejikaolv，baokuodaoguangguanmibixing
、波長質量和一致性，以及試驗測試等。

導光管密閉性

這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)設(she)計(ji)考(kao)慮(lv)是(shi)光(guang)線(xian)在(zai)導(dao)光(guang)管(guan)內(nei)的(de)密(mi)閉(bi)程(cheng)度(du)，在(zai)光(guang)源(yuan)照(zhao)射(she)目(mu)標(biao)時(shi)應(ying)該(gai)限(xian)製(zhi)光(guang)線(xian)的(de)損(sun)失(shi)。光(guang)線(xian)一(yi)旦(dan)從(cong)光(guang)導(dao)管(guan)中(zhong)發(fa)出(chu)，就(jiu)應(ying)該(gai)隻(zhi)照(zhao)射(she)到(dao)目(mu)標(biao)範(fan)圍(wei)內(nei)而(er)不(bu)會(hui)照(zhao)到(dao)目(mu)標(biao)範(fan)圍(wei)之(zhi)外(wai)。

這zhe些xie設she計ji需xu求qiu中zhong的de兩liang種zhong可ke以yi通tong過guo合he理li處chu理li導dao光guang管guan的de內nei表biao麵mian，以yi及ji通tong過guo構gou造zao合he適shi的de光guang線xian出chu射she點dian的de散san射she形xing狀zhuang和he校xiao準zhun表biao麵mian來lai控kong製zhi光guang線xian如ru何he射she出chu導dao光guang管guan。由you於yuLED的光輻射表麵隻有標準白熾燈的一小部分，所以任何光的損失都可能是“成功設計”到“不穩定原型”的一個分界點。
　　
如圖2所示，光線可以從安裝在小尺寸PCB板上的表麵貼裝LEDqijianfachu，bingshiyongxianliudianzuhefanjixingbaohuerjiguan。guangxianbeizhijiezhaodaojiandanhuojingxinshejidedaoguangguanshang，zheshiyueshuguangxiandejiqijiandanfangfa。bijiaochangyongdefangfashiyongshidangde“透鏡”或投光麵體，安裝方法也經常是在轎車內部把它夾進車門嵌板開口的地方、中央控製台或儀表盤上。
                              
                                          圖2 拆掉了外殼的照明係統內部結構和牌照照明
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合適的內表麵處理和現代模具技術使光線被導光管高效吸收、xianzhisunshihezaineibujiangguangxianfanshedaoyidingdejulibingxingchengtedingdeguangzhishixingzhuangchengweikeneng。zaiyiqian，youxieyinggaishiyongbaichidengzhijiezhaomingdeshushizhaomingshejimeiyoucongzhuangshixingdejiaodukaolv，yincitamenyemeiyoubeiyongdaoshijidechanpinzhong。huanjuhuashuo，LED及其導光管與相似的白熾燈相比尺寸、散熱、電流需求、總體重量和成本都更低。
　　
舒shu適shi照zhao明ming係xi統tong被bei設she計ji用yong於yu照zhao亮liang某mou些xie物wu體ti或huo者zhe使shi光guang線xian集ji中zhong到dao某mou一yi個ge區qu域yu，因yin而er它ta們men可ke以yi營ying造zao出chu特te殊shu的de效xiao果guo，從cong在zai車che頂ding棚peng顯xian示shi製zhi造zao商shang的de品pin牌pai標biao誌zhi到dao為wei了le照zhao明ming一yi個ge更geng大da的de陰yin影ying區qu域yu而er模mo擬ni的de光guang幕mu效xiao果guo。
　　
圖2所描述的是兩個汽車牌照照明的例子。一個例子描述了兩個獨立、無導光的光源無法完全照亮汽車牌照
，而是留有暗區
；另(ling)一(yi)個(ge)則(ze)描(miao)述(shu)了(le)使(shi)用(yong)導(dao)光(guang)管(guan)製(zhi)造(zao)的(de)光(guang)幕(mu)可(ke)以(yi)更(geng)加(jia)均(jun)勻(yun)地(di)照(zhao)亮(liang)牌(pai)照(zhao)。采(cai)用(yong)光(guang)幕(mu)的(de)方(fang)式(shi)可(ke)以(yi)取(qu)得(de)更(geng)好(hao)的(de)照(zhao)明(ming)效(xiao)果(guo)，而(er)僅(jin)需(xu)要(yao)很(hen)低(di)的(de)電(dian)流(liu)和(he)很(hen)細(xi)的(de)導(dao)線(xian)用(yong)來(lai)承(cheng)載(zai)這(zhe)些(xie)電(dian)流(liu)
，並(bing)取(qu)得(de)顏(yan)色(se)和(he)照(zhao)明(ming)的(de)更(geng)多(duo)一(yi)致(zhi)性(xing)，更(geng)不(bu)需(xu)要(yao)燈(deng)泡(pao)。
　　
波長質量和設計的一致性
　　
與yu傳chuan統tong白bai熾chi燈deng照zhao明ming不bu同tong的de另ling一yi個ge方fang麵mian是shi，所suo有you舒shu適shi照zhao明ming的de概gai念nian設she計ji在zai它ta們men被bei使shi用yong光guang譜pu分fen析xi和he光guang照zhao仿fang真zhen軟ruan件jian而er建jian立li原yuan型xing係xi統tong之zhi前qian都dou經jing過guo了le實shi際ji證zheng實shi。如ru圖tu3所示
，所有的LED，不bu管guan它ta們men所suo宣xuan稱cheng的de輸shu出chu顏yan色se如ru何he，都dou包bao括kuo在zai可ke見jian光guang光guang譜pu範fan圍wei內nei的de非fei常chang寬kuan的de光guang譜pu成cheng分fen。在zai歐ou洲zhou的de汽qi車che設she計ji中zhong，人ren們men采cai用yong軟ruan件jian來lai開kai發fa各ge個ge級ji別bie的de舒shu適shi照zhao明ming係xi統tong，該gai軟ruan件jian可ke以yi用yong文wen字zi和he圖tu形xing來lai顯xian示shi實shi際ji發fa出chu了le什shen麼me顏yan色se的de光guang。
                              
                                       圖3 仿真軟件用於顯示LED的精確光譜以及光輻射方向

shejizheyinggaiyishidaoqichezhizaoshangxiwangsuoshengchandemeiyiliangqichedeyansedouyouhenhaodeyizhixing
，yinci
，tamenyebixubaochizhaomingzujianzhijiandeyizhixing。qichezhizaoshangxuyaotedingbochanghuo“色標” 的LED
，使得用在他們品牌汽車舒適照明係統中的LED保持一致性。同時，該汽車製造商也必須在許多年之後保持它們汽車產品的一致性。

LED發光的顏色取決於二極管半導體結點中的材料特性。為了發出特定顏色的光，這些材料必須摻雜砷
、镓和其他混合物。
　　
領先供應商的LED被分為不同的等級或組
，包含顏色或多或少相一致的顏色批次中。當等級中的分組增加時，就能夠保證有更多顏色相近的LED。設計者應該明確了解供應商的顏色分級方案，以滿足自己對LED顏色誤差和規格的要求。當汽車製造商對使用的LED規定了波長或顏色標準時，內部照明的顏色將在每輛車中保持一致，就像汽車的外觀油漆顏色保持一致一樣。
　　
可靠性和測試
　　
想像在汽車內部的LED所麵臨的惡劣環境，它可能被加熱到超過200oF
，或者低到車外最冷的溫度。而且LED本身也是非常容易因為震動、衝擊，或者潮濕而損壞的，同時，它們的PCB、連接器和導光管也是如此，以及行車過程中的各種其他原因都可能導致故障。

一個設計考慮就是如果在製造的過程中沒有遵循良好的製造工藝，導光體就可能會破裂、變色、發(fa)光(guang)暗(an)等(deng)。采(cai)用(yong)廉(lian)價(jia)材(cai)料(liao)製(zhi)造(zao)的(de)導(dao)光(guang)體(ti)如(ru)果(guo)長(chang)期(qi)暴(bao)露(lu)在(zai)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)就(jiu)會(hui)開(kai)始(shi)變(bian)黃(huang)，因(yin)此(ci)
，高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)耐(nai)熱(re)材(cai)料(liao)是(shi)導(dao)光(guang)體(ti)的(de)光(guang)學(xue)和(he)物(wu)理(li)可(ke)靠(kao)性(xing)主(zhu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)。高(gao)等(deng)級(ji)的(de)聚(ju)碳(tan)酸(suan)酯(zhi)是(shi)這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)的(de)理(li)想(xiang)選(xuan)擇(ze)
，使(shi)用(yong)現(xian)代(dai)、超高壓噴射塑模技術
，聚碳酸酯導光管將長期保持比其他材料更加優異的透光性能。
　　
設she計ji者zhe應ying該gai考kao慮lv，在zai汽qi車che的de售shou後hou維wei修xiu市shi場chang中zhong，由you於yu不bu小xiao心xin而er對dui舒shu適shi照zhao明ming係xi統tong施shi加jia反fan極ji性xing電dian壓ya是shi可ke能neng的de。值zhi得de慶qing幸xing的de是shi，導dao線xian的de連lian接jie都dou使shi用yong具ju有you鍵jian槽cao的de連lian接jie器qi，如ru果guo需xu要yao維wei修xiu就jiu使shi用yong原yuan廠chang推tui薦jian的de。

但是，如果這些連接器替換不正確
，並被施加了反向電壓，燒毀舒適照明係統組件是可能的。為了保護LED，應該總是使用一個反極性保護二極管和限流電阻。為了降低成本（僅僅$0.005）而取消這些器件是非常常見的，這其實是一筆錯誤的經濟賬。
　　
正確的設計、製造和安裝舒適照明係統本身就是一門科學。對於使用LED和發光指示來實現舒適照明係統，一個有創造性的設計、真實模型的試驗和完整的係統測試像汽車中的其他係統一樣重要。