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”的de光guang線xian顏yan色se和he亮liang度du
，例li如ru，駕jia駛shi員yuan腳jiao下xia空kong間jian或huo控kong製zhi台tai的de背bei光guang等deng。舒shu適shi照zhao明ming可ke以yi做zuo得de非fei常chang漂piao亮liang
，並bing為wei車che內nei乘cheng客ke提ti供gong舒shu緩huan的de空kong間jian氛fen圍wei。這zhe可ke以yi是shi常chang規gui內nei部bu照zhao明ming的de補bu充chong
，或huo完wan全quan替ti代dai“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°仍reng然ran有you足zu夠gou的de光guang輸shu出chu

，實shi現xian以yi精jing確que的de亮liang度du和he覆fu蓋gai度du來lai完wan美mei地di照zhao亮liang門men把ba手shou的de區qu域yu。這zhe種zhong可ke能neng性xing幾ji乎hu是shi無wu限xian的de，它ta僅jin僅jin受shou內nei部bu照zhao明ming設she計ji人ren員yuan的de設she計ji思si想xiang
、風格和功能觀念限製。

最近的市場調查表明
，在歐洲
、亞ya洲zhou和he美mei國guo，幾ji乎hu全quan部bu的de汽qi車che製zhi造zao商shang都dou計ji劃hua在zai它ta們men的de新xin款kuan轎jiao車che中zhong使shi用yong某mou種zhong非fei傳chuan統tong照zhao明ming或huo指zhi示shi係xi統tong，這zhe取qu決jue於yu豪hao華hua功gong能neng的de配pei置zhi。然ran而er
，這zhe些xie照zhao明ming係xi統tong有you非fei常chang嚴yan格ge的de設she計ji考kao慮lv
，包bao括kuo導dao光guang管guan密mi閉bi性xing、波長質量和一致性，以及試驗測試等。

導光管密閉性

zhexiexitongdeyigezhuyaoshejikaolvshiguangxianzaidaoguangguanneidemibichengdu，zaiguangyuanzhaoshemubiaoshiyinggaixianzhiguangxiandesunshi。guangxianyidancongguangdaoguanzhongfachu
，jiuyinggaizhizhaoshedaomubiaofanweineierbuhuizhaodaomubiaofanweizhiwai。

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(yu)LED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、限xian製zhi損sun失shi和he在zai內nei部bu將jiang光guang線xian反fan射she到dao一yi定ding的de距ju離li並bing形xing成cheng特te定ding的de光guang指zhi示shi形xing狀zhuang成cheng為wei可ke能neng。在zai以yi前qian，有you些xie應ying該gai使shi用yong白bai熾chi燈deng直zhi接jie照zhao明ming的de舒shu適shi照zhao明ming設she計ji沒mei有you從cong裝zhuang飾shi性xing的de角jiao度du考kao慮lv
，因yin此ci它ta們men也ye沒mei有you被bei用yong到dao實shi際ji的de產chan品pin中zhong。換huan句ju話hua說shuo

，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

設(she)計(ji)者(zhe)應(ying)該(gai)意(yi)識(shi)到(dao)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)希(xi)望(wang)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)每(mei)一(yi)輛(liang)汽(qi)車(che)的(de)顏(yan)色(se)都(dou)有(you)很(hen)好(hao)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)，因(yin)此(ci)，它(ta)們(men)也(ye)必(bi)須(xu)保(bao)持(chi)照(zhao)明(ming)組(zu)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)。汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)需(xu)要(yao)特(te)定(ding)波(bo)長(chang)或(huo)“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
、faguangandeng。caiyonglianjiacailiaozhizaodedaoguangtiruguochangqibaoluzaigaowenhuanjingxiajiuhuikaishibianhuang

，yinci，gaozhiliangdenairecailiaoshidaoguangtideguangxuehewulikekaoxingzhuyaokaolvdewenti。gaodengjidejutansuanzhishizhexieyingyongdelixiangxuanze，shiyongxiandai、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。