자동차 전방 조명 - OBF X
낮은 비용으로 더 높은 밝기와 효율을 구현하는 자동차 전방 조명
자동차 LED는 프리미엄급 시장에서 수년간 전방 조명에서 그 가치를 입증해 왔습니다. 21세기 초 헤드램프 시장을 장악했던 기존의 할로겐 램프 기술과 비교하여 LED는:
- 더 높은 효율을 제공하여 차량의 연료나 전기 에너지 소모를 줄입니다.
- 훨씬 더 긴(사실상 거의 무제한) 작동 수명을 제공하여 주기적으로 램프를 교체할 필요가 없으며 고장난 램프로 주행할 위험을 줄입니다.
- 헤드램프의 디자인을 차별화할 수 있는 유연성을 제공합니다. 자동차 제조업체는 LED 기반 헤드램프를 사용하여 차량의 특성 및 제조업체의 브랜드를 반영하는 독특한 스타일을 구현할 수 있습니다(그림 1 참조).
- 프로젝션 렌즈 기반 헤드램프 설계에서 더욱 정밀한 빔 제어가 가능합니다.
그림 1: 전방 조명
효율, 성능 및 설계 유연성의 가치는 프리미엄 자동차만큼 중급 및 저가 차량에도 적용됩니다. 하지만 시스템 비용이 높아 채택에 어려움이 있었으며, 오랜 규모의 경제와 낮은 단위 비용이라는 이점을 제공하는 기존의 할로겐 기반 전방 조명이 사용되었습니다
이제, ams OSRAM에서 출시하는 고효율의 자동차 LED, OSLON® Black Flat X 시리즈는 높은 가성비로 이러한 비용 문제를 해결합니다. 이 새로운 LED는 이전 OSLON Black Flat 제품보다 훨씬 더 높은 수준의 광속 출력과 효율을 달성합니다. 이를 통해 자동차 OEM은 전방 조명의 재료량과 구성 요소 수를 크게 줄일 수 있어, 기존 할로겐 램프에 대한 가격 경쟁력을 지니는 LED 기반 헤드램프를 채택해 LED 기술의 우수한 기능, 안정성 및 성능을 제공할 수 있습니다.
우수한 출력 및 효율
LED 전방 조명의 새로운 시대를 여는 OSLON Black Flat X는 기존 OSLON Black Flat 제품군의 성공적인 플랫폼 위에 구축됩니다. OSLON Black Flat LED는 자동차 전방 조명에 사용되는 최초의 표면 실장형 LED 광원으로 널리 알려져 있습니다. OSLON Black Flat LED는 패키지 스타일에서 이름을 따온 것으로, 블랙 패키지는 1:200의 높은 명암비를 제공하고 평면 표면 실장형 패키지는 표준 조립 장비를 사용해 PCB에 장착할 수 있습니다.
새로운 OSLON Black Flat X는 ams OSRAM InGaN 기반 UX3 칩 아키텍처의 최신 버전을 기반으로 합니다. UX3은 탁월한 안정성, 높은 광출력 및 우수한 열 성능을 제공합니다.
이 플랫폼에 구축된 OSLON Black Flat X는 칩당 1.15mm²의 더 넓은 발광 영역, 경쟁 자동차 LED에 사용되는 세라믹 패키지보다 낮은 열 저항 등 향상된 다양한 기능을 제공합니다. 그 밖에도, 새로운 제품들은 각도에 따른 색상 균일성 또한 우수합니다.
이러한 새로운 기능들을 바탕으로 각 OSLON Black Flat X LED 칩은 1 A의 구동 전류에서 460루멘(lm)을 생성하는 우수한 작동 특성을 제공하고, OSLON Black Flat X 시리즈의 단일 칩 KW HHL631.TK 모델에서 460 lm의 광속을 생성할 때 전력 소모는 3.2 W에 불과하여 더 높은 광속과 더 높은 발광 효율을 구현합니다.
OSLON Black Flat X는 1, 2, 3, 4, 5칩 옵션이 있으며 모두 컴팩트한 표면 실장형 패키지로 제공됩니다. 예를 들면, 단일 칩 OSLON Black Flat X는 3.75 mm X 3.75 mm 크기의 블랙 평면 패키지로 제공됩니다(그림 2 참조). 패키지의 열 성능이 뛰어난 OSLON Black Flat 제품은 알루미늄 메탈 코어 PCB(MCPCB)와 높은 호환성을 갖추고 있습니다. LED의 메탈 리드프레임과 MCPCB의 열팽창 계수가 거의 일치하여 최대 5칩에 이르는 모든 버전의 제품에서 전체 LED 보드 어셈블리의 안정성이 매우 뛰어납니다. 그 밖에도, 각 칩을 개별적으로 어드레싱할 수 있어, 자동차의 시동-정지 기능이 활성화되었을 때 배터리 전압이 떨어지는 것을 고려하여 LED 출력을 동적으로 조정할 수 있습니다.
그림 2: OSLON Black Flat X 시리즈의 단일 칩 모델
높은 출력으로 시스템 비용 절감
새로운 OSLON Black Flat X의 높은 밝기는 자동차 제조업체의 가격 대비 성능비를 향상시킵니다. 이제, 적은 칩으로 목표 광속 값을 달성할 수 있어 전방 조명 시스템의 BOM 비용을 낮출 수 있습니다. 표면 실장형 OSLON Black Flat X는 이러한 비용 이점 뿐만 아니라, 높은 효율과 낮은 열 저항 성능도 제공하여, 제조업체들은 이제 방열 성능을 갖춘 메탈 코어 PCB(MCPCB)에 LED를 장착함으로써 히트 싱크가 필요 없는 전방 조명 장치의 설계를 실현할 수 있습니다. 이 새로운 가능성은 주간 주행등(DRL), 하향등 및 상향등에 Black Flat X LED를 사용하여 ams OSRAM에서 개발한 레퍼런스 디자인에서 입증되었습니다(그림 3 참조). 이 레퍼런스 디자인은 리플렉터 기반 헤드램프이지만, 프로젝션 렌즈 기반 디자인에도 히트 싱크가 없는 접근 방식을 동일하게 적용할 수 있습니다.
그림 3: 히트 싱크가 필요 없는 리플렉터 기반 전방 조명 장치의 레퍼런스 디자인.
이 레퍼런스 디자인에서 하향등은 2개의 2칩 OSLON Black Flat X LED로 구현되며, 각 LED는 자체 리플렉터가 있는 알루미늄 MCPCB에 장착됩니다. 상향등에는 1개의 2칩 OSLON Black Flat X LED와 리플렉터가 있습니다. DRL은 1개의 1칩 OSLON Black Flat X LED와 리플렉터로 구현됩니다.
이 디자인에는 방향 지시등도 포함되어 있어 완전한 전방 조명 장치를 제공합니다. 700mA에서 구동되는 OSLON Black Flat X LED는 히트 싱크나 팬 없이 MCPCB를 통해 열을 방출합니다. 총 열 방출은 9.65 W입니다. 이 시스템은 하우징 외부의 주변 온도가 70°C인 경우에도 작동 범위 안에서 안전하게 작동합니다.
헤드라이트와 DRL은 자동차 조명 표준과 호환되는 광 출력을 생성합니다. 각 OSLON Black Flat X 칩은 접합 온도 150°C, 구동 전류 700mA에서 270lm를 생성합니다. 이 조건에서 2.0 W를 소모하고, 1.15 W의 열을 방출합니다. 이 전방 조명 장치의 열 성능은 그림 4에 도시되어 있습니다.
그림 4: 전방 조명 장치용 OSLON Black Flat X 기반 레퍼런스 디자인의 히트맵. 히트 싱크나 팬 없이 작동할 때도 LED의 온도가 허용 범위 안에서 안전하게 유지됩니다.
OSLON Black Flat X LED 기반 전방 조명 장치의 히트 싱크나 냉각 장치 없이 작동할 수 있다는 점은 다음과 같은 중요한 이점을 제공합니다.
- BOM에서 히트 싱크 어셈블리를 제거하여 시스템 비용 절감
- 중량 감소
- 공간 절약
그 밖에도, 700 mA의 낮은 구동 전류에서 작동한다는 것은 전력 소모가 낮은 구동 부품과 낮은 단위 비용을 지정할 수 있다는 것을 의미합니다. OSLON Black Flat X LED는 AEC-Q102 인증을 획득했으며, Class 3B 내부식성을 제공하고, PPAP와 호환되는 등 자동차 생산 표준의 모든 요구 사항을 충족합니다.
헤드램프에 LED 채택을 확대할 수 있는 새로운 기회
OSLON Black Flat X 시리즈의 출시로 자동차 조명 제조업체는 시스템 비용은 기존의 할로겐 기반 설계와 비슷한 수준으로 제한하면서 LED 기술의 주요 이점인 긴 수명, 고효율, 높은 안정성을 보장하는 전방 조명 장치의 새로운 설계를 구현할 수 있게 되었습니다.
OSLON Black Flat X는 새로운 설계에서 히트 싱크를 제거하여 열 설계를 간소화할 수 있으며, 경쟁력 있는 가격에 우수한 성능과 안정성을 제공하여 차세대 LED 기반 전방 조명 장치를 선도합니다.