安森美半導體

將來的汽車照明方案——像素/矩陣前大燈

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安森美半導體的汽車照明創(chuàng)新符合安全、節(jié)能的汽車趨勢

安森美半導體

在當今快速演變的汽車照明市場，LED驅動器的作用尤為重要：為汽車廠商提供更節(jié)能的選擇以滿足消費者對燃油經(jīng)濟性的要求，提升能見度安全性以降低或避免交通事故發(fā)生率，打造個性化的車輛氛圍以達到消費者對汽車獨特的造型期望……

在未來8年，汽車照明系統(tǒng)整體年復合增長率將可達10%，市場發(fā)展?jié)摿薮?，而用于此類系統(tǒng)的驅動器必將有類似的增長。

汽車照明的驅動器要求

LED是根據(jù)電流而改變亮度的器件，LED驅動器通過調節(jié)一個LED或LED串的功率來提供恒定的光輸出。每一種汽車照明方案都需要一個獨特的驅動設計，工程師需根據(jù)不同的要求(如串聯(lián)或并聯(lián)、高功率或低功率以及成本或功能等)，為特定應用選擇合適的LED驅動器以盡量提升能效。

決定哪種LED驅動器最適用于其應用的因素包括：

① 每一功能的LED總功率:這是決定LED驅動器拓撲結構的關鍵。

② 電子環(huán)境溫度:例如，尾燈需要更亮的LED，最好選擇能效更高的開關驅動器而不是高功耗的線性驅動器，以便在較高功率電平下保持冷卻工作。

③ 改變LED配置的靈活性：可使用基準電壓控制和脈寬調制控制等多種亮度方法完成光的調整。 寬工作電源范圍提供電源配置和可驅動的LED數(shù)量。

④ 支持的特性：比如自動調光、個別的LED控制、顏色改變。

⑤ 支持的故障診斷：比如熱警報、熱關斷、開/短路、過流保護、過/欠壓和單一LED失效。

圖1 用于LED照明的驅動器方案

將來的照明驅動器將需具備以下因素以支持汽車廠商的系統(tǒng)要求：

① 可擴展，擁有靈活的硬件，以支持將要上市的不同的汽車應用和要求；

② 在同一模塊內(nèi)有不同的驅動器需求，如高壓氣體放電燈(HID)、LED等；

③ 隨著驅動器添加更多的功能，須考慮增強故障診斷功能；

④ 可靠的LED 電流控制，提升驅動器的可靠性。

安森美半導體的汽車照明創(chuàng)新

汽車照明應用將在汽車內(nèi)部和外部激增，照明系統(tǒng)將在所有汽車細分市場越來越普及。安森美半導體積極配合此市場趨勢，集中于線性、開關式驅動器以及大宗商用/通用及系統(tǒng)集成方案，持續(xù)推動汽車照明市場的高能效創(chuàng)新。

(1) 當今汽車內(nèi)部照明

當今汽車內(nèi)部照明大多采用白光LED驅動器和RGB紅綠藍可編程驅動器。

明亮的白光LED主要用于頂燈、閱讀燈、貨艙燈等對亮度要求相對較高的應用，但它有別于標準燈泡，可為駕駛員提供溫馨舒適的氛圍，它的調光斜率特性可產(chǎn)生獨特和差異化的造型及效果。安森美半導體為這類應用提供分立的恒流或穩(wěn)流硅方案。

RGB LED和白光LED相輔相成，其發(fā)展由進一步令車輛個性化的動力所推動，用作可編程的內(nèi)部光源，包括儀表盤、中控臺、導航/音頻等區(qū)域照明以及氛圍燈等特效應用。其色彩準確度需校準，而且單獨的LIN對應一個RGB，再加上區(qū)域調光，這些都是滿足汽車廠商要求的重要特性。安森美半導體可提供線性系統(tǒng)基礎芯片(SBC)用作此類應用，SBC接口經(jīng)由LIN總線，提供驅動RGB LED的所有功能。

(2) 當今汽車外部照明——尾燈

從過去單個的LED到現(xiàn)在的不透明且均勻的燈排，從動畫的信號到掃動的閃光信號燈，驅動器作為汽車尾燈演變的重要部分，除了在造型、形像等汽車外觀方面不斷創(chuàng)新外，還提升安全系數(shù)，并可支持啟停壓降，和自適應環(huán)境光照條件，是滿足汽車廠商和政府節(jié)能要求的關鍵。針對此類應用，安森美半導體提供線性穩(wěn)流器和控制器。

(3) 當今汽車外部照明——前照燈

LED前照燈普遍應用于日間行車燈(DRL)，最常見的兩種方案是導光LED和LED串(如圖4所示)。這些DRL應用不僅為迎面駛來的車輛提供更好的能見度， 汽車廠商也依靠LED和LED驅動器的靈活性來個性化他們的車輛，建立特有的“視覺”品牌。

圖4 LED前照燈應用于DRL的兩種常見方案

用于豪華車的先進前照燈已不僅僅局限于日間行車燈、遠光燈和近光燈，汽車廠商還可選擇LED轉向燈、LED霧燈和高速路面聚光燈等設計，以及采用結合HID和LED方案的前照燈系統(tǒng)，乃至將來的全LED燈。在更具個性、更安全及更高能效的趨勢的推動下，安森美半導體致力于使平臺模塊化，從低成本“入門級近光燈”發(fā)展至高端全功能“先進照明系統(tǒng)”，為汽車廠商提供多種創(chuàng)新。

從成本上來說，先進的照明系統(tǒng)較標準照明系統(tǒng)貴，但可相應減少功能以迎合中低成本汽車。此外，它還具備可擴展性，可根據(jù)需要適當擴展以用于各類汽車。

安森美半導體提供雙通道LED驅動器、步進電機驅動器用于自適應前大燈系統(tǒng)(AFS)。這些系統(tǒng)提供照明單元，可進一步提升安全水平，并根據(jù)駕駛環(huán)境、速度及車輛負載移動和旋轉。雙通道LED驅動器特性包括：集成功率LED、系統(tǒng)級芯片，提供達125 ℃的工作溫度，適用于中、高總功率。而步進電機驅動器提供雙極步進驅動、微步進、停轉檢測、LIN、I2C和SPI接口，以及達125 ℃的工作溫度等特性。

將來的汽車照明方案——像素/矩陣前大燈

從電機控制邁向使用像素/矩陣前大燈系統(tǒng)是將來汽車照明的一大重點趨勢，像素/矩陣前大燈采用系統(tǒng)模塊化的平臺設計，提供超越當今前照燈方案的眾多優(yōu)勢：通過高科技及創(chuàng)新設計提升汽車形象；支持50%至80%(甚至更多)使用全靜態(tài)無眩光遠光燈，可根據(jù)環(huán)境和迎面駛來的汽車調節(jié)照明系統(tǒng)，為駕駛員提供在所有情況下的更高能見度；運用LED技術，無移動部件，更安全更可靠。此外，由于具多個空白區(qū)域和可調節(jié)的每一像素的發(fā)光功率，并可快速切換，因此可擴展更多功能。

LED AFS像素/矩陣系統(tǒng)由LED專用標準產(chǎn)品(ASSP)、FET、LDO、整流器、邏輯、齊納、保護等元器件組成。安森美半導體現(xiàn)可提供除微控制器外的所有半導體元件。隨著系統(tǒng)越來越標準化，微控制器可嵌入到一個專用集成電路(ASIC)中，支持潛在的安森美半導體單芯片硅方案。

安森美半導體的NCV78247像素/矩陣控制器，能驅動4個LED串、集成調光控制器、內(nèi)置過壓/欠壓、過溫、短路/開路檢測(包括LED旁路開路)、SPI接口、輸出故障、輸出段可配置、可提供SPI通信和板載微控制器等等。

結 語

2015-04-28)