汽車(chē)照明的LED驅動(dòng)器需求及方案

在當今快速演變的汽車(chē)照明市場(chǎng)，LED驅動(dòng)器的作用尤為重要：為汽車(chē)廠(chǎng)商提供更節能的選擇以滿(mǎn)足消費者對燃油經(jīng)濟性的要求、提升能見(jiàn)度安全性以降低或避免交通事故發(fā)生率、打造個(gè)性化的車(chē)輛氛圍達至消費者對汽車(chē)獨特的造型期望……在未來(lái)8年，汽車(chē)照明系統整體年復合增長(cháng)率幾達10%，市場(chǎng)發(fā)展潛力巨大，而用于此類(lèi)系統的驅動(dòng)器也將有類(lèi)似的增長(cháng)。

汽車(chē)照明的驅動(dòng)器要求

LED是根據電流而改變亮度的器件，而LED驅動(dòng)器通過(guò)調節一個(gè)LED或LED串的功率，提供恒定的光輸出。每一汽車(chē)照明方案都需要一個(gè)獨特的驅動(dòng)設計，工程師需根據不同的要求如串聯(lián)或并聯(lián)、高功率或低功率以及成本或功能等等，為特定應用選擇合適的LED驅動(dòng)器以盡量提升能效。

決定哪種LED驅動(dòng)器最適用于其應用的因素包括：

-每一功能的LED總功率？-這是決定LED驅動(dòng)器拓撲結構的關(guān)鍵。

-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(kāi)關(guān)驅動(dòng)器而不是高功耗的線(xiàn)性驅動(dòng)器，以在較高功率電平下更保持冷卻工作。

-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(dòng)的LED數量。

-支持的特性-比如自動(dòng)調光、個(gè)別的LED控制、顏色改變。

-支持的故障診斷和符合安全標準-比如熱警報、熱關(guān)斷、開(kāi)/短路、過(guò)流保護、過(guò)/欠壓和單一LED失效。

圖1：用于LED照明的驅動(dòng)器方案

將來(lái)的照明驅動(dòng)器將需具備以下因素以支持汽車(chē)廠(chǎng)商的系統要求：

-可擴展，擁有靈活的硬件，以支持將要上市的不同的汽車(chē)應用和要求；

-在同一模塊內有不同的驅動(dòng)器需求：高壓氣體放電燈（HID）、LED等；

-隨著(zhù)驅動(dòng)器加添更多的功能，須考慮增強故障診斷功能；

-可靠的LED電流控制，提升驅動(dòng)器的可靠性。

汽車(chē)照明創(chuàng )新

汽車(chē)照明應用將在汽車(chē)內部和外部激增，照明系統將在所有汽車(chē)細分市場(chǎng)越來(lái)越普及。市場(chǎng)的擴張將相應推動(dòng)更多的硅發(fā)展。

（一）當今汽車(chē)內部照明

當今汽車(chē)內部照明大多采用白光LED驅動(dòng)器和RGB紅綠藍可編程驅動(dòng)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(lèi)應用提供分立的或恒流穩流硅方案。

而RGB和白光LED相輔相成，其發(fā)展由進(jìn)一步令車(chē)輛個(gè)性化的動(dòng)力所推動(dòng)，用作可編程的內部光源，包括儀表盤(pán)、中控臺、導航/音頻等區域照明和氛圍燈等特效應用。其色彩準確度需校準，而且單獨的LIN對應一個(gè)RGB，再加上區域調光，這些都是滿(mǎn)足汽車(chē)廠(chǎng)商要求的重要特性。安森美半導體可提供線(xiàn)性系統基礎芯片（SBC）用作此類(lèi)應用，SBC接口經(jīng)由LIN總線(xiàn)，提供驅動(dòng)RGB LED的所有功能。

圖2：RGB驅動(dòng)器用于汽車(chē)內部照明

（二）當今汽車(chē)外部照明——尾燈

從過(guò)去單個(gè)的LED到現在的不透明且均勻的燈排，從動(dòng)畫(huà)的信號到掃動(dòng)的閃光信號燈，驅動(dòng)器作為汽車(chē)尾燈演變的重要部分，除了在造型、形像等汽車(chē)外觀(guān)方面不斷創(chuàng )新外，還提升安全系數，并可支持啟停壓降，和自適應環(huán)境光照條件，是滿(mǎn)足汽車(chē)廠(chǎng)商和政府節能要求的關(guān)鍵。針對此類(lèi)應用，安森美半導體提供線(xiàn)性穩流器和控制器。

圖3：汽車(chē)尾燈

（三）當今汽車(chē)外部照明——前照燈

LED前照燈普遍應用于日間行車(chē)燈（DRL），最常見(jiàn)的兩種方案是導光LED和LED串（如圖4所示）。這些DRL應用不僅向迎面駛來(lái)的車(chē)輛提供更好的能見(jiàn)度，汽車(chē)廠(chǎng)商也依靠LED和LED驅動(dòng)器的靈活性來(lái)個(gè)性化他們的車(chē)輛，建立特有的“視覺(jué)”品牌。

圖4. LED前照燈應用于DRL的兩種常見(jiàn)方案

用于豪華車(chē)的先進(jìn)前照燈已不僅僅局限于DRL、遠光燈和近光燈，汽車(chē)廠(chǎng)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，乃至將來(lái)的全LED燈。在更具個(gè)性、更安全及更高能效的趨勢的推動(dòng)下，考慮令平臺模塊化，從低成本“入門(mén)級近光燈”發(fā)展至高端全功能“先進(jìn)照明系統”，為汽車(chē)廠(chǎng)商提供多種創(chuàng )新。

從成本上來(lái)說(shuō)，先進(jìn)的照明系統較標準照明系統貴，但可相應減少功能以迎合中低成本汽車(chē)。此外，它還具備可擴展性，可根據需要適當擴展以用于各類(lèi)汽車(chē)。

安森美半導體提供雙通道LED驅動(dòng)器、步進(jìn)電機驅動(dòng)器用于自適應前大燈系統（AFS）。這些系統進(jìn)一步提升安全水平，提供照明單元，可根據駕駛環(huán)境、速度及車(chē)輛負載移動(dòng)和旋轉。雙通道LED驅動(dòng)器特性包括：集成功率LED、系統級芯片，提供達125 dc的氛圍，適用于中、高總功率。而步進(jìn)電機驅動(dòng)器提供雙極步進(jìn)驅動(dòng)、微步進(jìn)、停轉檢測、LIN、I2C和SPI接口，以及達125 dc氛圍等特性。

將來(lái)的汽車(chē)照明方案——像素/矩陣前大燈

從電機控制邁向使用像素/矩陣前大燈系統是將來(lái)汽車(chē)照明的一大重點(diǎn)趨勢，它采用系統模塊化的平臺設計，提供超越當今前照燈方案的眾多優(yōu)勢，通過(guò)高科技及創(chuàng )新設計提升汽車(chē)形像，支持50%至80%甚至更多地使用全靜態(tài)無(wú)眩光遠光燈，可根據環(huán)境和迎面駛來(lái)的汽車(chē)調節照明系統，為駕駛員提供在所有情況下的更高能見(jiàn)度，運用LED技術(shù)，無(wú)移動(dòng)部件，更安全更可靠。此外，由于具多個(gè)空白區域，和可調節的每一像素的發(fā)光功率，并可快速切換，可擴展更多功能。

LED AFS像素/矩陣系統由LED專(zhuān)用標準產(chǎn)品（ASSP）、FET、LDO、整流器、邏輯、齊納、保護等元器件組成。安森美半導體現可提供除微控制器外的所有半導體元件。隨著(zhù)系統越來(lái)越標準化，這微控制器可嵌入到一個(gè)專(zhuān)用集成電路（ASIC），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(dòng)4個(gè)LED串、集成調光控制器、內置過(guò)壓/欠壓、過(guò)溫、短路/開(kāi)路檢測（包括LED旁路開(kāi)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（圖5）。

圖5. NCV78247像素/矩陣控制器

結語(yǔ)

汽車(chē)照明驅動(dòng)市場(chǎng)將持續需要驅動(dòng)器組合，支持從最簡(jiǎn)單的分立器件到使用組合技術(shù)的方案，為汽車(chē)外型設計提供更多可能，并提升行車(chē)安全系數和燃油經(jīng)濟性。像素/矩陣前大燈是將來(lái)前照燈的重點(diǎn)趨勢。