讓汽車LED照明無死角，LED驅(qū)動(dòng)的全面進(jìn)化

以下文章來源于安森美 ，作者安森美

LED照明因其高亮度、低能耗、長壽命及快速響應(yīng)等特點(diǎn)，在汽車行業(yè)被廣泛采用。LED前大燈、日間行車燈、剎車燈和轉(zhuǎn)向燈等已成為眾多車型的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時(shí)，隨著智能駕駛技術(shù)的進(jìn)步，汽車LED照明方案也在向智能化方向發(fā)展。例如，自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)能夠根據(jù)路面情況和車速自動(dòng)調(diào)整光束分布，從而顯著提高行車安全性；而車內(nèi)LED照明則支持多種模式切換，為乘客創(chuàng)造更為舒適的乘車體驗(yàn)。

這一切功能的實(shí)現(xiàn)都離不開性能卓越的LED驅(qū)動(dòng)器。它通過精確控制電流和電壓來保證LED光源的穩(wěn)定工作，并延長其使用壽命。此外，LED驅(qū)動(dòng)器還能根據(jù)不同的應(yīng)用場景調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，滿足多樣化需求。最為重要的是，高效的LED驅(qū)動(dòng)器有助于減少能耗，符合綠色節(jié)能的趨勢。

成為多面手的車用LED驅(qū)動(dòng)

隨著車用LED技術(shù)的不斷普及，車用LED驅(qū)動(dòng)器針對(duì)各種照明場景的需求，演化出多種特性。這些特性不僅體現(xiàn)了車用LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的成熟與進(jìn)步，更為汽車照明系統(tǒng)提供了更為豐富和靈活的選擇。高效能的LED驅(qū)動(dòng)器不僅能夠提供更高的亮度輸出，還能顯著降低能耗，從而提高車輛的整體能效。智能化和可編程性特性使得LED驅(qū)動(dòng)器能夠根據(jù)道路和環(huán)境條件自動(dòng)調(diào)整光束分布，從而提高駕駛的舒適度和安全性，并允許用戶通過I2C、SPI等數(shù)字通信接口進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。此外，采用先進(jìn)的材料和設(shè)計(jì)技術(shù)，使得LED驅(qū)動(dòng)器具有高可靠性和長壽命的特點(diǎn)，能夠在各種嚴(yán)苛的環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，有效減少維護(hù)成本。快速響應(yīng)能力和高頻PWM控制技術(shù)提供了更平滑的調(diào)光效果，減少了閃爍現(xiàn)象，提高了視覺舒適度，并在緊急情況下迅速提供所需的照明水平。這種技術(shù)對(duì)于提升駕駛者的注意力和反應(yīng)速度至關(guān)重要，尤其是在夜間或低能見度條件下。

最后，小型化和集成化的趨勢也使得LED驅(qū)動(dòng)器能夠更容易地集成到車輛的各種部件中，減少了元件的數(shù)量，提高了系統(tǒng)的整體可靠性和性能。這種設(shè)計(jì)優(yōu)化不僅有助于減輕車輛重量，還有助于簡化制造過程，降低了成本。

性能強(qiáng)勁的車外照明

前照燈包括近光燈、遠(yuǎn)光燈、日行燈、示寬燈、轉(zhuǎn)向燈和霧燈。由于系統(tǒng)總功率非常大，而且集成了很多功能，需要更多的散熱，設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜。矩陣/像素前照燈是前照燈中的新寵，通過數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)微小的LED燈珠組成矩陣或像素陣列，實(shí)現(xiàn)了對(duì)照明區(qū)域的精確控制和調(diào)節(jié)。這種設(shè)計(jì)使得前照燈能夠根據(jù)實(shí)際路況和駕駛需求，智能地調(diào)整光束的形狀、大小和亮度。其中的像素就是LED陣列中的一顆LED燈珠，每個(gè)像素都有一個(gè)光束照亮的區(qū)域，可適配駕駛意圖和交通環(huán)境，提高安全性。其模塊化設(shè)計(jì)可適配任何架構(gòu)。矩陣式LED由開關(guān)型LED驅(qū)動(dòng)芯片提供大功率輸出以驅(qū)動(dòng)LED燈珠，配合矩陣管理芯片來實(shí)現(xiàn)單個(gè)LED（單個(gè)像素）的獨(dú)立亮滅控制。比如，安森美（onsemi）的NCV78702與NCV78723(雙通道降壓)配合像素?zé)?a target="_blank">控制芯片，一起組成一個(gè)完整的解決方案，可驅(qū)動(dòng)高達(dá)60V的多個(gè)LED燈串。

圖 可驅(qū)動(dòng)多組LED串的前照燈模塊

其中，NCV78702是用于LED驅(qū)動(dòng)的單芯片高效升壓轉(zhuǎn)換器，專為汽車前照燈應(yīng)用而設(shè)計(jì)，如遠(yuǎn)光燈，遠(yuǎn)光燈，DRL (日間行車燈)，轉(zhuǎn)向指示燈，霧燈，靜態(tài)轉(zhuǎn)彎等。它包括一個(gè)電流模式電壓升壓控制器，擁有最少的外部組件，輸出電壓可定制。兩個(gè)NCV78702 可以組合在一起，成為多相升壓電路，以便進(jìn)一步優(yōu)化升壓器的濾波效果，降低BOM成本。

NCV78723可驅(qū)動(dòng)2串高達(dá)60V的LED燈串。它包括2個(gè)獨(dú)立的電流調(diào)節(jié)器，用于LED串和汽車前燈所需的診斷功能，芯片不需要任何外部檢測電阻來調(diào)節(jié)降壓電流，可定制輸出電流。當(dāng)一個(gè)模塊上需要2個(gè)以上的LED通道時(shí)，可以將2、3個(gè)或更多NCV78723組合在一起。后照燈用于提醒周圍車輛和行人，本車即將要發(fā)生的駕駛意圖，包括轉(zhuǎn)彎、剎車、駐車等，同時(shí)車身上的各種造型也可作為汽車身份的一種標(biāo)識(shí)，工作電流一般小于100mA。車后組合燈有這些高階功能：增強(qiáng)型停車燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈是動(dòng)態(tài)的分段式燈光信號(hào)，還可實(shí)現(xiàn)以光束打造品牌、迎賓、動(dòng)畫等效果，可驅(qū)動(dòng)單串、多串LED燈珠，更高能效，更少損耗，并含安全診斷功能。NCV7683由八個(gè)100mA 線性可編程恒定電流源組成，適用于汽車應(yīng)用中基于LED的后尾組合燈調(diào)節(jié)和控制以及閃爍功能。帶有NCV7683的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)兩種截止編程水平（100% 占空比）和尾部照明（可編程占空比），還可以實(shí)施可選的外部PWM控制。LED亮度可通過兩個(gè)外部電阻輕松編程（截止編程為絕對(duì)電流值，尾部編程為占空比）。

可選外部鎮(zhèn)流器 FET 的使用可在需要高電流的設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)功率分配?；赝斯β氏拗平档土诉^電壓條件下的驅(qū)動(dòng)電流。這對(duì)于不使用外部 FET 的低功率應(yīng)用最有用。

靈活、絢麗的車內(nèi)照明

由于LED在色溫，顯色指數(shù)，亮度等方面都具有很大優(yōu)勢，所以很適合在車內(nèi)短時(shí)間使用，常見的有儀表照明燈、踏步燈、門燈、行李箱燈、閱讀燈、頂燈等。另外還可使用LED表征車輛狀態(tài)，如車門是否閉合可由LED燈體現(xiàn)。同時(shí)，在車內(nèi)照明系統(tǒng)中使用LED燈的另一突出優(yōu)勢是可以降低對(duì)司機(jī)視線的干擾，進(jìn)而有效地降低司機(jī)眩目。

安森美可提供各類分立式和一體式的解決方案，全面滿足各種照明應(yīng)用需求。其中既包括簡單的解決方案，如雙端恒流穩(wěn)流器（CCR），這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)但穩(wěn)固的設(shè)備，為成本敏感的汽車LED照明提供了一個(gè)有效的電流調(diào)節(jié)方案；一些更復(fù)雜的解決方案包括LIN RGB LED驅(qū)動(dòng)器，它將LIN收發(fā)器與RGB LED 驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)存結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)單芯片RGB驅(qū)動(dòng)器，用于監(jiān)測多色LED應(yīng)用。NSI45020J可調(diào)恒流穩(wěn)流器 (CCR) 是一款簡單、經(jīng)濟(jì)和耐用的器件，適用于為 LED 中的調(diào)節(jié)電流提供經(jīng)濟(jì)高效的方案（與恒流二極管 CCD 類似）。該 CCR 基于自偏置晶體管 (SBT) 技術(shù)，在較寬的電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電流。它使用負(fù)溫度系數(shù)來保護(hù) LED 在極端電壓和電流下不會(huì)發(fā)生熱崩潰。RGB和白光LED相輔相成，其發(fā)展由進(jìn)一步令車輛個(gè)性化的動(dòng)力所推動(dòng)，用作可編程的內(nèi)部光源，包括儀表盤、中控臺(tái)、導(dǎo)航/音頻等區(qū)域照明和氛圍燈等特效應(yīng)用。NCV7430是一款單芯片RGB驅(qū)動(dòng)器，適用于專門的多色LED應(yīng)用。該RGB LED驅(qū)動(dòng)器包含一個(gè)用于LED 色彩和色度參數(shù)化編程的LIN接口（從接口）。該器件通過LIN總線接收指令，然后單獨(dú)驅(qū)動(dòng) LED。NCV7430 充當(dāng)LIN總線上的從節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)可以請求特定的狀態(tài)信息（參數(shù)值和錯(cuò)誤標(biāo)志）。NCV7430的LIN地址可在器件的內(nèi)部存儲(chǔ)器中編程。該器件一個(gè)特性是24位真彩色，使模塊可通過LIN命令輸出1600萬種不同顏色，用于創(chuàng)建車內(nèi)個(gè)性化的內(nèi)部氛圍。

總結(jié)

針對(duì)前照燈、矩陣/像素?zé)粢约败嚭蠼M合燈等應(yīng)用領(lǐng)域，安森美半導(dǎo)體提供了全面的半導(dǎo)體解決方案。這些方案不僅具備高能效、高集成度與卓越的可靠性，而且得益于平臺(tái)化的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了出色的擴(kuò)展性與靈活性。這無疑為設(shè)計(jì)人員帶來了極大的便利，助其在創(chuàng)新道路上暢行無阻，同時(shí)簡化和加速了產(chǎn)品的開發(fā)流程。此外，安森美的智能電源結(jié)合先進(jìn)的智能感知技術(shù)，為提升道路交通安全性奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。