采用安森美產(chǎn)品的高性能汽車矩陣大燈方案

一直以來，車燈伴隨著汽車的發(fā)展而不斷進(jìn)化，尤其是汽車的智能化趨勢(shì)之下，車企更為重視消費(fèi)需求，致力提供智能化、個(gè)性化以及更貼心的服務(wù)，車燈作為整車中的吸睛部件，被賦予了更多期待。汽車LED前照大燈的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，作為車輛不可或缺的重要組成，性能不僅直接關(guān)系到夜間行車安全，更是體現(xiàn)車輛設(shè)計(jì)水平和品質(zhì)的重要標(biāo)志。而軟件定義汽車的趨勢(shì)、汽車以太網(wǎng)的普及，則為車燈域的E/E架構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的思路。

汽車LED矩陣大燈模組“標(biāo)桿”方案

在不久前結(jié)束的PCIM Asia上，安森美 (onsemi) 展臺(tái)展示了由大聯(lián)大世平集團(tuán)推出的高性能汽車矩陣大燈方案，采用安森美最新一代Boost-Buck大燈LED驅(qū)動(dòng)器IC NCV78964, 可提供兩路最高達(dá)60V/1.6A的Buck輸出，能驅(qū)動(dòng)LED燈串并支持PWM調(diào)光功能。其中，Boost作為穩(wěn)定的電壓源，可保障多顆LED燈串所累加起來的壓降需求，而Buck作為穩(wěn)定的電流源，直接驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光，由于電流源不受負(fù)載電壓瞬變的影響，可實(shí)現(xiàn)快速的開關(guān)切換，在自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈矩陣/像素?zé)艚M中，有非常出色的表現(xiàn)。

據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，該方案由于具備SPI可編程能力，故靈活度極高，容許擴(kuò)展設(shè)計(jì)使用更多LED串，而可替換的LED驅(qū)動(dòng)器模組化設(shè)計(jì)更是為應(yīng)用部署提供了靈活的產(chǎn)品選擇，例如若單個(gè)照明模塊要求超過2個(gè)LED通道，則可以組合使用多顆NCV78964或NCV78763器件完成，大幅加快設(shè)計(jì)周期及降低工程間接成本。

LED燈珠控制則采用了安森美像素驅(qū)動(dòng)控制器NCV78343芯片, 專為汽車動(dòng)態(tài)照明應(yīng)用特別是高電流LED而設(shè)計(jì)，具備開路、短路與過壓診斷保護(hù)等功能。每片NCV78343能夠?qū)崿F(xiàn)1-12個(gè)燈珠獨(dú)立亮滅與PWM調(diào)光控制, 多片NCV78343可以組合起來實(shí)現(xiàn)更多燈珠的獨(dú)立控制。

矩陣大燈的電機(jī)驅(qū)動(dòng)由安森美NCV70517控制，作為一款用于微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器， NCV70517通過I/O引腳和SPI接口與外部微控制器連接，采用專有的PWM算法進(jìn)行可靠的電流控制，符合汽車電壓要求，并具有安全監(jiān)測(cè)功能，如檢測(cè)到電氣錯(cuò)誤、欠壓或結(jié)溫升高，芯片會(huì)發(fā)出警示。

作為一款先進(jìn)的汽車矩陣大燈LED模組，該方案能夠滿足汽車行業(yè)的最高功能安全標(biāo)準(zhǔn)ASIL-D，這意味著它在復(fù)雜駕駛環(huán)境下的表現(xiàn)更加可靠，LED驅(qū)動(dòng)芯片NCV78964采用了雙相升壓(dual phase boost)技術(shù)，不僅提高了能源利用效率，還有效降低了電磁干擾(EMI)與電池端電流紋波，使得車輛在運(yùn)行過程中更加節(jié)能且安靜，而靈活的E/E參考設(shè)計(jì)方案，則允許制造商根據(jù)自身需求進(jìn)行定制，確保了產(chǎn)品能夠更好地融入各種車型的設(shè)計(jì)之中，可大幅增強(qiáng)合資及外資汽車品牌的競爭力，是提升汽車照明系統(tǒng)品質(zhì)的理想選擇。

另外，該方案對(duì)于大燈ECU功能安全與低功耗需求有完整的設(shè)計(jì)考量，其中采用的NCV68261是安森美一款帶高邊驅(qū)動(dòng)的理想二級(jí)管控制器，除了提供電池過壓、逆電壓與逆電流等完善的大燈ECU保護(hù)功能外，也可以關(guān)閉LED驅(qū)動(dòng)IC以及燈珠控制IC的電源，滿足低功耗功能需要。

從ECU到“車燈域”

汽車以太網(wǎng)的無限想象

事實(shí)上，汽車的智能化變革除了體現(xiàn)在大燈的炫酷光影外，隨著軟件定義車輛SDV的趨勢(shì)日益顯著，通過軟件來實(shí)現(xiàn)車輛的各項(xiàng)功能和服務(wù)，這要求車輛內(nèi)部必須具備高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力。傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)如CAN雖然在過去發(fā)揮了重要作用，但在數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬方面已無法滿足未來智能汽車的需求，而汽車以太網(wǎng)不僅是連接車輛各部分神經(jīng)中樞的橋梁，更是推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型不可或缺的通信技術(shù)支撐。

在PCIM Asia現(xiàn)場(chǎng)，安森美另一款汽車LED方案除了內(nèi)置LED驅(qū)動(dòng)器NCV78964和像素控制器NCV78343外，更重要的是實(shí)現(xiàn)了利用10BASE-T1S對(duì)汽車前燈的精確控制。這些組件共同構(gòu)成了一個(gè)高度集成的前燈控制系統(tǒng)，能通過ECU-Light架構(gòu)實(shí)現(xiàn)區(qū)域控制，包括每個(gè)燈光功能都可以通過圖形用戶界面(GUI)進(jìn)行控制，提供了高度靈活的頭燈配置，這意味著汽車制造商可以設(shè)計(jì)出更加個(gè)性化和多樣化的前燈系統(tǒng)，以滿足不同車型和駕駛條件的需求。同時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器的診斷信息可以定期讀取，確保系統(tǒng)始終保持最佳性能。

汽車以太網(wǎng)10BASE-T1S能夠提供更有效的數(shù)據(jù)吞吐量和更確定的延遲，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有公平的機(jī)會(huì)參與通信，為實(shí)現(xiàn)車內(nèi)多個(gè)高分辨率顯示屏、高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程診斷等功能提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，它還能促進(jìn)車輛內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)的無縫集成，并支持未來的OTA更新，使車輛在整個(gè)生命周期內(nèi)都能夠持續(xù)升級(jí)和優(yōu)化。

安森美專家強(qiáng)調(diào)道，該方案最大的亮點(diǎn)在于整個(gè)汽車大燈系統(tǒng)架構(gòu)響應(yīng)并順應(yīng)了SDV的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了每個(gè)節(jié)點(diǎn)的汽車以太網(wǎng)化，例如車頭燈系統(tǒng)的區(qū)域架構(gòu)上的“最后一公里”。這意味著無論是控制指令還是數(shù)據(jù)傳輸，全部都可經(jīng)非屏蔽雙絞線的汽車以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)，確保了從中央處理單元到末端執(zhí)行器的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能高效、可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，不僅簡化了車內(nèi)的布線結(jié)構(gòu)，還極大地提升了整體系統(tǒng)的響應(yīng)速度與協(xié)同工作的能力。

毫無疑問，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車LED照明不僅變得更加智能，而且在節(jié)能環(huán)保、提高行車安全性和舒適性等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，無論是從硬件層面的LED系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，還是10BASE-T1S技術(shù)與先進(jìn)汽車E/E架構(gòu)應(yīng)用，都在推動(dòng)著汽車照明技術(shù)向著更加高效、智能的方向發(fā)展，也讓汽車變得更加智慧、更加環(huán)保。