安森美半導體先進汽車LED照明解決方案全透視
發布時間:2012-04-19 來源:安森美半導體
中心議題:
- 汽車前照燈發展趨勢
- 安森美半導體汽車照明方案示例
解決方案:
- 安森美半導體的NCV78663單芯片解決方案
- 安森美半導體的AMIS-30623單芯片微步進電機驅動器解決方案
- CAV4201和CAT4201是安森美半導體推出的多用途緊湊型降壓LED驅動器
安森美半導體以先進半導體技術為依托,持續致力於汽車前照燈、儀表盤背光、內部照明、車門照明及尾燈等汽車照明應用提供包括標準及定製產品在內的豐富方案,如步進電機驅動器、LED驅動器、氙氣燈驅動器、鹵素燈驅動器、LED背光驅動器等;尤其是在前照燈調整和偏轉用氙氣燈驅動專用集成電路(ASIC)和成為事實標準的步進驅動器方麵。
汽車前照燈發展趨勢
目前路上行大多數汽車配備的前照燈仍為鹵素燈,主要提供遠光燈和近光燈(HB)功能。其中,近光燈的典型功耗為55 W,光輸出約為1,000流明。相比較而言,推出已有10多年的高強度氣體放電燈(HID)技術的功耗為35 W,光輸出約為3,500流明。由於HID燈(deng)發(fa)光(guang)強(qiang)度(du)高(gao),有(you)令(ling)對(dui)向(xiang)接(jie)近(jin)汽(qi)車(che)駕(jia)駛(shi)員(yuan)眩(xuan)目(mu)的(de)風(feng)險(xian),出(chu)於(yu)安(an)全(quan)考(kao)慮(lv),一(yi)些(xie)國(guo)家(jia)要(yao)求(qiu)近(jin)光(guang)燈(deng)帶(dai)有(you)水(shui)平(ping)位(wei)置(zhi)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)功(gong)能(neng),並(bing)附(fu)帶(dai)高(gao)壓(ya)清(qing)洗(xi)裝(zhuang)置(zhi)。隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi),越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)HID燈將會把遠光燈功能融入到雙氙氣燈方案中。
由於節能方麵的要求日趨嚴苛,雖然鹵素技術仍在用於前照燈照明,汽車設計越來越多地轉向了LED照明。LED照明可提供增強的造型選擇,實現“即時”照明,允許從0%到100%功率的亮度控製。
汽車前照燈應用的另一個重要趨勢,就是自適應前照燈係統(AFS)提供光束偏轉功能以優化彎道照明,以及自適應前照燈(ADB)以根據實際環境實時調整光束。步進電機則為AFS和ADB提供控製功能。
安森美半導體為汽車前照燈照明應用提供寬廣陣容的產品,從一般燈泡驅動器方案到步進驅動器、LED驅動器和氙燈驅動器等,不一而足。

圖1:安森美半導體汽車前照燈方案(見深綠色背景框)
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安森美半導體汽車照明方案示例
1)前照燈調整和偏轉
安森美半導體的AMIS-30623單芯片微步進電機驅動器適用於前照燈的水平調整和偏轉控製。它集成了控製器和LIN接口,用LIN主機實現遠程連接的專用機電一體化解決方案設計。該器件通過總線接收位置調整指令,隨後驅動電機線圈到所需的位置,利用電流、速度、加速度和減速配置參數。AMIS-30623還還可檢測電機停轉狀態。

圖2:AMIS-30623前照燈水平調整和偏轉電路
安森美半導體還有另外兩款器件也可以用於上述應用,NCV70521和NCV70522均為單芯片微步進電機驅動器,帶有電流轉換表和SPI接口。NCV70522還包括嵌入式5 V穩壓器和看門狗複位功能。該器件可作為外設驅動器,接受來自微控製器的“下一步微步”指令,並使電機線圈電流與所需速度同步。集成的SPI總線允許參數設置和診斷反饋。

圖3:NCV70522單芯片微步進電機驅動器
2)高級LED前照燈電源鎮流器及雙LED驅動器
安森美半導體的NCV78663單芯片、智能前照燈LED驅動器可實現遠光燈、近光燈、日間行車燈、示廓燈、彎道輔助照明燈、轉向指示燈、及霧燈的單芯片控製。NCV78663集成了數字調光、SPI可編程設置和內置診斷,提供了一個集成的、高能效集成型前照燈控製解決方案。

圖4:NCV78663前照燈電源鎮流器
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3)LED組合尾燈線性電流穩流和控製器
安森美半導體的NCV7680包括8個線性可編程恒流源。采用NCV7680的係統設計可實現兩個亮度等級,一個是刹車燈,一個是尾部照明;還可以實現可選PWM控製,這是調光LED的首選方法。PWM發生器的固定頻率可提供無閃爍照明。可選的外部鎮流器FET有助於實現要求高電流設計的電源分布。
為了支持LED串常見的汽車組合尾燈(RCL)配置,NCV7680提供了八路匹配輸出來驅動各串LED,且采用1顆電阻來設定電流。單獨的LED串驅動可確保LED串之間相等的電流分配。
NCV7680可以作為一個獨立器件,也可以作為配合複雜係統的額外支持電路。結合升壓控製器運行時,額外LED可連接為一個LED串。其典型應用包括組合尾燈、日間行車燈(DRL)、霧燈、中央高位刹車燈(CHMSL)陣列、轉向指示燈和其他外部調製應用、液晶顯示器(LCD)背光等。

圖5:NCV7680組合尾燈線性電流穩流和控製器
4)汽車內部照明LIN RGB LED驅動器
LIN總線(本地互連網絡)shiyizhongdichengbendechuanxingtongxinxieyi,zaimuqianqichewangluojiagouzhongbijiaoliuxing。tashiyigexiangduidisulvdetongxinxitong,zhizaijianshidangjinqichezhongdechuanganqishebeihuozhixingqi。
安森美半導體的NCV7430 LIN RGB LED驅動器結合了LIN收發器與RGB LED驅動器和內存。它是一個單芯片RGB驅動器,旨在監測汽車內部照明中的專用多色LED應用。它包含LED顏色和亮度參數編程的LIN接口(從設備)。器件通過LIN總線接收指令,隨後獨立驅動LED。
NCV7430是LIN總線上的從器件,主器件可以請求特定狀態信息(參數值和錯誤標誌)。NCV7430的LIN地址可以用器件內存編程。NCV7430與汽車要求完全兼容。

圖6:NCV7430 LIN RGB LED驅動器
5)汽車外部和內部照明恒流穩流器
安森美半導體的雙端線性恒定穩流器(CCR)是簡單、經濟和強大的器件,為成本敏感的LEDyingyongdianliutiaojietigongleyigeyouxiaodejiejuefangan。gaiqijianwuxuwaibuyuanjian,jiunenggoushixiangaobianhuodibianwenliuqi。zhexieqijiankezaijiaokuanshurudianyafanweitiaojieshuchudianliu,juyoufuwenduxishutexing,fangzhijiduandianyahegongzuowendutiaojianxiaLED的熱失控。這類器件包括NSI45xxx、NSI50xxx、NSIC20xx和NSI45xxxJ幾個係列。
圖7:NSI45汽車外部和內部照明恒流穩流器
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6)緊湊型降壓LED驅動器和高亮度LED恒流開關穩壓器
CAV4201和CAT4201是安森美半導體推出的多用途緊湊型降壓LED驅動器,采用專利的均流調節架構,可用24 V驅動多達7個串聯的LED,處理高達40 V瞬變;其電源效率高於94%,有電流限製、熱保護及LED開路保護功能。重要的是,它符合AEC-Q100規範,除適合MR16燈泡、光條、建築照明、標牌和太陽能照明外,更適合汽車照明應用。

圖8:CAV4201緊湊型降壓LED驅動器
NCV3065和NCV3066是多拓撲結構、高亮度LED恒流開關穩壓器,符合AEC-Q100要求。其LED驅動電流高達1.5 A,用外部開關提高效率,適用於PWM和模擬調光,處理高達40 V瞬變。兩款器件十分適合電路板空間有限、存在高壓、高溫環境的汽車LED驅動器應用,實現高亮度LED的高效率和高可靠性。

圖9:NCV3065高亮度LED恒流開關穩壓器
總結
安an森sen美mei半ban導dao體ti一yi直zhi在zai利li用yong其qi先xian進jin汽qi車che工gong藝yi技ji術shu為wei汽qi車che照zhao明ming應ying用yong提ti供gong各ge種zhong標biao準zhun產chan品pin和he定ding製zhi器qi件jian。所suo有you這zhe些xie集ji成cheng電dian路lu均jun符fu合he汽qi車che可ke靠kao性xing和he溫wen度du等deng規gui範fan和he環huan保bao要yao求qiu,在zai滿man足zu人ren們men對dui車che內nei照zhao明ming控kong製zhi、前照燈、組合尾燈、霧燈、示廓燈,尤其是新光源要求的同時,也讓駕駛者充分體驗到了包括LED照明在內的新興照明技術所帶來的舒適性和樂趣。
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