【導讀】智能汽車照明正不斷演進，轉向基於LED的方案，提高道路安全性，實現節能3到5倍，增強用戶體驗，且創新的車燈造型設計以及可靠性的提升，還不斷拓寬汽車照明的新境界。安森美(onsemi)關guan注zhu汽qi車che領ling域yu的de趨qu勢shi發fa展zhan，不bu斷duan推tui出chu創chuang新xin的de智zhi能neng電dian源yuan和he智zhi能neng感gan知zhi技ji術shu，以yi確que保bao道dao路lu安an全quan，也ye是shi汽qi車che照zhao明ming領ling域yu的de開kai拓tuo者zhe和he引yin領ling者zhe。本ben文wen聚ju焦jiao汽qi車che外wai部bu照zhao明ming的de係xi統tong級ji應ying用yong和he安an森sen美mei相xiang關guan設she計ji的de半ban導dao體ti方fang案an，包bao括kuo矩ju陣zhen/像素燈、造型定製及車聯萬物 (V2X)。

前照燈及SPI接口LED驅動器模塊

前照燈包括近光燈、遠光燈、日行燈、示寬燈、轉向燈和霧燈。由於係統總功率非常大，而且集成了很多功能，需要更多的散熱，設計相對複雜
，因此，一般會把前照燈的LED驅動電路單獨做成一個模塊，有助於加快研發周期
，平台化項目管理
，可靈活用於多種車輛結構和燈組造型。高級LED驅動模塊可最優化前大燈性能，能為單個LED燈珠或多個LED燈串供電，可編程，以實現對各類汽車燈光的控製，最小化電能消耗，含安全診斷功能和車載網絡(IVN)。

安森美的LED驅(qu)動(dong)模(mo)塊(kuai)具(ju)備(bei)更(geng)高(gao)的(de)集(ji)成(cheng)度(du)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)
，平(ping)台(tai)化(hua)設(she)計(ji)提(ti)供(gong)擴(kuo)展(zhan)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)，適(shi)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)前(qian)照(zhao)燈(deng)設(she)計(ji)，智(zhi)能(neng)的(de)功(gong)能(neng)分(fen)區(qu)有(you)助(zhu)於(yu)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)
，還(hai)實(shi)現(xian)獨(du)特(te)的(de)前(qian)向(xiang)照(zhao)明(ming)效(xiao)果(guo)，減(jian)少(shao)碳(tan)排(pai)放(fang)，有(you)助(zhu)於(yu)電(dian)動(dong)車(che)增(zeng)加(jia)續(xu)航(hang)。如(ru)圖(tu)1是一個前照燈係統中LED驅動電路的框圖，這6通道LED模塊可驅動多組LED燈串，對應遠光燈
、近光燈
、柱形燈、角燈、轉向燈等，含LED驅動芯片、步進電機驅動芯片、各種傳感器接口
、電源及電源管理芯片
、接口保護芯片、車聯網芯片SBC和單片機等，是個可自主工作的小係統。

圖1：可驅動多組LED串的前照燈模塊

安森美的單通道LED驅動器係統單芯片(SoC)，集ji成cheng了le車che燈deng所suo需xu要yao的de安an全quan與yu控kong製zhi功gong能neng，比bi傳chuan統tong方fang案an簡jian化hua了le外wai圍wei器qi件jian
，優you化hua了le電dian路lu的de設she計ji，可ke使shi設she計ji人ren員yuan快kuai速su完wan成cheng產chan品pin設she計ji，非fei常chang適shi用yong於yu設she計ji單dan一yi功gong能neng的deLED車燈。

安森美已開發了4代SPI-LED驅動產品。第2代是Boost-Buck芯片NCV78763，第3代有多通道的Buck芯片NCV78723和多相Boost芯片NCV78702、NCV78703，最高輸出電壓達60 V
，是目前市麵上同類型產品中電壓輸出能力最高的
，第3.5代是多通道同步整流Buck芯片NCV78825，驅動電流能力可達3 A，也是目前市麵上同類型產品中電流驅動能力最大的。第3代以後的產品適用於3組以上的LED燈串。

圖2：安森美的SPI-LED驅動產品選型圖

如果采用兩顆NCV78763
，可驅動4個不同的LED燈串，將兩個Boost並聯，可輸出更大功率，但這隻是一種簡單的功率加成，對於驅動更大功率的LED燈組，推薦采用多相交替工作的Boost芯片。在實際應用中，一顆NCV78702/NCV78703可配合多顆NCV78723，可驅動4到12個不同功率的LED燈串

，全麵覆蓋遠光、近光、柱形
、轉向
、角燈、霧燈等功能。

在此基礎上，若再加上采用同步整流Buck技術的NCV78825，可驅動更大功率的LED燈珠
，提升係統能效
，減少發熱。

Boost-Buck電源結構的優勢

Boost作為穩定的電壓源
，可保障多顆LED燈串所累加起來的壓降需求。Buck作為穩定的電流源

，直接驅動LED發光，由於電流源不受負載電壓瞬變的影響

，可實現快速的開關切換，在自適應遠光燈(ADB)矩陣/像素燈組中，有非常出色的表現。這種架構還有利於平台化的設計
，可任意搭配4到12組LED燈串，高度集成可減少外圍器件數和物料單(BOM)成本，SPI通信和診斷功能提高設計安全性。

用於矩陣/像素前照燈的像素控製器

矩陣/像素燈組是一種汽車先進前照明係統，可增強前向的照明視覺
，不僅服務於駕駛員，也適用於周圍的交通環境如防眩光、隨動轉向、照亮障礙物、行人規避等。光束中的單個像素可受控打開/關閉
，其中的像素是指LED陣列中的一顆LED燈珠，每個像素都有一個光束照亮的區域。光束智能照射可適配駕駛意圖和交通環境
，提高安全性。模塊化設計可適配任何架構。

高級矩陣/像xiang素su燈deng組zu在zai多duo種zhong駕jia駛shi場chang景jing中zhong使shi前qian大da燈deng功gong能neng最zui優you化hua，包bao括kuo照zhao射she更geng長chang距ju離li，轉zhuan彎wan時shi光guang束shu可ke切qie換huan，同tong時shi更geng清qing晰xi地di照zhao亮liang道dao路lu中zhong的de行xing人ren和he障zhang礙ai物wu
，盡jin量liang減jian少shao對dui向xiang車che輛liang產chan生sheng的de眩xuan光guang，可ke根gen據ju需xu要yao控kong製zhi單dan顆keLED像素的開關，且包含安全診斷和車聯網等功能。圖4是安森美的像素/矩陣燈組應用框圖的一個例子
，由4個LED燈串組成。

圖3：像素/矩陣燈組應用框圖

在像素燈控製芯片中，集成了12個旁路開關，每個旁路開關都可獨立控製，我們將每3個旁路開關設定為一組
，從而形成4組連接結構
，從而靈活地匹配不同的功能模塊如遠光、近光
、轉向、日行、格柵、造型燈等。因為不同的LED燈板模塊的驅動電流可能是不同的
，這可擴展像素控製芯片的應用場景，不僅僅局限於由遠近光組成的矩陣/像素燈應用
，還可實現多組開關的並聯，使得開關所能承受的電流成倍地增加，以驅動更大功率的LED燈珠。

LED燈組 – 串聯型驅動 vs. 並聯型驅動

在廣泛的車燈中，LED燈組有兩種驅動：串聯型和並聯型。上文介紹的矩陣/像素LED燈組是串聯型結構。當LED燈珠的額定工作電流大於300 mA時，一般選擇串聯型結構
，這種結構的缺點是壓降大。安森美的LED驅動芯片擁有最高可升壓至60 V 的Boost控製器
，Buck芯片則負責控製整個燈串穩定的電流輸出
，因此安森美的采用Boost-Buck電源結構的LED驅動是這種串聯型LED燈串的理想方案，同時安森美的像素燈控製芯片NCV78247和NCV78343也完美地匹配這種串聯型的LED燈組。NCV78247集成了12個矩陣開關
，每個開關的過電流能力是1 A，含SPI接口。NCV78343也集成了12個矩陣開關，每個開關的過電流能力提升到1.4 A，含UART接口，不但可用於由遠近光組成的矩陣燈組，也適用於具有動畫效果的轉向燈、日行燈
、格柵燈、造型燈等場景。

當LED燈珠額定工作電流小於100 mA時
，一般選擇並聯型驅動，這種結構的LED燈串總的額定工作電流將會是所有燈串的累加
，由於采用並聯結構

，所以每路壓降都保持相同。因此
，它不需要Boost升壓電路，在輸入端匹配一個Buck 轉換器來穩定總輸入電壓，然後采用多路線性恒流源來負責LED的穩定驅動電流。安森美提供相應的NCV7685。

圖4：LED燈組 – 串聯型驅動vs.並聯型驅動

用於車後組合燈 (停車燈、尾燈、轉向燈、造型燈) 的LED線性驅動器

這類燈屬於信號燈
，用於提醒周圍車輛和行人，本車即將要發生的駕駛意圖
，包括轉彎、刹車
、駐車等，同時車身上的各種造型也可作為汽車身份的一種標識
，工作電流一般小於100 mA。車後組合燈有這些高階功能：增強型停車燈、尾燈、轉向燈是動態的分段式燈光信號，創新的車燈造型可實現以光束打造品牌、迎賓、動畫等效果
，可驅動單串
、多串LED燈珠
，更高能效
，更少損耗，並含安全診斷功能。安森美提供單通道和多通道LED線性驅動器
，如圖6所示，單通道預驅動芯片有NCV7691/92，多通道預驅動芯片有NCV7693
，多通道直接驅動芯片有專用於刹車、停車的NCV7683，以及帶I2C接口的NCV7685。

圖5：安森美的LED線性驅動器

NCV7692和NCV7693是恒流控製器
，通過PWM控製信號驅動外置的NPN三極管
，提供穩定的線性電流。因為NCV7693可控製3路LED燈串
，所以可組合成動態的開關效果。NCV7683和NCV7685是8通道線性電流源，集成功率開關，每個通道的電流驅動能力分別是100 mA和60 mA。NCV7685有兩種工作模式：標準模式下，通過外圍電路設置芯片的各項參數，無需單片機介入，但隻能進行簡單的開關操作；I2C模式下，單片機通過I2C接口配置芯片的各項參數，可實現多樣的LED燈串動畫效果。

LED恒流調節器

這是在簡單車燈應用中的高性價比方案，設計人員可根據下表的關鍵參數為應用匹配最適合的器件。這些LED恒流調節器在寬電壓範圍內提供恒定的電流，從而實現恒定的亮度。高溫條件下，負溫係數可保護LED。

表：LED恒流調節器選型

總結

汽(qi)車(che)外(wai)部(bu)照(zhao)明(ming)為(wei)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)升(sheng)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)和(he)安(an)全(quan)開(kai)辟(pi)了(le)道(dao)路(lu)，品(pin)牌(pai)等(deng)效(xiao)和(he)造(zao)型(xing)日(ri)益(yi)多(duo)樣(yang)的(de)選(xuan)擇(ze)，及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)提(ti)升(sheng)，都(dou)在(zai)不(bu)斷(duan)拓(tuo)寬(kuan)汽(qi)車(che)外(wai)部(bu)照(zhao)明(ming)的(de)新(xin)境(jing)界(jie)。安(an)森(sen)美(mei)針(zhen)對(dui)前(qian)照(zhao)燈(deng)
、矩陣/像素燈
、車後組合燈都提供相應的半導體方案，具備高能效
、高集成度
、高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)，且(qie)平(ping)台(tai)化(hua)設(she)計(ji)實(shi)現(xian)擴(kuo)展(zhan)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)，助(zhu)力(li)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)創(chuang)新(xin)並(bing)簡(jian)化(hua)和(he)加(jia)快(kuai)開(kai)發(fa)。安(an)森(sen)美(mei)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)源(yuan)配(pei)以(yi)智(zhi)能(neng)感(gan)知(zhi)技(ji)術(shu)
，為(wei)提(ti)升(sheng)道(dao)路(lu)安(an)全(quan)鋪(pu)平(ping)道(dao)路(lu)。

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