采用SoC驅(qū)動器來驅(qū)動汽車高亮度LED前照燈應(yīng)用

LED相較于氙氣燈及鹵素?zé)舻葌鹘y(tǒng)車燈具有低能耗及高能效的優(yōu)勢，這對汽車工程師而言，可減少CO2排放及實現(xiàn)在汽車各方面的節(jié)能任務(wù)。

汽車前照燈應(yīng)用包括遠(yuǎn)光燈、近光燈、日間行車燈(DRL)及示廓燈，是能采用LED顯著節(jié)能及達(dá)到能效提升效果的一個領(lǐng)域，而在能效方面的優(yōu)勢又可以直接轉(zhuǎn)化為節(jié)省燃油消耗。這還未論及基于LED的前照燈模塊相較于其它燈的重要優(yōu)勢，如長使用壽命、設(shè)計靈活性及更強(qiáng)功能性。

要能夠成功地開發(fā)及應(yīng)用包含多串高亮度(HB) LED的高性價比、高能效的燈模塊，取決于利用同等高能效系統(tǒng)級芯片(SoC)方案的電子控制單元(ECU)的設(shè)計；這些SoC集成所有必需的具體前照燈功能，包括診斷及連接功能。

LED在汽車領(lǐng)域中的早期應(yīng)用

乘用車應(yīng)用中，最早大規(guī)模采用LED的是中央高位停車燈(CHMSL)。能夠在不顯眼的低高度殼體中利用單串LED，極佳地匹配高位停車燈的應(yīng)用要求。隨后，基于LED的內(nèi)部照明及集成轉(zhuǎn)向信號燈、尾燈及剎車燈的組合尾燈(RCL)也獲得大量應(yīng)用。特別是在組合尾燈組件中，LED能夠幫助大幅簡化透鏡及反射器的設(shè)計。LED相對于白熾燈泡，具有更強(qiáng)的耐用性及更長的預(yù)期壽命 (約3萬小時對比1,000小時)，使設(shè)計人員更愿意采用這種更新的技術(shù)。

高亮度LED在前照燈中的應(yīng)用

技術(shù)的快速進(jìn)步幫助加速了光輸出顯著提升的HB LED的推出，因此，在前照燈應(yīng)用中使用LED已經(jīng)從可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實。氙氣燈及鹵素?zé)粢呀?jīng)在技術(shù)、最高能效及成本降低方面進(jìn)入停滯期，但LED仍處在同一行程的早期，因此使用HB LED相較于已有技術(shù)的優(yōu)勢幅度正逐年提高。

LED在前照燈中的首代應(yīng)用是用作日間行車燈。盡管僅提供低光輸出并因此提供低能耗，日間行車燈就其定義而言，只要汽車發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，它就始終開啟；所以事實上日間行車燈一直在消耗額外的燃油。基于LED的日間行車燈消耗僅約9 W左右的功率，可將此額外燃油消耗降至絕對最低水平。

HB LED有可能滿足包括遠(yuǎn)光燈、近光燈、日間行車燈、轉(zhuǎn)向信號燈及霧燈在內(nèi)的所有現(xiàn)有前照燈應(yīng)用的要求，且有可能提供極優(yōu)方案，用于光束調(diào)整、路面聚光等新興功能。在通向前照燈模塊完全采用LED照明的演進(jìn)路徑上，某些汽車制造商目前僅選擇在節(jié)能(即更佳燃油經(jīng)濟(jì)性)方面提供最大優(yōu)勢的功能來早期轉(zhuǎn)用LED。前面提到的日間行車燈就是一個例子，正在越來越多的國家成為一個法定的要求。另一個例子是有關(guān)暫行維持使用鹵素遠(yuǎn)光燈的決定——背后的思考過程是遠(yuǎn)光燈使用的時間極少(僅在晚上且相對方向沒有車輛接近時使用)，相應(yīng)能夠節(jié)省的總能耗/燃油極少。

HB LED成本下降及整體性能提升，新的汽車設(shè)計中采用LED的趨勢將加速進(jìn)行。諸如安森美半導(dǎo)體NCV786XX系列這樣的強(qiáng)固、高能效(90%左右)系統(tǒng)級芯片LED驅(qū)動器將進(jìn)一步推動此趨勢的發(fā)展；NCV786XX相對于開關(guān)穩(wěn)壓器跨前了一大步，配合前照燈的中等到大功率要求，其雙LED驅(qū)動器應(yīng)用示意圖如圖1所示。

圖1：安森美半導(dǎo)體的NCV78663雙LED驅(qū)動器應(yīng)用示意圖

在考慮汽車前照燈模塊，除顧及 HB LED相對于白熾燈、鹵素?zé)艏半瘹鉄羲哂械墓逃械凸β?、高能效屬性，還應(yīng)把涉及汽車其它應(yīng)用可省電的地方考慮在內(nèi)。例如，為了提供前照燈彎道光束等先進(jìn)的安全攸關(guān)型功能，傳統(tǒng)前照燈利用電機(jī)驅(qū)動的魚鱗板(shutter)或其它運(yùn)動部件來阻擋、調(diào)整光束或使光束轉(zhuǎn)向。當(dāng)使用HB LED串來提供此功能時，能夠以簡單地使LED串中特定LED導(dǎo)通或關(guān)閉來提供想要的效果。