安森美半導(dǎo)體矩陣式全LED前照燈方案因應(yīng)市場(chǎng)趨勢(shì)

　　近年來(lái)，憑借光效增高、能耗低、可靠性高、壽命長(zhǎng)、尺寸小及環(huán)保等眾多優(yōu)勢(shì)，LED在汽車(chē)內(nèi)部及外部照明中的應(yīng)用日漸增多，已經(jīng)從最初不那么緊要的汽車(chē)照明應(yīng)用，如座艙內(nèi)照明、停車(chē)燈及儀表板背光，跨越到了前照燈及組合尾燈等更寬廣應(yīng)用。特別是由于尺寸小，LED能夠配合豐富的形狀和線條變化，有助提升車(chē)燈辨識(shí)度，被指定用于眾多中高檔車(chē)的前照燈系統(tǒng)，配合漂亮的外觀造型設(shè)計(jì)。圖1所示的是如今典型的汽車(chē)LED照明應(yīng)用。

　　
圖1：典型汽車(chē)LED照明應(yīng)用。

　　汽車(chē)LED照明——不僅是漂亮，更助提升汽車(chē)主動(dòng)安全性

　　LED照明給汽車(chē)帶來(lái)的直觀好處，并不限于漂亮造型。根據(jù)美國(guó)全國(guó)公路交通安全管理局(NHTSA)和歐洲委員會(huì)(EC)統(tǒng)計(jì)，雖然只有25%的駕駛是在夜間和光線不足期間，但卻有40%的死亡和重傷事故發(fā)生在這段時(shí)間。故改善汽車(chē)照明，特別是夜間和光線不足條件下的照明，有助提升汽車(chē)主動(dòng)安全性。實(shí)際上，為了保護(hù)駕駛員/車(chē)上人員/路邊行人的安全，業(yè)界長(zhǎng)期致力于開(kāi)發(fā)各種汽車(chē)照明方案，如用于改善夜間轉(zhuǎn)彎時(shí)照明的自適應(yīng)前照燈(AFS)方案，及用于改善日間行車(chē)安全的日間行車(chē)燈(DRL)方案。

　　與傳統(tǒng)上在汽車(chē)照明中廣泛應(yīng)用的白熾燈和高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)相比，LED用于汽車(chē)照明有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。如LED響應(yīng)時(shí)間短，用于剎車(chē)燈可以增加后車(chē)的剎車(chē)距離，用于轉(zhuǎn)向燈則有更好警示效果。LED的亮度高，但又不像HID那樣刺眼，有助降低對(duì)向行駛汽車(chē)駕駛員眩目的風(fēng)險(xiǎn)。LED燈能耗比白熾燈或HID低很多，有助降低燃油消耗，節(jié)省支出。

　　典型汽車(chē)照明應(yīng)用LED驅(qū)動(dòng)器方案

　　不同汽車(chē)照明應(yīng)用對(duì)LED電流的要求各不相同，故需結(jié)合具體應(yīng)用要求，選擇適合的LED驅(qū)動(dòng)器方案。典型LED驅(qū)動(dòng)方案包括電阻、線性恒流穩(wěn)流器、線性穩(wěn)壓器及開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等。

　　其中，電阻是最簡(jiǎn)單、最低成本的LED限流方案，但能效也最低，且存在LED篩選成本及熱失控等問(wèn)題。恒流穩(wěn)流器(CCR)性能高于電阻方案，但成本低于線性或開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器方案，適合低電流LED照明應(yīng)用。線性穩(wěn)壓器支持多條線路并行配置以幫助散熱，提供達(dá)±2%的穩(wěn)流精度，無(wú)電磁干擾(EMI)問(wèn)題，成本中等，但能效也較低。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器廣泛使用。這種方案成本更高，技術(shù)更復(fù)雜，但支持任何類(lèi)型的輸入電壓與輸出電壓關(guān)系，且根據(jù)輸入/輸出條件，能效能夠高于90%，但存在EMI問(wèn)題。

　　
圖2：典型汽車(chē)照明應(yīng)用及LED驅(qū)動(dòng)器方案

　　除了這些方案，安森美半導(dǎo)體還推出高集成LED照明管理集成電路(LMIC)。這些LMIC集成了多種LED驅(qū)動(dòng)及控制功能，相當(dāng)于完整子系統(tǒng)，能夠承受高達(dá)125℃的環(huán)境溫度，用于汽車(chē)前照燈、組合尾燈及最新的AFS等應(yīng)用。

　　
全LED前照燈應(yīng)用要求及高集成度驅(qū)動(dòng)方案

　　2008年，奧迪R8全球第一次采用全LED前照燈。這全LED前照燈中包含近光燈、遠(yuǎn)光燈、轉(zhuǎn)向燈及日間行車(chē)燈等模塊，其中各含不同數(shù)量LED。根據(jù)研究及咨詢服務(wù)公司SNE Research的數(shù)據(jù)，2013年全球汽車(chē)市場(chǎng)LED前照燈的滲透率不足5%，但預(yù)計(jì)到2020年這一比例將超過(guò)50%，可見(jiàn)增長(zhǎng)前景十分可觀。

　　但全LED前照燈對(duì)驅(qū)動(dòng)方案提出更高要求，要求高能效集成驅(qū)動(dòng)器，支持從單個(gè)LED到多串LED等不同配置(電壓可高達(dá)60 V)，還要求脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光，如用于示廓燈。全LED前照燈還要求LED串低EMC輻射，且對(duì)散熱、診斷及通信接口等多方面提出了要求。

　　圖3：安森美半導(dǎo)體單芯片智能前照燈LED驅(qū)動(dòng)器NCV78663應(yīng)用電路圖。