中心議題：

• 汽車前照燈發(fā)展趨勢
• 安森美半導(dǎo)體汽車照明方案示例

解決方案：

• 安森美半導(dǎo)體的NCV78663單芯片解決方案
• 安森美半導(dǎo)體的AMIS-30623單芯片微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器解決方案
• CAV4201和CAT4201是安森美半導(dǎo)體推出的多用途緊湊型降壓LED驅(qū)動器

安森美半導(dǎo)體以先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)為依托，持續(xù)致力于汽車前照燈、儀表盤背光、內(nèi)部照明、車門照明及尾燈等汽車照明應(yīng)用提供包括標(biāo)準(zhǔn)及定制產(chǎn)品在內(nèi)的豐富方案，如步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、LED驅(qū)動器、氙氣燈驅(qū)動器、鹵素?zé)趄?qū)動器、LED背光驅(qū)動器等；尤其是在前照燈調(diào)整和偏轉(zhuǎn)用氙氣燈驅(qū)動專用集成電路(ASIC)和成為事實標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)驅(qū)動器方面。

汽車前照燈發(fā)展趨勢

目前路上行大多數(shù)汽車配備的前照燈仍為鹵素?zé)?，主要提供遠(yuǎn)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(qiáng)度氣體放電燈(HID)技術(shù)的功耗為35 W，光輸出約為3,500流明。由于HID燈發(fā)光強(qiáng)度高，有令對向接近汽車駕駛員眩目的風(fēng)險，出于安全考慮，一些國家要求近光燈帶有水平位置自動調(diào)節(jié)功能，并附帶高壓清洗裝置。隨著時間的推移，越來越多HID燈將會把遠(yuǎn)光燈功能融入到雙氙氣燈方案中。

由于節(jié)能方面的要求日趨嚴(yán)苛，雖然鹵素技術(shù)仍在用于前照燈照明，汽車設(shè)計越來越多地轉(zhuǎn)向了LED照明。LED照明可提供增強(qiáng)的造型選擇，實現(xiàn)“即時”照明，允許從0％到100％功率的亮度控制。

汽車前照燈應(yīng)用的另一個重要趨勢，就是自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(AFS)提供光束偏轉(zhuǎn)功能以優(yōu)化彎道照明，以及自適應(yīng)前照燈(ADB)以根據(jù)實際環(huán)境實時調(diào)整光束。步進(jìn)電機(jī)則為AFS和ADB提供控制功能。

安森美半導(dǎo)體為汽車前照燈照明應(yīng)用提供寬廣陣容的產(chǎn)品，從一般燈泡驅(qū)動器方案到步進(jìn)驅(qū)動器、LED驅(qū)動器和氙燈驅(qū)動器等，不一而足。
 

 
圖1：安森美半導(dǎo)體汽車前照燈方案(見深綠色背景框)

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安森美半導(dǎo)體汽車照明方案示例

1)前照燈調(diào)整和偏轉(zhuǎn)

安森美半導(dǎo)體的AMIS-30623單芯片微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器適用于前照燈的水平調(diào)整和偏轉(zhuǎn)控制。它集成了控制器和LIN接口，用LIN主機(jī)實現(xiàn)遠(yuǎn)程連接的專用機(jī)電一體化解決方案設(shè)計。該器件通過總線接收位置調(diào)整指令，隨后驅(qū)動電機(jī)線圈到所需的位置，利用電流、速度、加速度和減速配置參數(shù)。AMIS-30623還還可檢測電機(jī)停轉(zhuǎn)狀態(tài)。
 

 
圖2：AMIS-30623前照燈水平調(diào)整和偏轉(zhuǎn)電路

安森美半導(dǎo)體還有另外兩款器件也可以用于上述應(yīng)用，NCV70521和NCV70522均為單芯片微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，帶有電流轉(zhuǎn)換表和SPI接口。NCV70522還包括嵌入式5 V穩(wěn)壓器和看門狗復(fù)位功能。該器件可作為外設(shè)驅(qū)動器，接受來自微控制器的“下一步微步”指令，并使電機(jī)線圈電流與所需速度同步。集成的SPI總線允許參數(shù)設(shè)置和診斷反饋。
 

 
圖3：NCV70522單芯片微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器

2)高級LED前照燈電源鎮(zhèn)流器及雙LED驅(qū)動器

安森美半導(dǎo)體的NCV78663單芯片、智能前照燈LED驅(qū)動器可實現(xiàn)遠(yuǎn)光燈、近光燈、日間行車燈、示廓燈、彎道輔助照明燈、轉(zhuǎn)向指示燈、及霧燈的單芯片控制。NCV78663集成了數(shù)字調(diào)光、SPI可編程設(shè)置和內(nèi)置診斷，提供了一個集成的、高能效集成型前照燈控制解決方案。
 

 
圖4：NCV78663前照燈電源鎮(zhèn)流器

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3)LED組合尾燈線性電流穩(wěn)流和控制器

安森美半導(dǎo)體的NCV7680包括8個線性可編程恒流源。采用NCV7680的系統(tǒng)設(shè)計可實現(xiàn)兩個亮度等級，一個是剎車燈，一個是尾部照明；還可以實現(xiàn)可選PWM控制，這是調(diào)光LED的首選方法。PWM發(fā)生器的固定頻率可提供無閃爍照明。可選的外部鎮(zhèn)流器FET有助于實現(xiàn)要求高電流設(shè)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(qū)動各串LED，且采用1顆電阻來設(shè)定電流。單獨(dú)的LED串驅(qū)動可確保LED串之間相等的電流分配。

NCV7680可以作為一個獨(dú)立器件，也可以作為配合復(fù)雜系統(tǒng)的額外支持電路。結(jié)合升壓控制器運(yùn)行時，額外LED可連接為一個LED串。其典型應(yīng)用包括組合尾燈、日間行車燈(DRL)、霧燈、中央高位剎車燈(CHMSL)陣列、轉(zhuǎn)向指示燈和其他外部調(diào)制應(yīng)用、液晶顯示器(LCD)背光等。
 

 
圖5：NCV7680組合尾燈線性電流穩(wěn)流和控制器

4)汽車內(nèi)部照明LIN RGB LED驅(qū)動器

LIN總線(本地互連網(wǎng)絡(luò))是一種低成本的串行通信協(xié)議，在目前汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中比較流行。它是一個相對低速率的通信系統(tǒng)，旨在監(jiān)視當(dāng)今汽車中的傳感器設(shè)備或執(zhí)行器。

安森美半導(dǎo)體的NCV7430 LIN RGB LED驅(qū)動器結(jié)合了LIN收發(fā)器與RGB LED驅(qū)動器和內(nèi)存。它是一個單芯片RGB驅(qū)動器，旨在監(jiān)測汽車內(nèi)部照明中的專用多色LED應(yīng)用。它包含LED顏色和亮度參數(shù)編程的LIN接口(從設(shè)備)。器件通過LIN總線接收指令，隨后獨(dú)立驅(qū)動LED。
NCV7430是LIN總線上的從器件，主器件可以請求特定狀態(tài)信息(參數(shù)值和錯誤標(biāo)志)。NCV7430的LIN地址可以用器件內(nèi)存編程。NCV7430與汽車要求完全兼容。
 

 
圖6：NCV7430 LIN RGB LED驅(qū)動器

5)汽車外部和內(nèi)部照明恒流穩(wěn)流器

安森美半導(dǎo)體的雙端線性恒定穩(wěn)流器(CCR)是簡單、經(jīng)濟(jì)和強(qiáng)大的器件，為成本敏感的LED應(yīng)用電流調(diào)節(jié)提供了一個有效的解決方案。該器件無需外部元件，就能夠?qū)崿F(xiàn)高邊或低邊穩(wěn)流器。這些器件可在較寬輸入電壓范圍調(diào)節(jié)輸出電流，具有負(fù)溫度系數(shù)特性，防止極端電壓和工作溫度條件下LED的熱失控。這類器件包括NSI45xxx、NSI50xxx、NSIC20xx和NSI45xxxJ幾個系列。
 

 
圖7：NSI45汽車外部和內(nèi)部照明恒流穩(wěn)流器

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6)緊湊型降壓LED驅(qū)動器和高亮度LED恒流開關(guān)穩(wěn)壓器

CAV4201和CAT4201是安森美半導(dǎo)體推出的多用途緊湊型降壓LED驅(qū)動器，采用專利的均流調(diào)節(jié)架構(gòu)，可用24 V驅(qū)動多達(dá)7個串聯(lián)的LED，處理高達(dá)40 V瞬變；其電源效率高于94％，有電流限制、熱保護(hù)及LED開路保護(hù)功能。重要的是，它符合AEC-Q100規(guī)范，除適合MR16燈泡、光條、建筑照明、標(biāo)牌和太陽能照明外，更適合汽車照明應(yīng)用。
 

 
圖8：CAV4201緊湊型降壓LED驅(qū)動器

NCV3065和NCV3066是多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、高亮度LED恒流開關(guān)穩(wěn)壓器，符合AEC-Q100要求。其LED驅(qū)動電流高達(dá)1.5 A，用外部開關(guān)提高效率，適用于PWM和模擬調(diào)光，處理高達(dá)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(huán)境的汽車LED驅(qū)動器應(yīng)用，實現(xiàn)高亮度LED的高效率和高可靠性。
 

 
圖9：NCV3065高亮度LED恒流開關(guān)穩(wěn)壓器

總結(jié)

安森美半導(dǎo)體一直在利用其先進(jìn)汽車工藝技術(shù)為汽車照明應(yīng)用提供各種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和定制器件。所有這些集成電路均符合汽車可靠性和溫度等規(guī)范和環(huán)保要求，在滿足人們對車內(nèi)照明控制、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(nèi)的新興照明技術(shù)所帶來的舒適性和樂趣。