安森美半導體針對汽車(chē)照明應用的LED及電機驅動(dòng)方案

　　隨著(zhù)LED光輸出不斷提升，彩色及白光高亮度LED已能替代白熾燈用于汽車(chē)照明。由于LED是低壓器件，根據色彩及電流不同，其正向電壓可能介于2 V至4.5 V之間;LED還需要以恒定電流驅動(dòng)，以確保所要求的光強度和色彩。安森美半導體為汽車(chē)照明應用提供符合汽車(chē)應用嚴格要求的豐富LED照明及電機驅動(dòng)方案，滿(mǎn)足不同汽車(chē)照明應用的需求。

　　汽車(chē)前照燈方案

　　現在路上行駛的大多數汽車(chē)都裝備了鹵素燈，帶有主要前照燈功能——遠光燈及近光燈。鹵素近光燈的功率消耗約55 W，提供約1,000流明的光輸出。而十年前推出的高強度氣體放電燈(HID)消耗功率約為35 W，光輸出約3,500流明。由于極高的光強度和眩光，會(huì )給迎面駛來(lái)的汽車(chē)帶來(lái)風(fēng)險，一些國家要求近光燈要自動(dòng)調節，并附加高壓清洗裝置。隨著(zhù)時(shí)間推移，HID燈將在雙氙氣方案中集成遠光燈功能。

　　雖然鹵素燈技術(shù)仍是可行的前照燈方案，但汽車(chē)設計已經(jīng)開(kāi)始越來(lái)越多地使用LED照明技術(shù)，以提供豐富的造型選擇，支持燈具“即時(shí)導通”，并實(shí)現0%到100%的亮度控制。

　　前照燈另一個(gè)重要用途是優(yōu)化彎道可見(jiàn)度的自適應前照燈系統(AFS)的光束旋轉，并根據實(shí)時(shí)環(huán)境調配光束的自適應駕駛光束(ADB)。步進(jìn)電機為AFS及ADB提供主要的控制功能。安森美半導體提供專(zhuān)門(mén)為前照燈設計的完整產(chǎn)品系列，包括通用燈泡驅動(dòng)器方案、步進(jìn)電機驅動(dòng)器、LED驅動(dòng)器及氙氣燈驅動(dòng)器。

　　1) 前照燈的水平及旋轉調節方案

　　AMIS-30623單芯片微步進(jìn)電機驅動(dòng)器控制器及LIN接口可用于設計與LIN主機遠程連接的專(zhuān)用機電方案。該器件通過(guò)總線(xiàn)接收位置指令，并使用可配置的電流、速度、加速度及減速度參數，驅動(dòng)電機線(xiàn)圈至所需的位置，還可檢測電機停轉狀況，適用于前照燈水平調整和旋轉控制。

　　NCV70521和NCV70522是單芯片微步進(jìn)電機驅動(dòng)器，帶有電流轉換表和SPI接口。NCV70522還包含嵌入式5 V穩壓器及看門(mén)狗復位功能。該器件用作外設驅動(dòng)器，從微控制器接收“下一個(gè)微步指令，并以想要的速度同步電機線(xiàn)圈電流。集成SPI總線(xiàn)允許參數設置及診斷反饋。

　　2) 先進(jìn)LED前照燈系統的電源鎮流器及雙LED驅動(dòng)器

　　用于前照燈的NCV78663單芯片智能LED驅動(dòng)器支持以單個(gè)模塊控制遠光燈、近光燈、日間行車(chē)燈、示廓燈、轉向燈、轉向指示燈及霧燈。它集成數字調光、SPI可編程設置及內置診斷功能，提供集成的高能效方案，全面控制前照燈。

　　NCV78663是降壓-升壓拓撲的LED穩流器，具有恒定平均電流、高能效集成降壓開(kāi)關(guān)(高邊)、高達2A的電流，以及擴展診斷功能(檢測開(kāi)路或驅動(dòng)器故障、短路、過(guò)流保護、單個(gè)LED故障)、熱保護的特性。

　　尾燈方案

　　現在汽車(chē)組合尾燈(RCL)越來(lái)越多地采用LED燈體組，不僅外形美觀(guān)、光效高，更有助于后車(chē)清晰地看到前車(chē)的行駛狀態(tài)。安森美半導體的NCV7680是用于汽車(chē)LED組合尾燈的線(xiàn)性穩流器及控制器，具有驅動(dòng)LED串恒流輸出、LED串開(kāi)路診斷(帶開(kāi)漏極輸出)、消除EMI顧慮的歪曲率控制功能、片上1 kHz尾沿PWM調光、過(guò)壓及過(guò)溫時(shí)降低輸出功率等特性。

　　汽車(chē)電池系統電壓波動(dòng)范圍大，在低電壓條件下提供恒定LED光輸出是關(guān)鍵特性。NCV7680包含8個(gè)線(xiàn)性可編程恒流源。采用NCV7680的系統可支持兩個(gè)亮度等級，一個(gè)用于剎車(chē)燈，一個(gè)用于尾燈;也可以采用可選的PWM控制(首選的LED調光方法)。PWM發(fā)生器的固定頻率可提供無(wú)閃爍的照明?？蛇x的外部鎮流器FET允許在要求大電流的設計中分配功率。

　　為配合常見(jiàn)的LED串組合尾燈配置，NCV7680提供8路匹配輸出，用于單獨驅動(dòng)各串，而電流由單顆電阻設定。單獨驅動(dòng)各可串確保不同串之間的電流分配均衡。NCV7680可以單獨使用，也可以與其它一些支持電路一起組成更復雜系統。該器件適用于組合尾燈、日間行車(chē)燈(DRL)、霧燈、中央高位剎車(chē)燈(CHMSL)陣列、轉向信號燈及其他外部調制應用、液晶顯示器(LCD)背光、照明模塊等。

　　汽車(chē)內部及外部照明方案

　　1) 內部RGB LED照明方案

　　本地互連網(wǎng)絡(luò )(LIN)總線(xiàn)是一種用于當今汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )架構的低成本串行通信協(xié)議。NCV7430 LIN RGB LED驅動(dòng)器結合了LIN收發(fā)器與RGB LED驅動(dòng)器及存儲器，適用于汽車(chē)內部照明。這款單芯片RGB驅動(dòng)器可監視汽車(chē)內部照明中的專(zhuān)用多色彩LED應用。

　　NCV7430包含LIN接口(從器件)，用于LED色彩及光強度參數設定。該器件通過(guò)LIN總線(xiàn)接收指令，隨后獨立驅動(dòng)LED。NCV7430在LIN總線(xiàn)上用作從器件，而主器件可以通過(guò)總線(xiàn)讀取特定狀態(tài)信息(參數值及錯誤標志)。NCV7430的LIN地址可通過(guò)器件內部存儲器編程固化。

　　NCV7430的特性還包括保護及診斷過(guò)流檢測(對地及VBB短路檢測、LED開(kāi)路檢測、高溫警示及關(guān)閉和檢測到錯誤時(shí)重試模式);省電(休眠模式供電電流20 mA、兼容14 V汽車(chē)系統);以及EMI兼容性(LIN總線(xiàn)集成斜坡控制、LED調制模式降低EMC)。

　　2) 外部及內部照明恒流穩流器(CCR)方案

　　雙端線(xiàn)性恒流穩流器(CCR)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟及強固的器件，為成本敏感的LED應用提供有效的穩流方案，適用于汽車(chē)外部照明，如中央高位剎車(chē)燈(CHMSL)，以及內部照明，如座艙燈、化妝鏡燈、手套箱。該器件不要求外部元件，可用作高邊或低邊穩流器，在寬輸入電壓范圍下對輸出電流進(jìn)行穩流，其設計帶有負溫度系數特性，用于保護LED在極端電壓及工作條件下免受熱失控影響。

　　型號為NSI45xxx、NSI50xxx、NSIC20xx、NSI45xxxJ和NSI50150AD的器件的穩流電流可在寬電壓范圍內提供恒定亮度;負溫度系數在高環(huán)境溫度條件下可保護LED;提供多種最大電壓版本(45 V、50 V及120 V)，可承受電池電壓突降。

　　除以上方案，安森美半導體還提供其它LED驅動(dòng)方案。緊湊型350 mA降壓LED驅動(dòng)器CAV4201和CAT4201采用專(zhuān)利的平均電流穩流架構，可用24 V電源驅動(dòng)串聯(lián)的多達7顆LED，處理達40 V的瞬態(tài)電壓，能效高于94%;還具有限流及過(guò)熱保護、LED開(kāi)路保護功能。其汽車(chē)版本CAV4201通過(guò)了AEC-Q100認證。另一款用于高亮度LED的多拓撲恒流開(kāi)關(guān)穩壓器NCV3065，驅動(dòng)電流達1.5 A，采用外部開(kāi)關(guān)提升能效，支持PWM及模擬調光，可承受達40 V瞬態(tài)電壓。

　　總結

　　安森美半導體運用低壓及高壓技術(shù)及電源管理方案方面的專(zhuān)知和技術(shù)，以及先進(jìn)汽車(chē)工藝技術(shù)為汽車(chē)照明應用提供各種先進(jìn)解決方案。所有這些集成電路均符合汽車(chē)可靠性和溫度等規范及環(huán)保要求，同時(shí)能夠滿(mǎn)足人們對車(chē)內照明控制、前照燈、后組合燈、霧燈、示廓燈，尤其是新光源等方面越來(lái)越高的要求，在為駕駛者帶來(lái)舒適性和樂(lè )趣，豐富消費者體驗的同時(shí)，也滿(mǎn)足了環(huán)保和節能的要求。