采用SoC驅動(dòng)器來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)高亮度LED前照燈應用

LED相較于氙氣燈及鹵素燈等傳統車(chē)燈具有低能耗及高能效的優(yōu)勢，這對汽車(chē)工程師而言，可減少CO2排放及實(shí)現在汽車(chē)各方面的節能任務(wù)。

汽車(chē)前照燈應用包括遠光燈、近光燈、日間行車(chē)燈(DRL)及示廓燈，是能采用LED顯著(zhù)節能及達到能效提升效果的一個(gè)領(lǐng)域，而在能效方面的優(yōu)勢又可以直接轉化為節省燃油消耗。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(cháng)使用壽命、設計靈活性及更強功能性。

要能夠成功地開(kāi)發(fā)及應用包含多串高亮度(HB) LED的高性?xún)r(jià)比、高能效的燈模塊，取決于利用同等高能效系統級芯片(SoC)方案的電子控制單元(ECU)的設計；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(chē)領(lǐng)域中的早期應用

乘用車(chē)應用中，最早大規模采用LED的是中央高位停車(chē)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(chē)燈的應用要求。隨后，基于LED的內部照明及集成轉向信號燈、尾燈及剎車(chē)燈的組合尾燈(RCL)也獲得大量應用。特別是在組合尾燈組件中，LED能夠幫助大幅簡(jiǎn)化透鏡及反射器的設計。LED相對于白熾燈泡，具有更強的耐用性及更長(cháng)的預期壽命 (約3萬(wàn)小時(shí)對比1,000小時(shí))，使設計人員更愿意采用這種更新的技術(shù)。

高亮度LED在前照燈中的應用

技術(shù)的快速進(jìn)步幫助加速了光輸出顯著(zhù)提升的HB LED的推出，因此，在前照燈應用中使用LED已經(jīng)從可能變?yōu)榱爽F實(shí)。氙氣燈及鹵素燈已經(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用是用作日間行車(chē)燈。盡管僅提供低光輸出并因此提供低能耗，日間行車(chē)燈就其定義而言，只要汽車(chē)發(fā)動(dòng)機在運轉，它就始終開(kāi)啟；所以事實(shí)上日間行車(chē)燈一直在消耗額外的燃油?；贚ED的日間行車(chē)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(mǎn)足包括遠光燈、近光燈、日間行車(chē)燈、轉向信號燈及霧燈在內的所有現有前照燈應用的要求，且有可能提供極優(yōu)方案，用于光束調整、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(chē)制造商目前僅選擇在節能(即更佳燃油經(jīng)濟性)方面提供最大優(yōu)勢的功能來(lái)早期轉用LED。前面提到的日間行車(chē)燈就是一個(gè)例子，正在越來(lái)越多的國家成為一個(gè)法定的要求。另一個(gè)例子是有關(guān)暫行維持使用鹵素遠光燈的決定——背后的思考過(guò)程是遠光燈使用的時(shí)間極少(僅在晚上且相對方向沒(méi)有車(chē)輛接近時(shí)使用)，相應能夠節省的總能耗/燃油極少。

HB LED成本下降及整體性能提升，新的汽車(chē)設計中采用LED的趨勢將加速進(jìn)行。諸如安森美半導體NCV786XX系列這樣的強固、高能效(90%左右)系統級芯片LED驅動(dòng)器將進(jìn)一步推動(dòng)此趨勢的發(fā)展；NCV786XX相對于開(kāi)關(guān)穩壓器跨前了一大步，配合前照燈的中等到大功率要求，其雙LED驅動(dòng)器應用示意圖如圖1所示。

圖1：安森美半導體的NCV78663雙LED驅動(dòng)器應用示意圖

在考慮汽車(chē)前照燈模塊，除顧及 HB LED相對于白熾燈、鹵素燈及氙氣燈所具有的固有低功率、高能效屬性，還應把涉及汽車(chē)其它應用可省電的地方考慮在內。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，傳統前照燈利用電機驅動(dòng)的魚(yú)鱗板(shutter)或其它運動(dòng)部件來(lái)阻擋、調整光束或使光束轉向。當使用HB LED串來(lái)提供此功能時(shí)，能夠以簡(jiǎn)單地使LED串中特定LED導通或關(guān)閉來(lái)提供想要的效果。