安森美汽車自適應前照燈系統(tǒng)(AFS)方案及其設計要點

近年來，汽車中的電子成分不斷提升，幫助提升燃油經(jīng)濟性，減少排放，增強安全、照明、車載網(wǎng)絡及信息娛樂系統(tǒng)等。其中，汽車前照燈是安全駕駛的一個重要環(huán)節(jié)，安森美半導體創(chuàng)新及領先行業(yè)的汽車自適應前照燈系統(tǒng)(Adaptive Front-lighting System, AFS)電機驅動方案克服傳統(tǒng)前照燈的局限，幫助提升行車安全性。本文分析AFS的特性，介紹安森美半導體的AFS方案，以及應用設計要點，幫助客戶應用汽車AFS方案。

自適應前照燈系統(tǒng)(AFS)的應用優(yōu)勢及工作原理

傳統(tǒng)汽車前照燈的燈光跟車身方向始終一致，在汽車轉彎時無法有效照明彎道內側的盲區(qū)，如果彎道內側恰好存在人或物體，而車速又未恰當降低，則會帶來安全隱患，如圖1所示。相比較而言，AFS功能可以提供旋轉(swiveling)調節(jié)效果，能夠根據(jù)方向盤的角度轉動，把有效的光束投射到駕駛者需要看清的前方路面上，幫助降低安全隱患。

圖1：AFS功能的旋轉調節(jié)(左圖)及水平調節(jié)(右圖)照明效果

除了能夠進行動態(tài)旋轉調節(jié)，AFS功能還能提供動態(tài)水平高度調節(jié)。此功能根據(jù)負載軸傳感器的信號來調節(jié)前照燈的水平高度，可以適應不同的負載及不同的斜坡環(huán)境。如圖1右側中，上圖是AFS功能在正常水平條件下的燈光投身效果，中圖是在汽車啟動或上坡時路面顛簸條件下燈光上揚效果，下圖是在剎車或下坡條件下的燈光水平下沉照明效果?？梢夾FS可根據(jù)車身水平傾斜情況動態(tài)調節(jié)燈光高度，改善照明效果，增強安全性。AFS工作原理結構圖分別如圖2和圖3所示。

圖2：AFS的工作原理結構圖

圖3：AFS的工作原理結構圖(續(xù))

步進電機驅動器的安放位置選擇

汽車AFS的旋轉及水平高度調節(jié)，是各使用一個步進電機來實現(xiàn)的，電機根據(jù)車輛四周的眾多傳感器反饋的數(shù)據(jù)作出反應，故設計人員需要采用適合的步進電機驅動方案，且安放在適合的位置。

控制AFS功能的步進電機驅動器的安放位置有兩種選擇。一種方法稱為直接驅動，典型產(chǎn)品如NCV70522。這種方案中，步進電機驅動芯片安裝在跟主微控制器(MCU)同一印制電路板(PCB)上。此電路板離前照燈部件及相關步進電機較遠，而每個電機需要與對應的信號連接。