安森美半導體矩陣式全LED前照燈方案因應市場趨勢

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

　　
圖1：典型汽車LED照明應用。

　　汽車LED照明——不僅是漂亮，更助提升汽車主動安全性

　　LED照明給汽車帶來的直觀好處，并不限于漂亮造型。根據美國全國公路交通安全管理局(NHTSA)和歐洲委員會(EC)統計，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生在這段時間。故改善汽車照明，特別是夜間和光線不足條件下的照明，有助提升汽車主動安全性。實際上，為了保護駕駛員/車上人員/路邊行人的安全，業界長期致力于開發各種汽車照明方案，如用于改善夜間轉彎時照明的自適應前照燈(AFS)方案，及用于改善日間行車安全的日間行車燈(DRL)方案。

　　與傳統上在汽車照明中廣泛應用的白熾燈和高強度氣體放電燈(HID)相比，LED用于汽車照明有著無可比擬的優點。如LED響應時間短，用于剎車燈可以增加后車的剎車距離，用于轉向燈則有更好警示效果。LED的亮度高，但又不像HID那樣刺眼，有助降低對向行駛汽車駕駛員眩目的風險。LED燈能耗比白熾燈或HID低很多，有助降低燃油消耗，節省支出。

　　典型汽車照明應用LED驅動器方案

　　不同汽車照明應用對LED電流的要求各不相同，故需結合具體應用要求，選擇適合的LED驅動器方案。典型LED驅動方案包括電阻、線性恒流穩流器、線性穩壓器及開關穩壓器等。

　　其中，電阻是最簡單、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題。恒流穩流器(CCR)性能高于電阻方案，但成本低于線性或開關穩壓器方案，適合低電流LED照明應用。線性穩壓器支持多條線路并行配置以幫助散熱，提供達±2%的穩流精度，無電磁干擾(EMI)問題，成本中等，但能效也較低。開關穩壓器廣泛使用。這種方案成本更高，技術更復雜，但支持任何類型的輸入電壓與輸出電壓關系，且根據輸入/輸出條件，能效能夠高于90%，但存在EMI問題。

　　
圖2：典型汽車照明應用及LED驅動器方案

　　除了這些方案，安森美半導體還推出高集成LED照明管理集成電路(LMIC)。這些LMIC集成了多種LED驅動及控制功能，相當于完整子系統，能夠承受高達125℃的環境溫度，用于汽車前照燈、組合尾燈及最新的AFS等應用。

　　
全LED前照燈應用要求及高集成度驅動方案

　　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、遠光燈、轉向燈及日間行車燈等模塊，其中各含不同數量LED。根據研究及咨詢服務公司SNE Research的數據，2013年全球汽車市場LED前照燈的滲透率不足5%，但預計到2020年這一比例將超過50%，可見增長前景十分可觀。

　　但全LED前照燈對驅動方案提出更高要求，要求高能效集成驅動器，支持從單個LED到多串LED等不同配置(電壓可高達60 V)，還要求脈寬調制(PWM)調光，如用于示廓燈。全LED前照燈還要求LED串低EMC輻射，且對散熱、診斷及通信接口等多方面提出了要求。

　　圖3：安森美半導體單芯片智能前照燈LED驅動器NCV78663應用電路圖。