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采用SoC驱动器来驱动汽车高亮度LED前照灯应用

Paul Decloedt 安森美半导体汽车应用分部产品营销工程师?? 2012年02月13日 ?? 收藏0
简介

LED相较于氙气灯及卤素灯等传统车灯具有低能耗及高能效的优势,这对汽车工程师而言,可减少CO2排放及实现在汽车各方面的节能任务。

汽车前照灯应用包括远光灯、近光灯、日间行车灯(DRL)及示廓灯,是能采用LED显著节能及达到能效提升效果的一个领域,而在能效方面的优势又可以直接转化为节省燃油消耗。这还未论及基于LED的前照灯模块相较于其它灯的重要优势,如长使用寿命、设计灵活性及更强功能性。

要能够成功地开发及应用包含多串高亮度(HB) LED的高性价比、高能效的灯模块,取决于利用同等高能效系统级芯片(SoC)方案的电子控制单元(ECU)的设计;这些SoC集成所有必需的具体前照灯功能,包括诊断及连接功能。

LED在汽车领域中的早期应用

乘用车应用中,最早大规模采用LED的是中央高位停车灯(CHMSL)。能够在不显眼的低高度壳体中利用单串LED,极佳地匹配高位停车灯的应用要求。随后,基于LED的内部照明及集成转向信号灯、尾灯及刹车灯的组合尾灯(RCL)也获得大量应用。特别是在组合尾灯组件中,LED能够帮助大幅简化透镜及反射器的设计。LED相对于白炽灯泡,具有更强的耐用性及更长的预期寿命 (约3万小时对比1,000小时),使设计人员更愿意采用这种更新的技术。

高亮度LED在前照灯中的应用

技术的快速进步帮助加速了光输出显著提升的HB LED的推出,因此,在前照灯应用中使用LED已经从可能变为了现实。氙气灯及卤素灯已经在技术、最高能效及成本降低方面进入停滞期,但LED仍处在同一行程的早期,因此使用HB LED相较于已有技术的优势幅度正逐年提高。

LED在前照灯中的首代应用是用作日间行车灯。尽管仅提供低光输出并因此提供低能耗,日间行车灯就其定义而言,只要汽车发动机在运转,它就始终开启;所以事实上日间行车灯一直在消耗额外的燃油。基于LED的日间行车灯消耗仅约9 W左右的功率,可将此额外燃油消耗降至绝对最低水平。

HB LED有可能满足包括远光灯、近光灯、日间行车灯、转向信号灯及雾灯在内的所有现有前照灯应用的要求,且有可能提供极优方案,用于光束调整、路面聚光等新兴功能。在通向前照灯模块完全采用LED照明的演进路径上,某些汽车制造商目前仅选择在节能(即更佳燃油经济性)方面提供最大优势的功能来早期转用LED。前面提到的日间行车灯就是一个例子,正在越来越多的国家成为一个法定的要求。另一个例子是有关暂行维持使用卤素远光灯的决定——背后的思考过程是远光灯使用的时间极少(仅在晚上且相对方向没有车辆接近时使用),相应能够节省的总能耗/燃油极少。

HB LED成本下降及整体性能提升,新的汽车设计中采用LED的趋势将加速进行。诸如安森美半导体NCV786XX系列这样的强固、高能效(90%左右)系统级芯片LED驱动器将进一步推动此趋势的发展;NCV786XX相对于开关稳压器跨前了一大步,配合前照灯的中等到大功率要求,其双LED驱动器应用示意图如图1所示。

图1:安森美半导体的NCV78663双LED驱动器应用示意图
图1:安森美半导体的NCV78663双LED驱动器应用示意图

在考虑汽车前照灯模块,除顾及 HB LED相对于白炽灯、卤素灯及氙气灯所具有的固有低功率、高能效属性,还应把涉及汽车其它应用可省电的地方考虑在内。例如,为了提供前照灯弯道光束等先进的安全攸关型功能,传统前照灯利用电机驱动的鱼鳞板(shutter)或其它运动部件来阻挡、调整光束或使光束转向。当使用HB LED串来提供此功能时,能够以简单地使LED串中特定LED导通或关闭来提供想要的效果。

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电源技术? HB LED? 前照灯?

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