全LED前照燈應用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1：安森美半導體單芯片智能前照燈LED驅動器NCV78663應用電路圖。

　 　安森美半導體配合全LED前照燈驅動需求，推出了NCV78663單芯片高能效智能電源鎮流器及雙LED驅動器系統級芯片（SoC），用于先進的LED 前照燈系統。NCV78663采用降壓-升壓拓撲結構，能夠提供高于90%的總能效，是一款高集成度方案，使設計人員能夠以單顆SoC控制遠光燈及近光 燈、日間行車燈、轉向指示燈及霧燈。NCV78663極適合于驅動大電流LED（電流可達2 A），支持PWM調光以維持LED色溫及平均電流受控。NCV78663通過兩個內置獨立降壓開關通道，以極少數量的外部元件，提供驅動電壓達60 V的兩串LED的完整驅動方案。每個通道可以根據應用要求來通過SPI接口和/或OTP設置來定制輸出電流和電壓。這器件在片上提供汽車前照燈診斷功能， 還集成了升壓控制器，為設計人員提供外部元件數量有限的獨特輸入電流濾波器。NCV78663既能獨立使用，也可以與微控制器結合使用，靈活性極高。這方 案源自電池的EMC較低，輻射至LED串的EMC也較低。

　　安森美半導體的NCV78663全LED前照燈驅動器已經獲得奔馳E系列的采用，每輛車在其先進前照燈系統中使用多達6顆NCV78663，還使用多達3顆的安森美半導體NCV70522步進電機驅動器。

　　安森美半導體最新矩陣式動態智能全LED前照燈方案

　　近年來，市場上出現了矩陣式動態智能全LED前照燈，如奔馳新一代S級汽車中配備的智能型LED前照燈。此前照燈系統內包含56顆LED，每個LED能夠分別點亮、熄滅或是調整亮度。此燈的獨特功能如下：

　　· 防對向車輛炫目：LED根據前雷達和立體攝像機的數據進行點亮、熄滅或者是調整亮度動作，實現自動調整照射范圍，保證自己視線的同時，避免造成對方車輛炫目。

　　· 繞開前方車輛輪廓：遇到前方同方向行駛車輛時，可繞開前車輪廓，同時完全照亮前車左側和右側區域。因此夜間行車時可一直開啟遠光燈，大幅提升行車安全性。

　　· 遇行人快速閃爍：智能頭燈可以識別出前方行人，用大燈自動快速閃爍，以提醒行人避開危險，降低夜間意外的可能。

　　圖2：動態智能全LED前照燈之獨特功能示意。

　 　這樣的矩陣式動態智能全LED前照燈可以采用串聯或并聯驅動結構。采用并聯結構時，各顆LED在電氣特性方面的差異對照明系統的性能有顯著影響，造成能 耗增加及散熱問題。串聯驅動結構中，LED驅動器提供恒流源，短路開關可以關閉單個LED，從而能夠根據需要來改變光束。如果在串聯驅動電路中增加伴侶芯 片（像素控制器），透過系統劃分，這樣就有可能避免并聯拓撲結構所固有的能耗及熱管理問題。

　　圖3a：安森美半導體矩陣式汽車LED前照燈方案示意圖。

　　圖3b：安森美半導體矩陣式汽車LED前照燈方案示意圖（續）。

　　安森美半導體的NCV78763降壓-升壓LED驅動IC在這矩陣式動態智能全LED前照燈中充當電流源，它與集成型像素控制器/伴侶芯片相輔相成。這種模塊化方法減少了元件數量，并簡化應用流程，因而加速產品上市。

　　總結：

　 　本文介紹LED在汽車照明中的各種應用，分析LED的應用優勢，特別是如今越來越受到重視的幫助提升汽車主動安全性能方面的優勢，概覽典型汽車照明應用的LED驅動器方案，重點介紹配合最新全LED汽車前照燈要求的安森美半導體NCV78663高集成度LED驅動器方案，特別是它在最新矩陣式智能動態 LED前照燈系統中的應用。