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低成本、高可用 開啟汽車LED照明新時(shí)代

發(fā)布時(shí)間:2024-06-27 來源:世健 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】車用LED燈作為一種新型照明產(chǎn)品,憑借其體積小、亮度高、能耗低、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),有效減少了更換頻率、降低了維護(hù)成本,在汽車產(chǎn)品上正逐漸替代傳統(tǒng)、低效的鹵素?zé)艉碗瘹鉄?,成為全球汽車照明市?chǎng)的主流產(chǎn)品。


車用LED燈作為一種新型照明產(chǎn)品,憑借其體積小、亮度高、能耗低、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),有效減少了更換頻率、降低了維護(hù)成本,在汽車產(chǎn)品上正逐漸替代傳統(tǒng)、低效的鹵素?zé)艉碗瘹鉄?,成為全球汽車照明市?chǎng)的主流產(chǎn)品。


與此同時(shí),隨著自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)等技術(shù)的普及,汽車LED的應(yīng)用場(chǎng)景也將進(jìn)一步拓展,為市場(chǎng)增長(zhǎng)提供更多機(jī)會(huì)。目前汽車LED市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,主要產(chǎn)品類型包括LED車燈、車內(nèi)照明、氛圍燈等。其中,LED車燈是目前應(yīng)用非常廣泛的產(chǎn)品類型,包括前后大燈組、霧燈等。市場(chǎng)調(diào)研公司SkyQuest報(bào)告指出,預(yù)計(jì)未來幾年,全球汽車LED市場(chǎng)規(guī)模將以年較高的復(fù)合增長(zhǎng)率實(shí)現(xiàn)逐年增長(zhǎng)。


低成本、高可用 開啟汽車LED照明新時(shí)代


從出色的電源轉(zhuǎn)換效率到優(yōu)異的調(diào)光性能,ADI的汽車照明解決方案歷經(jīng)時(shí)間和市場(chǎng)的考驗(yàn),助力工程師們充滿信心地應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn),其主要優(yōu)勢(shì)如下:

-低EMI:近二十年來,ADI公司一直提供低EMI解決方案,是低EMI功率解決方案領(lǐng)域的佼佼者。ADI采用率先上市的Silent Switcher?技術(shù)(開發(fā)于2013年)、針對(duì)特定應(yīng)用的調(diào)諧SSFM和創(chuàng)新開關(guān)技術(shù),提供出色的EMI性能。

-高效率:ADI的LED驅(qū)動(dòng)器提供優(yōu)于同類產(chǎn)品的功率轉(zhuǎn)換效率。這一點(diǎn)對(duì)于空間受限的設(shè)計(jì)至關(guān)緊要,以便于將LED驅(qū)動(dòng)器安裝在大燈、尾燈或側(cè)轉(zhuǎn)指示燈中非??拷麹ED總成的位置。高功率轉(zhuǎn)換效率可降低系統(tǒng)的熱預(yù)算,因此在設(shè)計(jì)散熱器時(shí)具有更高的自由度,同時(shí)也減小了解決方案的總尺寸。

-寬調(diào)光性能:ADI的LED驅(qū)動(dòng)器具備優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的調(diào)光性能。雖然其他產(chǎn)品給出高調(diào)光比規(guī)格,但相關(guān)參數(shù)通常是在理想條件或是特定工作條件下實(shí)現(xiàn)的。ADI的LED驅(qū)動(dòng)器通過外部和內(nèi)部PWM調(diào)光以及出色的模擬調(diào)光,可在任何條件下提供指定的調(diào)光性能。新一代的產(chǎn)品還支持將數(shù)字信號(hào)用于模擬調(diào)光。

-高可靠性:ADI的LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品安裝在全球數(shù)百萬個(gè)外部和內(nèi)部汽車插座中,從2010年到2020年,交付的LED驅(qū)動(dòng)器超過5億個(gè)。其中,超過一半的產(chǎn)品部署于汽車應(yīng)用,專有的半導(dǎo)體工藝、晶圓級(jí)光學(xué)檢測(cè)、X射線包裝檢查,以及對(duì)所有功能和規(guī)格的全面測(cè)試,確保這些應(yīng)用的故障率低于1 ppm,這已超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。


矩陣管理器


矩陣式LED大燈,即將LED光源進(jìn)行矩陣式分區(qū)管理。通過行車ECU控制每個(gè)LED光源的開關(guān)和亮度等。與普通LED車燈相比,矩陣式管理器可以對(duì)光源的控制精確到某一指定的燈珠上,而普通的LED燈只能對(duì)整租燈珠進(jìn)行控制,功能性和拓展性差。


汽車大燈的照明系統(tǒng)分為兩部分:上面的ECU控制系統(tǒng)包含了LED驅(qū)動(dòng)部分,連接著12伏汽車電池;下面是LED控制燈板,該板包含矩陣管理器,其功能是來控制LED的亮滅,提供動(dòng)態(tài)效果,可適用于前后照明的自適應(yīng)駕駛光束、順序轉(zhuǎn)彎、歡迎動(dòng)畫等功能。


ADI公司的外部照明LED驅(qū)動(dòng)器和矩陣管理器融合了先進(jìn)的開關(guān)技術(shù)、LED調(diào)光和安全特性,旨在降低成本、解除設(shè)計(jì)限制。這些解決方案可以幫助用戶減少降低開發(fā)難度加速產(chǎn)品上市,讓照明設(shè)計(jì)師能夠?qū)W⒂谔剿髌囌彰鞯男阅?、美感和藝術(shù)表現(xiàn)。


與ADI合作了三十多年的技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健,多年來基于ADI的產(chǎn)品和解決方案組合,打造了多個(gè)貼近客戶應(yīng)用需求的解決方案,并獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可。針對(duì)ADI的矩陣管理器產(chǎn)品,世健資深工程師結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng),推薦適用于汽車前燈的12開關(guān)高亮度LED矩陣管理器——MAX25608。


MAX25608單串最多串聯(lián)12個(gè)開關(guān),每串有兩個(gè)子串、六個(gè)系列開關(guān),配置靈活。該芯片具有12個(gè)獨(dú)立控制的N-MOSFET開關(guān),額定電壓為14V,導(dǎo)通電阻為0.06Ω,可提供高達(dá)1.6A的汽車照明電流,單個(gè)電流源可用于為所有串聯(lián)的LED供電。


打開和關(guān)閉每個(gè)LED上的旁路開關(guān),就可以調(diào)節(jié)各個(gè)LED。該器件還可以在雙串應(yīng)用中配置,每串串聯(lián)六個(gè)開關(guān),每個(gè)開關(guān)可以串聯(lián)連接一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)LED。這些器件還允許并聯(lián)兩個(gè)開關(guān)以此旁路高電流LED。此外,MAX25608還包括一個(gè)內(nèi)部電荷泵,為L(zhǎng)ED旁路開關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)提供電源。


MAX25608系列具有用于串行通信的串行接口(UART),MAX25608/MAX25608C可用于全雙工應(yīng)用,MAX25608B可用于半雙工應(yīng)用,例如CAN收發(fā)器。MAX25608在電荷泵時(shí)鐘上使能擴(kuò)頻,MAX25608B/MAX25608C在電荷泵時(shí)鐘上禁用擴(kuò)頻,每個(gè)開關(guān)都可以通過串行接口完全打開、完全關(guān)閉或變暗,帶或不帶淡入淡出轉(zhuǎn)換。


該系列具有開路LED保護(hù)以及通過串行接口報(bào)告開路和短路LED故障的功能,并且均采用帶有裸露焊盤的28 TSSOP引腳封裝。它還擁有強(qiáng)大的串行接口,卓越的PWM調(diào)光性能,符合汽車AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn),可用于汽車矩陣LED系統(tǒng)以及自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈等。


低成本、高可用 開啟汽車LED照明新時(shí)代


靈活的拓?fù)銵ED驅(qū)動(dòng)器


由于LED是電流特性敏感的半導(dǎo)體器件,在應(yīng)用過程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù),從而就有了“LED驅(qū)動(dòng)”的概念。用LED作為顯示器或其他照明設(shè)備或背光源時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng),主要就是為了避免驅(qū)動(dòng)電流超出最大額定值而影響其能效和可靠性,而且還要獲得預(yù)期的亮度要求,保證各個(gè)LED亮度、色度的一致性等。


靈活的拓?fù)銵ED驅(qū)動(dòng)器可以為汽車的前照明系統(tǒng)、遠(yuǎn)光燈、近光燈、日間行車燈、凈空燈以及轉(zhuǎn)彎燈等提供合適的恒流源。市場(chǎng)上客戶對(duì)驅(qū)動(dòng)器的要求非常高,設(shè)計(jì)一款好的電源必須要綜合考慮效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容等因素,因?yàn)長(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器在照明系統(tǒng)中擁有舉足輕重的地位。


Excelpoint世健的工程師對(duì)比發(fā)現(xiàn),ADI公司的MAX20090是汽車級(jí)高電壓、高亮度LED驅(qū)動(dòng)器,適合汽車前燈應(yīng)用,例如遠(yuǎn)光燈、近光燈、日間行車燈(DRL)、轉(zhuǎn)向燈、霧燈及其它LED燈,器件利用5V至65V較寬輸入電壓范圍驅(qū)動(dòng)LED燈串,最大輸出電壓為65V,通過集成節(jié)省空間和成本。


器件檢測(cè)LED燈串高邊的輸出電流。支持升壓、降壓、SEPIC模式配置,還支持可編程開關(guān)頻率(200kHz至2.2MHz)、擴(kuò)頻調(diào)制減少EMI噪聲等,靈活的結(jié)構(gòu)使設(shè)計(jì)優(yōu)化簡(jiǎn)便。


PWM輸入提供高達(dá)1000:1的LED調(diào)光比,ICTRL輸入提供控制器附加模擬調(diào)光能力。MAX20090采用節(jié)省空間(4mm×4mm)的20引腳TQFN封裝、側(cè)邊防潮TQFN封裝或TSSOP封裝。通過故障標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)短路、過壓和熱保護(hù)等故障診斷,并支持-40°C至+125°C的寬泛工作溫度范圍,擁有汽車級(jí)特性和魯棒性提高系統(tǒng)可靠性。


低成本、高可用 開啟汽車LED照明新時(shí)代


降壓LED驅(qū)動(dòng)器


降壓LED驅(qū)動(dòng)器通過高于LED串總電壓的電壓來調(diào)節(jié)LED串中的電流,通過低電阻開關(guān)和出色的開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)高效率,在整個(gè)模擬調(diào)光范圍內(nèi)提供高精度獲得出色的EMI,還可以短接到系統(tǒng)地確保安全,輕松適應(yīng)矩陣或動(dòng)畫應(yīng)用,比如駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)、平視顯示器、示廓燈(CLL)以及前后照明系統(tǒng)等。


對(duì)此,Excelpoint世健推薦一款高性能、小尺寸、高效的降壓LED驅(qū)動(dòng)器MAX2005x,可以有效簡(jiǎn)化汽車和通用照明設(shè)計(jì)。MAX20050-MAX20053是適合汽車外部照明應(yīng)用的高亮度LED(HB LED)驅(qū)動(dòng)器,由完全同步的降壓轉(zhuǎn)換器和集成式MOSFET組成,可以使用少量外部組件驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)2A的LED串聯(lián)燈串。


該系列通過AEC-Q100認(rèn)證,擁有汽車級(jí)品質(zhì),4.5V至65V寬輸入電源電壓范圍支持極端條件下的汽車?yán)鋯?dòng)和負(fù)載突降操作。高低兩個(gè)開關(guān)頻率選項(xiàng)(400kHz或2.1MHz)為設(shè)計(jì)人員提供了優(yōu)化解決方案尺寸或效率的靈活性,同時(shí)避免在AM頻段內(nèi)產(chǎn)生干擾,擴(kuò)頻為設(shè)計(jì)人員提供了更多選項(xiàng),有助于從系統(tǒng)層面降低EMI。


-MAX20050/ MAX20052利用內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償盡可能減少組件數(shù)量,-MAX20051/MAX20053/MAX20053D則利用外部補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)充分的靈活性。-MAX20050/MAX20051的內(nèi)部開關(guān)頻率為400kHz,MAX20052/MAX20053的內(nèi)部開關(guān)頻率則為2.1MHz,MAX20051B的擴(kuò)頻已禁用。


高邊電流調(diào)節(jié)意味著只需要與LED燈串進(jìn)行單一連接,燈串接地可以就地完成。除了PWM調(diào)光之外,該芯片還可以使用REFI引腳進(jìn)行模擬調(diào)光。滿量程電流調(diào)節(jié)精度為±2.5%,10%滿量程電流調(diào)節(jié)精度為±8%;5V/10mA LDO輸出可用于偏置其他電路。


MAX2005x的故障保護(hù)機(jī)制包括輸出過載、短路和器件過溫保護(hù),額定工作溫度范圍為-40°C至+125°C,并采用帶裸露焊盤的散熱增強(qiáng)型12引腳(3mm x 3mm)TDFN、14引腳(5mm x 4.4mm)TSSOP和24引腳(4mm x 4mm)TQFN封裝。


低成本、高可用 開啟汽車LED照明新時(shí)代


總結(jié)


綜上所述,Excelpoint世健認(rèn)為,ADI公司的汽車LED照明產(chǎn)品和解決方案為汽車LED照明行業(yè)提供了豐富的靈活和高性能發(fā)展趨勢(shì),同時(shí),也為市場(chǎng)未來的技術(shù)創(chuàng)新提供了基礎(chǔ),能幫助市場(chǎng)更好地迎接各類挑戰(zhàn)。


(來源:亞德諾半導(dǎo)體)



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