汽车照明典型应用及LED照明驱动方案合集

　　近年来，凭借光效增高、能耗低、可靠性高、寿命长、尺寸小及环保等众多优势，LED在汽车内部及外部照明中的应用日渐增多，已经从最初不那么紧要的汽车照明应用，如座舱内照明、停车灯及仪表板背光，跨越到了前照灯及组合尾灯等更宽广应用。特别是由于尺寸小，LED能够配合丰富的形状和线条变化， 有助提升车灯辨识度，被指定用于众多中高档车的前照灯系统，配合漂亮的外观造型设计。图1所示的是如今典型的汽车LED照明应用。

　　图1：典型汽车LED照明应用

　　汽车LED照明——不仅是漂亮，更助提升汽车主动安全性

　 　LED照明给汽车带来的直观好处，并不限于漂亮造型。根据美国全国公路交通安全管理局（NHTSA）和欧洲委员会（EC）统计，虽然只有25%的驾驶是 在夜间和光线不足期间，但却有40%的死亡和重伤事故发生在这段时间。故改善汽车照明，特别是夜间和光线不足条件下的照明，有助提升汽车主动安全性。实际 上，为了保护驾驶员/车上人员/路边行人的安全，业界长期致力于开发各种汽车照明方案，如用于改善夜间转弯时照明的自适应前照灯（AFS）方案，及用于改 善日间行车安全的日间行车灯（DRL）方案。与传统上在汽车照明中广泛应用的白炽灯和高强度气体放电灯（HID）相比，LED用于汽车 照明有着无可比拟的优点。如LED响应时间短，用于刹车灯可以增加后车的刹车距离，用于转向灯则有更好警示效果。LED的亮度高，但又不像HID那样刺 眼，有助降低对向行驶汽车驾驶员眩目的风险。LED灯能耗比白炽灯或HID低很多，有助降低燃油消耗，节省支出。

　　典型汽车照明应用LED驱动器方案

　　不同汽车照明应用对LED电流的要求各不相同，故需结合具体应用要求，选择适合的LED驱动器方案。典型LED驱动方案包括电阻、线性恒流稳流器、线性稳压器及开关稳压器等。

　 　其中，电阻是最简单、最低成本的LED限流方案，但能效也最低，且存在LED筛选成本及热失控等问题。恒流稳流器（CCR）性能高于电阻方案，但成本低 于线性或开关稳压器方案，适合低电流LED照明应用。线性稳压器支持多条线路并行配置以帮助散热，提供达±2%的稳流精度，无电磁干扰（EMI）问题，成 本中等，但能效也较低。开关稳压器广泛使用。这种方案成本更高，技术更复杂，但支持任何类型的输入电压与输出电压关系，且根据输入/输出条件，能效能够高 于90%，但存在EMI问题。

　　图2：典型汽车照明应用及LED驱动器方案

　　除了这些方案，安森美半导体还推出高集成LED照明管理集成电路（LMIC）。这些LMIC集成了多种LED驱动及控制功能，相当于完整子系统，能够承受高达125℃的环境温度，用于汽车前照灯、组合尾灯及最新的AFS等应用。

　　自适应前照灯系统（AFS）的应用优势及工作原理

　　传统汽车前照灯的灯光跟车身方向始终一致，在汽车转弯时无法有效照明弯道内侧的盲区，如果弯道内侧恰好存在人或物体，而车速又未恰当降低，则会带来安全隐患， 如图1所示。相比较而言，AFS功能可以提供旋转（swiveling）调节效果，能够根据方向盘的角度转动，把有效的光束投射到驾驶者需要看清的前方路 面上，帮助降低安全隐患。

　　图3：AFS功能的旋转调节（左图）及水平调节（右图）照明效果。

　 　除了能够进行动态旋转调节，AFS功能还能提供动态水平高度调节。此功能根据负载轴传感器的信号来调节前照灯的水平高度，可以适应不同的负载及不同的斜 坡环境。如图1右侧中，上图是AFS功能在正常水平条件下的灯光投身效果，中图是在汽车启动或上坡时路面颠簸条件下灯光上扬效果，下图是在刹车或下坡条件 下的灯光水平下沉照明效果。可见AFS可根据车身水平倾斜情况动态调节灯光高度，改善照明效果，增强安全性。AFS工作原理结构图分别如图2和图3所示。

　　图4：AFS的工作原理结构图。

　　图5：AFS的工作原理结构图

　　全LED前照灯应用及高集成度驱动方案

　 　2008年，奥迪R8全球第一次采用全LED前照灯。这全LED前照灯中包含近光灯、远光灯、转向灯及日间行车灯等模块，其中各含不同数量LED。根据 研究及咨询服务公司SNE Research的数据，2013年全球汽车市场LED前照灯的渗透率不足5%，但预计到2020年这一比例将超过50%，可见增长前景十分可观。

　 　但全LED前照灯对驱动方案提出更高要求，要求高能效集成驱动器，支持从单个LED到多串LED等不同配置（电压可高达60 V），还要求脉宽调制（PWM）调光，如用于示廓灯。全LED前照灯还要求LED串低EMC辐射，且对散热、诊断及通信接口等多方面提出了要求。

图1：安森