照明是汽車設計關鍵的差異化因素，在個性化和安全性等方面發揮著越來越重要的作用，而半導體無疑是推動汽車照明創新趨勢的關鍵元件。得益于LED尺寸小、可根據電流改變亮度，從而為工程師提供更多的設計靈活性，以及節能高效等優勢，LED車燈有望成為汽車照明的一種潮流。

先進LED用于汽車技術及未來的“造型、安全、燃油能效”

LED驅動器在LED照明應用中必不可少，汽車工程師可利用它實現節能、提升安全優勢及打造獨特漂亮造型的設計需求。LED驅動器在通過調節一個LED或LED串的功率，提供恒定的光輸出，也就是說即使功率可能變化，仍然穩定地供電給LED。工程師需根據不同的要求如串聯或并聯、高功率或低功率以及成本或功能等等，為特定應用選擇合適的LED驅動器以盡量提升能效，并為軟啟動或應急燈等功能提供可調性。

在選用LED驅動器時，從設計復雜度、成本、性能等方面來講，需根據LED總功率、應用的電子環境溫度以及改變LED配置的靈活性，選定并設計合適的拓撲結構。例如，開關驅動器比線性驅動器具更高能效、更低功耗，能承受更高的電子環境溫度，可用于亮度要求更高的應用;光的亮度調整可使用基準電壓控制和脈寬調制控制等多種方法完成;寬工作電源范圍可配置電源和可驅動的LED數量。從集成度方面來講，需根據每一方案支持的特性(如自動調光、個別的LED控制、顏色改變等)及安全和故障診斷標準來判斷其更適用于哪一種應用。

將來，照明驅動器需具備靈活性：使用相同的平臺以縮短設計周期及對系統要求變化作出反應，同時使系統能根據每個LED串擴展，以支持將要上市的不同應用，滿足汽車整車廠商的系統要求。在當今豪華車中，我們看到使用組合高壓氣體放電燈(HID)和LED方案的前照燈系統。展望未來，全LED系統將開始獲得增長動力。隨著汽車朝向更智能化的方向發展，驅動器將融合更多的功能如先進駕駛輔助系統(ADAS)，工程師須考慮增強故障診斷功能，提升系統可靠性。

豪華型照明方案跨越中低檔車市

從應用層面來講，汽車照明分為內部和外部照明。當今汽車內部照明大多采用明亮的白光LED驅動器和RGB紅綠藍可編程驅動器。而外部照明不再僅限于前照燈和尾燈，車身照明(如標識燈和門把手)和外部RGB已經用于豪華車，預期將會滲入中低檔汽車。

1、當今汽車內部照明——白光

白光LED主要用于頂燈、閱讀燈、貨艙燈等對亮度要求相對較高的應用，它有別于標準燈泡，可為駕駛員提供溫馨舒適的氛圍。汽車整車廠商使用白光LED能提供不同的氛圍燈選擇，從簡單用分立的白光LED驅動器控制開/關到更復雜的調光斜率，以產生獨特和差異化的造型及效果，如漸關或漸開來產生戲劇效果。安森美半導體為這類應用提供分立的或恒流穩流硅方案。

2、當今汽車內部照明——RGB

RGB和白光LED相輔相成，其發展由進一步令車輛個性化的動力所推動，用作可編程的內部光源，包括儀表盤、中控臺、導航/音頻等區域照明和氛圍燈等特效應用。安森美半導體可提供線性系統基礎芯片(SBC)用作此類應用，SBC接口經由LIN總線，提供驅動RGB LED的所有功能。

安森美半導體還提供全集成的可尋址LIN RGB單芯片方案NCV7430，使電流控制能通過3顆LED，同時提供全色譜和強度。該器件一個獨特的特性是24位真彩色，這模塊可通過LIN命令輸出1600萬種不同顏色，用于車輛防盜等安全特性及創建個性化的內部氛圍。該方案比當前市場上由微控制器和LIN-SBC組成的方案節省了電路板空間，而且能使用可選的鎮流器控制引腳，以輸出更多功率來驅動一個外部低成本BJT晶體管，從而將功耗從IC轉移至外部晶體管使熱管理更簡單。此外，NCV7430單獨的LIN節點經由預編程或LIN命令獲取地址，使得設計靈活并降低成本。

圖1. RGB驅動器用于汽車內部照明

3、當今汽車尾燈

從過去單個的LED到現在的不透明且均勻的燈排，從動畫的信號到掃動的閃光信號燈，驅動器作為汽車尾燈演變的重要部分，除了在造型、形像等汽車外觀方面不斷創新外，還提升安全系數，并可支持啟停壓降，和自適應環境光照條件，是滿足汽車廠商和政府節能要求的關鍵。針對此類應用，安森美半導體提供線性穩流器和控制器。

圖2. 汽車尾燈

4、當今汽車前照燈

LED前照燈普遍應用于日間行車燈(DRL)，最常見的兩種方案是導光LED和LED串。這些DRL應用不僅向迎面駛來的車輛提供更好的能見度，汽車廠商也依靠LED和LED驅動器的靈活性來個性化他們的車輛，建立特有的“視覺”品牌。

用于豪華車的先進前照燈已不僅僅局限于DRL、遠光燈和近光燈，汽車廠商還可選擇LED轉向燈、LED霧燈和高速路面聚光燈等設計，以及采用結合HID和LED方案的前照燈系統，乃至將來的全LED燈。在更具個性、更安全及更高能效的趨勢的推動下，考慮令平臺模塊化，從低成本“入門級近光燈”發展至高端全功能“先進照明系統”，為汽車廠商提供多種創新。

圖3. 用于豪華車的先進前照燈

從成本上來說，先進的照明系統較標準照明系統貴，但可相應減少功能以迎合中低成本汽車。此外，它還具備可擴展性，可根據需要適當擴展以用于各類汽車。

進一步的系統發展將添加電機控制的能力。安森美半導體提供雙通道LED驅動器、步進電機驅動器用于自適應前大燈系統(AFS)。每輛車可集成多達6個安森美半導體雙通道LED驅動器和3個安森美半導體步進電機驅動器。這些系統克服了傳統前照燈的不足，可自動調平以減少眩光，以及自動旋轉點亮傳統前照燈的照明盲區。雙通道LED驅動器是集成功率LED的系統級芯片，環境溫度可高達125攝氏度，適用于中、高總功率。而步進電機驅動器提供雙極步進驅動、微步進、停轉檢測、LIN、I2C和SPI接口，以及環境溫度可高達125攝氏度等特性。

特別地，安森美半導體創新的汽車LED前燈照明方案NCV78663，采用功率鎮流器和雙LED驅動器，提供分段無眩光遠光燈，集成智能電子，通過傳感器、攝像機和導航控制，令汽車自動適應各種路況，并通過最大化照明區域增強安全性，其最先進的功能是：如果沒有即將到來的汽車，車燈會有最大的光輸出;但當迎面駛來的汽車靠近，車燈會自動和迎面而來的汽車的特定地點分隔開來，同時打開遠光燈模式。汽車越靠近，間隙隨著汽車的靠近而擴大。間隙變得更寬，直到那輛汽車駛過，然后回到遠光燈模式。該方案支持模塊化的設計平臺，易于設計且具成本效益。

將來的汽車照明方案

1、“掃動”指示燈

前照燈系統將繼續以安全性和能見度作為關鍵發展動力。經測試，如果汽車配有“掃動”指示燈，那么駕駛員對前方方向檢測正確率由普通的72%提升至90%，反應時間提高32%。

圖4. “掃動”指示燈

此外，基于一些地區法規，LED驅動器必須能提供等同于一個白熾燈的完整亮度的光。

2、像素/矩陣燈

從電機控制邁向使用像素/矩陣前大燈系統是將來汽車照明的一大重點趨勢，它采用系統模塊化的平臺設計，提供超越當今前照燈方案的眾多優勢，通過高科技及創新設計提升汽車形像，支持50%至80%甚至更多地使用全靜態無眩光遠光燈，可根據環境和迎面駛來的汽車調節照明系統，為駕駛員提供在所有情況下的更高能見度，運用LED技術，無移動部件，更安全更可靠。此外，由于具多個空白區域，和可調節的每一像素的發光功率，并可快速切換，可擴展更多功能。

圖5. 像素/矩陣燈

安森美半導體的NCV78247像素/矩陣控制器，能驅動4個LED串、集成調光控制器、內置過壓/欠壓、過溫、短路/開路檢測(包括LED旁路開路)、SPI接口、輸出故障、輸出段可配置、可提供SPI通信和板載微控制器等等(圖6)。

圖6. NCV78247像素/矩陣控制器

結語

將來的許多汽車照明方案將基于當前的研發和使用經驗，并由半導體行業的硅發展及成本降低趨勢所推動。市場將持續需要驅動器組合，支持從最簡單的分立器件到使用組合技術的方案，為汽車外型設計提供更多可能，并提升行車安全系數和燃油經濟性。添加電機控制能力的系統可根據駕駛環境、速度及車輛負載進行調整，以進一步提升安全水平。為獲得特定光區域的高能見度，前大燈系統將由電機控制邁向使用像素或矩陣LED。安森美半導體可提供組成LED AFS像素/矩陣系統的所有半導體元件(微控制器除外)如LED專用標準產品(ASSP)、FET、LDO、整流器、邏輯、齊納、保護等。隨著系統越來越標準化，微控制器將可嵌入到一個專用集成電路(ASIC)，這將支持潛在的安森美半導體單芯片硅方案，幫助工程師簡化設計，加快上市時間。