LEDの明るさが継続的に向上するとともに、LEDは自動車照明に広く採用され、自動車業界でのパワーMOSFETの使用も促進しています。この記事では、自動車照明に応用されているLEDの現状と関連するソリューションについて紹介します。
LED照明を全面的に採用した自動車アプリケーション
LED照明はトレンドであり、自動車分野で急速に成長しているアプリケーションです。 標準的な電球と比較して、 LEDは当初、ほとんどの高級車の装飾的なアップグレードとして見られていました。しかし、現在では、より多くの電力を節約できるため、省エネと排出削減に向けた明確な方法として扱われています。システム統合能力がシンプルで、制御が容易な特性があるため、ビーム形成の基本要素を構成するには、ビーム効果形成率が低いだけで済みます。さらに、LEDは先進運転支援システム (ADAS) の動物および歩行者検出システムにも応用できます。
自動車照明の用途では、LEDは主にフロントLED、リアLED、および車内LED照明に分けられます。フロントLED照明は、最も電流を消費する複雑性の高いアプリケーションであり、この分野では多くの革新が求められます。エンジニアは通常、LEDドライバーに柔軟性を提供するために、マルチチャネル ブースト/バック トポロジを選択します。リアLED照明アプリケーションの場合、フロントLED照明よりも中程度の電力と低い複雑さが必要です。室内LED照明アプリケーションの場合、主に機能的および美的要件に基づいており、消費電力が少なく、基本的な制御性のみが必要です。
フロントLED照明の要件は、高出力、高電圧、高制御性、調光機能を備えた高周波です。DC-DC変換時に昇圧/降圧を繰り返し行うもので、主な用途としてはハイビーム、ロービーム、ターンインジケーターランプ、フォグランプ、デイタイムランニングランプ、スポットライトなどがあります。 リアLED照明に求められる要件は、中電力、高電圧、高制御性、昇圧DC-DC変換であり、主に停止表示灯、位置表示灯、フォグランプ、方向指示灯に適用されます。 車内のLED照明には、低電力、低電圧、電流制御、パルス幅変調 (PWM) が必要であり、主にドア開閉表示灯、読書灯、ダッシュボード、ギアシフト表示灯、ドア モジュール ライト、グローブ ボックス ライトなどに適用されます。
他の電子アプリケーションと比較して、自動車のアプリケーション環境はより複雑で、より高い電力安定性、電磁干渉、振動、温度などが求められます。自動車に適用される半導体の数は徐々に増加しており、自動車生産の成長率のほぼ2倍となっています。したがって、より複雑なエンジン制御ユニット (ECU) が必要になります。電子部品の数の増加に伴い、電磁両立性 (EMC) の目的にも直接影響します。そのため、電子部品にはより短いケーブルが求められ、エンジンに近い部分の部品密度の向上や熱性能の向上、高電力密度の パッケージ の採用が進むでしょう。
新型自動車では、ブレーキ、パワーステアリング、エンジン管理に対する要件がますます厳しくなっており、AEC-Q100/-Q101の仕様に準拠するとともに、品質、優れた設計、欠陥ゼロという目標を追求する必要があります。さらに、自動車分野でのLEDの応用に協力するためには、シリコンチップも小型化の傾向に合わせて発展する必要があります。Nexperia社を例に挙げると、顧客の生産性向上を実現するために、Nexperia社はパワーMOSFETシリコン チップ技術を継続的に革新し、面積あたりのRDSonの低減に努めています。 たとえば、BUK7208-40B MOSFETは、8mΩ nチャネルとDPAK（10 mm x 6.5 mm）パッケージを採用していますが、BUK7M8R0-40Eなどの現在の8mΩ MOSFETは、比較的新しいLFPAK33（3 mm x 3 mm）のより小さなパッケージを採用しているため、徐々に廃止されてきました。このパッケージは、大型で時代遅れのMOSFETよりも安価で、さらに安価です。MOSFET パッケージ 。
フロントLED照明のアプリケーションでは、高効率の高輝度マルチLEDドライバ、デジタル制御自己適応グレアフリー機能、および個別の調光機能を備えたLED制御のソリューションを採用する必要があります。ソリューション全体は、正確なLED電流制御、コンパクトな設計、高効率の駆動プログラム設計、低コストである必要があり、小規模で高度に統合されたパッケージング技術を使用した低EMIソリューションを採用する必要があります。
リアLED照明のアプリケーションでは、市場の要件を満たすために、独立した輝度出力と高効率を備えたVBATが必要であり、正確な電流制御によって一定の輝度出力を実現できます。総合的なソリューションには、コンパクトな設計、高効率の電力変換、小規模で高度に統合されたパッケージング技術による低コスト、低EMIおよび低感度、および高温耐性の設計が必要です。
室内照明アプリケーションに対する市場の要求には、シングル チャネル、デュアル チャネル、マルチ チャネルLEDドライバ、シリアル インタフェースを採用してインタフェース ラインの数を減らし、鉛フリー パッケージによるコスト効率の高いシステム ソリューションでEMIとEMCを削減するコンパクト設計の定電流LEDドライバが含まれます。
Nexperia社は、自動車用LED照明アプリケーションの急速な発展を観察し、関連アプリケーションと連携できるMOSFETと論理ソリューションを発表し、品質手順とプロセスの改善に引き続き尽力しています。Nexperiaが発売した製品はAEC-Q100/-Q101規格をはるかに超えており、品質サイクル タイムを2倍以上に短縮できます。細部にまで厳しい注意が払われ、自動車品質への取り組みにより、自動車産業の顧客の生産ラインと現場に高い歩留まりを提供し、故障率0キロメートルの最も厳しい顧客から複数の品質賞を獲得しました。