LED照亮汽车照明应用前景

随着LED亮度的不断提升,LED在汽车照明中的应用日趋广泛,也带动功率MOSFET在汽车产业的使用。本文将为您介绍LED在汽车照明应用的现况与相关的解决方案。

全面采用LED照明的汽车应用

LED照明是汽车领域的一个趋势和快速增长的应用,与标准灯泡相比,LED最初只是被视为针对大多数高端汽车的装饰性升级。不过,由于LED更为省电,如今它们也被视为节能减排的一种手段。由于LED具备简单的系统集成能力,并易于控制,以及只需较低的光束效率,便可构成波束成形的基本要素。此外,LED也可应用于高级驾驶员辅助系统(ADAS)中的动物和行人检测系统之中

LED在汽车照明应用中,主要可分为前方LED、后方LED和车内LED照明等三类。前方LED照明是最耗电的应用,通常也具有高度复杂性,在这个领域需要进行大量的创新,工程师通常选择多通道升压/反向拓扑结构,以便为LED驱动器提供更多的灵活性。对于后方LED照明应用,具有中等功率要求和比前方LED照明更低的复杂性。至于车内LED照明应用,主要是基于功能和美学上的要求,这些应用使用很少的功率,并只需要具有基本的可控性要求。

前方LED照明的要求为大功率、高压、高可控性、高频率,并可以调光,DC-DC转换时进行多次升压/降压,主要应用包括远光灯、近光灯、转向指示灯、雾灯、日间行车灯与投射灯。后方LED照明的要求则为中等功率、高压、高可控性与增强型DC-DC转换,主要应用则包括停止指示、位置指示、雾灯与转向指示灯。车内LED照明则要求低电量、低电压、电流控制、调光与脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM),应用则包含开门指示灯、阅读灯光、仪表板、换档指示灯、门模块灯、手套箱灯等。

相较于其它的电子应用,汽车的应用环境更加复杂,在电源稳定性、电磁干扰、震动、温度等要求都更高。随着汽车中使用的半导体数量越来越多,几乎是汽车产量增长率的两倍,造成需要更复杂的发动机控制器(Engine control unitECU),且随着电子元器件的数量增加,将直接影响到电磁兼容性(EMC)目标。因此对于电子元器件将要求采用更短的电缆,并在靠近发动机的地方提高组件密度,并采用更高热性能和更高功率密度的封装。

新型汽车对于制动、动力转向和发动机管理方面,要求越来越高,也必须符合AEC-Q100/-Q101的规范,追求品质、卓越设计、零缺陷的目标。此外,为了配合LED在汽车领域的应用,硅芯片必须趋向于小型化发展。以Nexperia公司为例,为了让客户拥有更高的生产率,Nexperia不断在功率MOSFET硅芯片技术不断进行创新,努力降低每平方面积的RDSon。以BUK7208-40B MOSFET为例,采用DPAK10 mm x 6.5 mm)封装的8mΩ n通道的MOSFET正在被逐渐淘汰,因为现今的8mΩ MOSFET,如BUK7M8R0-40E采用了LFPAK333 mm x 3 mm)更小的封装,较新且较小MOSFET的成本,比较大又过时MOSFET的封装还要便宜。

在前方LED照明应用中,要求采用高亮度多LED驱动器解决方案,必须具备高效率、数字控制自适应无眩光功能,以及可单独调光的LED控制,具有精确的LED电流控制、紧凑的设计、高效率驱动程序设计与低成本的整体解决方案,必须采用小规模高度集成封装技术的低EMI解决方案。

在后方LED照明应用中,市场需求为VBAT独立亮度输出、高效率,可通过精确的电流控制实现恒定亮度输出,具有紧凑的设计、高效率电源转换、低成本的整体解决方案,采用小规模高度集成的封装技术,具有低EMI与低感受性,并拥有耐高温设计。 


车内照明应用的市场需求则包括需要单信道、双信道和多信道LED驱动器,以及恒流LED驱动器,并采用紧凑型设计,使用串行接口以减少接口线的数量,采用具有成本效益的系统解决方案,使用无引线封装,以降低EMIEMC

Nexperia公司看到了LED汽车照明应用的快速发展,推出了可以配合相关应用的MOSFET与逻辑方案,持续致力于改进质量程序和流程。Nexperia推出的产品已经远远超出AEC-Q100/-Q101标准,可以提供超过两倍的质量周期时间,Nexperia对细节的严格关注和对汽车质量的承诺,已经为汽车行业客户的生产线、现场提供极高的良率,以及0公里的故障率,并获得最严苛客户所颁发了多项质量奖项。

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