“在汽車照明設(shè)計(jì)中,廣泛應(yīng)用固態(tài)照明實(shí)現(xiàn)時(shí)尚設(shè)計(jì)、駕駛輔助安全性和節(jié)能會(huì)是未來(lái)的趨勢(shì),” 恩智浦半導(dǎo)體汽車固態(tài)照明產(chǎn)品線總經(jīng)理、高級(jí)總監(jiān)李曉鶴在談到汽車照明創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)表示:“未來(lái)安全互聯(lián)汽車的應(yīng)用應(yīng)該是豐富多彩的,舉例來(lái)說(shuō),越來(lái)越多的汽車會(huì)使用全LED頭燈或日行燈打造全車系一致的品牌元素;使用OLED作為尾燈來(lái)實(shí)現(xiàn)絢麗的動(dòng)畫效果;使用超過(guò)20個(gè)LED智能節(jié)點(diǎn)調(diào)整車內(nèi)氛圍光;實(shí)時(shí)反映手動(dòng)駕駛,自動(dòng)駕駛,運(yùn)動(dòng)模式,節(jié)能模式等使用情景;再例如防眩智能遠(yuǎn)光(Adaptive Driving Beam,簡(jiǎn)稱ADB),通過(guò)攝像頭偵測(cè)前方車輛,利用LED矩陣實(shí)現(xiàn)多個(gè)陰影區(qū),避免前車受到強(qiáng)光干擾并提高駕駛安全性等都是目前熱門的設(shè)計(jì)實(shí)例。”
在談到各大整車廠照明設(shè)計(jì)趨勢(shì)時(shí),李曉鶴進(jìn)一步表示:“主機(jī)廠在推動(dòng)固態(tài)照明中的路線各異。以時(shí)尚設(shè)計(jì)見長(zhǎng)的歐洲,尤其是德系車型把固態(tài)照明提供的造型設(shè)計(jì)靈活性應(yīng)用得淋漓盡致。照明造型設(shè)計(jì)已經(jīng)成為品牌形象的一部分,可以看成展現(xiàn)個(gè)性的設(shè)計(jì)語(yǔ)言。而以日系為代表的車型更多從新技術(shù)定位和節(jié)能減排出發(fā),作簡(jiǎn)單光源替代,卻在替換率上悄悄走在前面。但殊途同歸,無(wú)論是日系還是德系,都在自己的技術(shù)平臺(tái)上推出ADB系統(tǒng)。ADB系統(tǒng)可以改善夜間照明,為駕駛員贏得大約1.3秒的額外反應(yīng)時(shí)間,考慮到未來(lái)更嚴(yán)格的碰撞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)會(huì)使攝像頭的普及率迅速增加,ADB系統(tǒng)作為ADAS的延伸其邊際成本會(huì)越來(lái)越低,或許逐漸會(huì)成為ADAS的標(biāo)準(zhǔn)組成部分。另外行業(yè)內(nèi)也在研究利用固態(tài)照明把可見光通信(LiFi)應(yīng)用到移動(dòng)互聯(lián)Car2X的可行性。”
平臺(tái)化設(shè)計(jì)有助于低成本與靈活擴(kuò)展
上述創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)正向車輛制造商和車燈供應(yīng)商提出了挑戰(zhàn),他們必須在更短的開發(fā)時(shí)間內(nèi)構(gòu)建出獨(dú)特的設(shè)計(jì),同時(shí)仍具有良好的成本效益。因此,汽車制造商和車燈制造商不再完全采用單種產(chǎn)品設(shè)計(jì),而是開發(fā)具有可擴(kuò)展的靈活架構(gòu)的平臺(tái)解決方案,來(lái)滿足多種不同需求。
對(duì)于這種改變,李曉鶴表示,“IC技術(shù)的改變,需要從終端用戶出發(fā),現(xiàn)在的用戶需要自己的愛(ài)車時(shí)尚,體現(xiàn)個(gè)性,性價(jià)比高,需要不斷增加新功能,同時(shí)又能安全可靠,需求是很多元化的。同時(shí),未來(lái)新車型的設(shè)計(jì)和生命周期會(huì)越來(lái)越短。整車廠為滿足用戶需求,需要快速、經(jīng)濟(jì)地為新車型定制照明系統(tǒng),但也會(huì)帶來(lái)高昂的研發(fā)成本和更高的系統(tǒng)成本。對(duì)此,驅(qū)動(dòng)平臺(tái)化設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。其基本原則是對(duì)未來(lái)多車型的固態(tài)照明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括電子參數(shù),通道配置需求,功率分配,連接散熱等作統(tǒng)一規(guī)劃,然后建立軟硬件設(shè)計(jì)平臺(tái),用盡可能小的改動(dòng)適應(yīng)不同車型項(xiàng)目需求,以降低研發(fā)采購(gòu)成本,加快上市時(shí)間。同時(shí),IC核心器件則必須有能力支持,用盡可能低的系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)平臺(tái)高度的擴(kuò)展性和靈活性。同時(shí),汽車固態(tài)照明系統(tǒng)尤其是ADB,對(duì)IC的穩(wěn)定性、最高耐壓、最大電流輸出、大電流跨度下的相對(duì)精度、PWM范圍、效率、EMC、ESD、系統(tǒng)安全級(jí)別(ASIL)都有極高的要求,因此在市場(chǎng)上成熟的平臺(tái)化產(chǎn)品屈指可數(shù)。”
憑借在汽車半導(dǎo)體及模擬混合信號(hào)產(chǎn)品長(zhǎng)期的技術(shù)積累,恩智浦針對(duì)汽車固態(tài)照明設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案,并利用其領(lǐng)先的汽車級(jí)高電壓數(shù)?;旌瞎に嘇BCD9技術(shù) ( 一個(gè)用于混合信號(hào)高壓集成的獨(dú)特平臺(tái)),成功量產(chǎn)多通道LED驅(qū)動(dòng)器芯片組(ASLx500和ASLx415),可滿足業(yè)界對(duì)單個(gè)靈活的可擴(kuò)展平臺(tái)架構(gòu)的需求。該芯片組合可提供架構(gòu)相似,管腳兼容的1/2/4相升壓和2/3通道降壓芯片系列,通過(guò)搭配組合可以實(shí)現(xiàn)同一軟硬件架構(gòu)下任意多通道(LED串)的靈活擴(kuò)展,支持最大80V,140W照明系統(tǒng),和3A最大LED電流輸出。李曉鶴表示“這種平臺(tái)架構(gòu)可以適應(yīng)從小電流高精度日行燈、迎賓燈,到大電流遠(yuǎn)近光燈,再到高電壓小電流ADB矩陣的各種要求。未來(lái)的產(chǎn)品系列也會(huì)延伸到單通道和多通道增強(qiáng)版以及ADB矩陣控制器,激光驅(qū)動(dòng)等。”
圖:使用 NXP LED驅(qū)動(dòng)芯片組ASLx500,ASLx415和系統(tǒng)基礎(chǔ)級(jí)芯片UJA116x, UJA107x, UJA113x搭建的可擴(kuò)展LED大燈平臺(tái)架構(gòu),被廣泛使用在下一代2-12通道LED大燈車型中。
該IC產(chǎn)品組合將有助于實(shí)現(xiàn)車輛頭燈和尾燈的新型和現(xiàn)有全方位LED照明功能。這些功能既包括簡(jiǎn)單的外部LED照明,也包括各種高級(jí)功能,例如LED高級(jí)遠(yuǎn)光燈、LED矩陣前照燈、無(wú)眩光遠(yuǎn)光燈,在未來(lái)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)中,它們都將成為至關(guān)重要的安全部件。對(duì)于這種能涵蓋所有車輛照明方式的能力,李曉鶴補(bǔ)充道,“前燈固態(tài)照明根據(jù)功能,造型設(shè)計(jì)的不同在通道(LED串)數(shù)量,電壓,驅(qū)動(dòng)電流電流精度,PWM范圍,總功率,動(dòng)態(tài)負(fù)載特性,效率和散熱方式等參數(shù)上跨度很大,而往往在電子平臺(tái)設(shè)計(jì)中每個(gè)通道的參數(shù)是不確定的,會(huì)根據(jù)最終項(xiàng)目的燈具匹配而變化。一個(gè)真正的平臺(tái)產(chǎn)品必須能在統(tǒng)一架構(gòu)下滿足絕大部分系統(tǒng)的需求,這也是這款LED驅(qū)動(dòng)芯片組的定位。”
據(jù)介紹,LED驅(qū)動(dòng)IC產(chǎn)品組合(ASLx500和ASLx415)是業(yè)界第一個(gè)雙級(jí)升降壓分立式多通道芯片組。和同類其它產(chǎn)品相比,這種架構(gòu)具有更好的擴(kuò)展性和靈活性。在主機(jī)廠總體規(guī)劃全系LED平臺(tái)中受青睞。同時(shí)獨(dú)特的外置MOSFET更有利于EMC和散熱設(shè)計(jì),而且也把可以支持的最大電流從同類產(chǎn)品的1.4A提高到3A,以適應(yīng)逐步發(fā)展的大電流LED需求。芯片組提供的靈活性使客戶可以根據(jù)最終需求靈活配置IC和外圍器件,在多通道,尤其是超過(guò)3通道的情況下可以節(jié)省LED驅(qū)動(dòng)部分系統(tǒng)成本約10-20%。
協(xié)同合作共降設(shè)計(jì)難度
“汽車照明正在經(jīng)歷的變革只是全球汽車業(yè)所經(jīng)歷行業(yè)轉(zhuǎn)型的縮影,技術(shù)創(chuàng)新會(huì)帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的調(diào)整和游戲規(guī)則的變化,這對(duì)中國(guó)的參與者而言機(jī)遇多于挑戰(zhàn)。”對(duì)于如何在變革機(jī)遇中處理設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),李曉鶴也給出自己的建議,“我們發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)很多主機(jī)廠,燈具廠都有固態(tài)照明的發(fā)展考慮,但電子設(shè)計(jì)實(shí)力并不是他們傳統(tǒng)的強(qiáng)項(xiàng)。 LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)尤其是大功率系統(tǒng)在器件選型,軟硬件控制,保護(hù),診斷,CAN/LIN通訊,散熱,EMC設(shè)計(jì)方面有很多挑戰(zhàn),需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累。對(duì)此,恩智浦除了提供全面的文檔,樣片及演示系統(tǒng)外,還可以提供參考設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)審閱,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等服務(wù)。對(duì)于設(shè)計(jì)師而言,我們還建議可以對(duì)最終用戶需求和未來(lái)3-5年發(fā)展方向作全局規(guī)劃,建立相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)。從平臺(tái)和系統(tǒng)角度提升性能,優(yōu)化成本。主機(jī)廠,燈具廠,系統(tǒng)集成商和芯片供應(yīng)商共同協(xié)作,一同規(guī)劃未來(lái)路圖和技術(shù)演進(jìn)。
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