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成就酷炫LED车灯的三重境界
点击量:506      上传日期:2018-10-24      阅读赠送积分:10       LED车灯

最早在Nuvolari Quattro概念车上展示了全2007年,雷克萨斯在其LED大灯,成为第一个配备LED大灯的奥迪LED大灯下放到更多的车型中。

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小编作为曾是文学青年的攻城狮,忍不住想引用大师王国维在《人间词话》中说的,古今之成大事业大学问者必经过的三重境界,来和大家来说道说道LED车灯的那些事。


一、昨夜西风凋碧树,望独上高楼,望尽天涯路

2015年我国国内LED车灯总成销量为339.3万套,2016年LED车灯总成销量为573.6万套。

  2011-2016年我国LED车灯总成销量走势图

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2015年我国国内LED车灯总成市场规模为123.84亿元,2016年LED车灯总成市场规模为193.88亿元。

2011-2016年我国LED车灯总成市场规模走势图

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据国家统计局发布的公报,截至2015年,我国汽车保有量已经达到1.63亿。2015-2020年车外照明用LED市场产值复合成长率为8%,其中方向灯、雾灯等都有逾8%的成长,前灯模组(远近光灯)LED封装产值年复合成长率更高达11%。随着世界各国对于强制安装昼行灯的相关法规推出,将有助于带动LED车灯市场的持续成长。至于LED应用于汽车昼行和尾灯渗透率,将从2015年约40%成长至2020年的60%以上,而LED车头灯导入趋势扩大,将是未来的兵家必争之地。

掌握LED车灯技术已经成为车灯厂的生命线!


二、衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴

常见的外部车灯有:前照灯、雾灯、制动灯、转向灯、示位灯、日行灯和牌照灯、倒车灯、示廓灯、驻车灯、警示灯等等。总体上,LED车灯对驱动电源的要求如下:

1.静态电流消耗:要求较小,能达到几个uA,甚至1uA以下

2.对开关频率的要求:>=350KHZ,要求功率密度高,体积小,效率高达96%.

3.LED车灯工作电压的要求:

乘用车的电池为12V, 电压是不稳定的,如抛负载和冷启动影响,还需要做28V /1分钟的测试,另外卡车等商用车的工作电压是24V,所以,LED驱动IC的工作电压要求为3.5V-40V。对器件的其他要求:温飘小,精度高,需要达到汽车级认证。

4.温度设计要求:

因车灯体积限制,并且LED发热比较严重,所以芯片的耐温要求比较高。很多车厂和模组厂还依赖铝基板散热,因铝基板和芯片的冷热膨胀系数有比较大的差异,所以在设计上要做额外的考虑。

5.EMC设计要求:

1)电路过 CISPR25  频率覆盖范围:150K-108M,5类限值

一般整车厂家都要求低于限值至少6个DB以上,具体看车厂要求

主流车厂要求能过CISPER25-Class3, 现在很多车厂要求能过CISPER25-Class4,极限追求 CISPER25-Class5,如上汽要求过Class4,长安要求过Class4.5。

2)BCI测试要求,辐射抗干扰ISO11452-4标准

如上面介绍LED车灯驱动对电源的要求很高,整个灯里面各部分对驱动的要求又有差异,所以就会出现接到项目的设计工程师在选型上非常痛苦,既要兼顾项目的平台化设计要求,又要方案能容易过EMC测试。


三、众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处

针对现在LED驱动方面要求的具体情况,TI有针对性的推出了一系列驱动方案。

1.线性驱动方案上。TPS92630-Q1可以覆盖大部分的尾灯应用以及部分对EMC要求比较高的应用上。输入电压最大40V,3CH输出,每Channel支持电流150mA,三路输出可以并联,并且TPS92630芯片之间支持并联。同时TPS92630还支持国内车厂很关注的单颗灯珠短路检测。

如果在应用上需要更大的输出电流支持,TI推出了外置MOSFET的TPS92830-Q1,利用外置的MOSFET减低了大电流对芯片本身发热的影响。

在今年6月份TI还会推出单路输出低成本的TPS9261X系列,以满足用户更灵活的使用需求。

2.在DC-DC方案上,TI推出了3颗主流的芯片满足大部分的设计需求

针对降压型拓扑,主要选择使用TPS92515-Q1,输入电压上高压版本最高支持到65V输入,可以满足商用车24V系统需求。这是一颗电流型控制芯片,支持模拟调光和PWM调光。并且TPS92515快速的动态响应可以满足快速变化的负载应用,所以配合TPS92661-Q1可以很容易搭建矩阵式大灯。

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针对大部分场合的应用,包括前大灯,昼行,转向,位置,雾灯,角灯等,针对Buck-Boost、Boost、SEPIC、FlyBack拓扑,TI推出了单颗解决方案TPS92691-Q1。

TPS92691在应用上有几个比较大的优势:

1)  输入电压最大支持到65V,车灯厂在设计时可以一个平台支持乘用车和商用车的应用场合

2)  内置轨对轨的采样运放,可以支持High-side和Low-side,高边采样可以避开GND上的噪声,同时开关频率可调和SYNC可以支持扩频功能都方便过EMC测试

3)  内置斜坡补偿电路,可以控制在50%占空比时的震荡。

4)  支持软启动,同时IMON Pin脚支持输出电流report,可以随时报告电路的运行情况。

在TPS92691-Q1的基础上,TI针对EMC部分推出了新一代的产品TPS92692-Q1,主要增加了两个方面的功能:内置的PWM单元可以省掉外加的555定时器等,节约了BOM成本;增加的抖频功能可以有效的降低EMI,在使能抖频功能的情况下可以轻易的降低EMI 10dB。

除了推出针对性的芯片外,TI为了方便工程师可以更快的把产品推出市场,同时还做了大量的参考设计。

Arrow全球统一的资源平台和在车灯行业长时间的服务经验,不仅在整体方案的器件选择上能提供完整的芯片选择和供应,更可以在EMC测试

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