【導讀】智能汽車(chē)內部往往讓人耳目一新，隨著(zhù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)、新能源技術(shù)、輔助駕駛系統的涌現，汽車(chē)設計也成了重要組成部分。汽車(chē)照明設計也成為智能汽車(chē)的設計趨勢。
“在汽車(chē)照明設計中，廣泛應用固態(tài)照明實(shí)現時(shí)尚設計、駕駛輔助安全性和節能會(huì )是未來(lái)的趨勢，” 恩智浦半導體汽車(chē)固態(tài)照明產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理、高級總監李曉鶴在談到汽車(chē)照明創(chuàng )新設計時(shí)表示：“未來(lái)安全互聯(lián)汽車(chē)的應用應該是豐富多彩的，舉例來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的汽車(chē)會(huì )使用全LED頭燈或日行燈打造全車(chē)系一致的品牌元素；使用OLED作為尾燈來(lái)實(shí)現絢麗的動(dòng)畫(huà)效果；使用超過(guò)20個(gè)LED智能節點(diǎn)調整車(chē)內氛圍光；實(shí)時(shí)反映手動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛，運動(dòng)模式，節能模式等使用情景；再例如防眩智能遠光（Adaptive Driving Beam，簡(jiǎn)稱(chēng)ADB），通過(guò)攝像頭偵測前方車(chē)輛，利用LED矩陣實(shí)現多個(gè)陰影區，避免前車(chē)受到強光干擾并提高駕駛安全性等都是目前熱門(mén)的設計實(shí)例。”
在談到各大整車(chē)廠(chǎng)照明設計趨勢時(shí)，李曉鶴進(jìn)一步表示：“主機廠(chǎng)在推動(dòng)固態(tài)照明中的路線(xiàn)各異。以時(shí)尚設計見(jiàn)長(cháng)的歐洲，尤其是德系車(chē)型把固態(tài)照明提供的造型設計靈活性應用得淋漓盡致。照明造型設計已經(jīng)成為品牌形象的一部分，可以看成展現個(gè)性的設計語(yǔ)言。而以日系為代表的車(chē)型更多從新技術(shù)定位和節能減排出發(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)平臺上推出ADB系統。ADB系統可以改善夜間照明，為駕駛員贏(yíng)得大約1.3秒的額外反應時(shí)間，考慮到未來(lái)更嚴格的碰撞測試標準會(huì )使攝像頭的普及率迅速增加，ADB系統作為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的標準組成部分。另外行業(yè)內也在研究利用固態(tài)照明把可見(jiàn)光通信（LiFi）應用到移動(dòng)互聯(lián)Car2X的可行性。”
平臺化設計有助于低成本與靈活擴展
上述創(chuàng )新技術(shù)的開(kāi)發(fā)正向車(chē)輛制造商和車(chē)燈供應商提出了挑戰，他們必須在更短的開(kāi)發(fā)時(shí)間內構建出獨特的設計，同時(shí)仍具有良好的成本效益。因此，汽車(chē)制造商和車(chē)燈制造商不再完全采用單種產(chǎn)品設計，而是開(kāi)發(fā)具有可擴展的靈活架構的平臺解決方案，來(lái)滿(mǎn)足多種不同需求。
對于這種改變，李曉鶴表示，“IC技術(shù)的改變，需要從終端用戶(hù)出發(fā)，現在的用戶(hù)需要自己的愛(ài)車(chē)時(shí)尚，體現個(gè)性，性?xún)r(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(chē)型的設計和生命周期會(huì )越來(lái)越短。整車(chē)廠(chǎng)為滿(mǎn)足用戶(hù)需求，需要快速、經(jīng)濟地為新車(chē)型定制照明系統，但也會(huì )帶來(lái)高昂的研發(fā)成本和更高的系統成本。對此，驅動(dòng)平臺化設計應運而生。其基本原則是對未來(lái)多車(chē)型的固態(tài)照明驅動(dòng)系統，包括電子參數，通道配置需求，功率分配，連接散熱等作統一規劃，然后建立軟硬件設計平臺，用盡可能小的改動(dòng)適應不同車(chē)型項目需求，以降低研發(fā)采購成本，加快上市時(shí)間。同時(shí)，IC核心器件則必須有能力支持，用盡可能低的系統成本實(shí)現平臺高度的擴展性和靈活性。同時(shí)，汽車(chē)固態(tài)照明系統尤其是ADB，對IC的穩定性、最高耐壓、最大電流輸出、大電流跨度下的相對精度、PWM范圍、效率、EMC、ESD、系統安全級別（ASIL）都有極高的要求，因此在市場(chǎng)上成熟的平臺化產(chǎn)品屈指可數。”
憑借在汽車(chē)半導體及模擬混合信號產(chǎn)品長(cháng)期的技術(shù)積累，恩智浦針對汽車(chē)固態(tài)照明設計開(kāi)發(fā)解決方案，并利用其領(lǐng)先的汽車(chē)級高電壓數?；旌瞎に嘇BCD9技術(shù) （ 一個(gè)用于混合信號高壓集成的獨特平臺），成功量產(chǎn)多通道LED驅動(dòng)器芯片組（ASLx500和ASLx415），可滿(mǎn)足業(yè)界對單個(gè)靈活的可擴展平臺架構的需求。該芯片組合可提供架構相似，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)現同一軟硬件架構下任意多通道（LED串）的靈活擴展，支持最大80V，140W照明系統，和3A最大LED電流輸出。李曉鶴表示“這種平臺架構可以適應從小電流高精度日行燈、迎賓燈，到大電流遠近光燈，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版以及ADB矩陣控制器，激光驅動(dòng)等。”
該IC產(chǎn)品組合將有助于實(shí)現車(chē)輛頭燈和尾燈的新型和現有全方位LED照明功能。這些功能既包括簡(jiǎn)單的外部LED照明，也包括各種高級功能，例如LED高級遠光燈、LED矩陣前照燈、無(wú)眩光遠光燈，在未來(lái)的高級駕駛輔助系統中，它們都將成為至關(guān)重要的安全部件。對于這種能涵蓋所有車(chē)輛照明方式的能力，李曉鶴補充道，“前燈固態(tài)照明根據功能，造型設計的不同在通道（LED串）數量，電壓，驅動(dòng)電流電流精度，PWM范圍，總功率，動(dòng)態(tài)負載特性，效率和散熱方式等參數上跨度很大，而往往在電子平臺設計中每個(gè)通道的參數是不確定的，會(huì )根據最終項目的燈具匹配而變化。一個(gè)真正的平臺產(chǎn)品必須能在統一架構下滿(mǎn)足絕大部分系統的需求，這也是這款LED驅動(dòng)芯片組的定位。”
據介紹，LED驅動(dòng)IC產(chǎn)品組合（ASLx500和ASLx415）是業(yè)界第一個(gè)雙級升降壓分立式多通道芯片組。和同類(lèi)其它產(chǎn)品相比，這種架構具有更好的擴展性和靈活性。在主機廠(chǎng)總體規劃全系LED平臺中受青睞。同時(shí)獨特的外置MOSFET更有利于EMC和散熱設計，而且也把可以支持的最大電流從同類(lèi)產(chǎn)品的1.4A提高到3A，以適應逐步發(fā)展的大電流LED需求。芯片組提供的靈活性使客戶(hù)可以根據最終需求靈活配置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省LED驅動(dòng)部分系統成本約10-20%。
協(xié)同合作共降設計難度
“汽車(chē)照明正在經(jīng)歷的變革只是全球汽車(chē)業(yè)所經(jīng)歷行業(yè)轉型的縮影，技術(shù)創(chuàng )新會(huì )帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈結構的調整和游戲規則的變化，這對中國的參與者而言機遇多于挑戰。”對于如何在變革機遇中處理設計挑戰，李曉鶴也給出自己的建議，“我們發(fā)現國內很多主機廠(chǎng)，燈具廠(chǎng)都有固態(tài)照明的發(fā)展考慮，但電子設計實(shí)力并不是他們傳統的強項。 LED驅動(dòng)系統尤其是大功率系統在器件選型，軟硬件控制，保護，診斷，CAN/LIN通訊，散熱，EMC設計方面有很多挑戰，需要長(cháng)期的經(jīng)驗積累。對此，恩智浦除了提供全面的文檔，樣片及演示系統外，還可以提供參考設計，設計審閱，現場(chǎng)調試等服務(wù)。對于設計師而言，我們還建議可以對最終用戶(hù)需求和未來(lái)3-5年發(fā)展方向作全局規劃，建立相對標準的軟硬件平臺。從平臺和系統角度提升性能，優(yōu)化成本。主機廠(chǎng)，燈具廠(chǎng)，系統集成商和芯片供應商共同協(xié)作，一同規劃未來(lái)路圖和技術(shù)演進(jìn)。
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