一直以來，車燈伴隨著汽車的發(fā)展而不斷進化，尤其是汽車的智能化趨勢之下，車企更為重視消費需求，致力提供智能化、個性化以及更貼心的服務(wù)，車燈作為整車中的吸睛部件，被賦予了更多期待。汽車LED前照大燈的創(chuàng)新設(shè)計，作為車輛不可或缺的重要組成，性能不僅直接關(guān)系到夜間行車安全，更是體現(xiàn)車輛設(shè)計水平和品質(zhì)的重要標志。而軟件定義汽車的趨勢、汽車以太網(wǎng)的普及，則為車燈域的E/E架構(gòu)設(shè)計提供了新的思路。
汽車LED矩陣大燈模組“標桿”方案
在不久前結(jié)束的PCIM Asia上，安森美 (onsemi) 展臺展示了由大聯(lián)大世平集團推出的高性能汽車矩陣大燈方案，采用安森美最新一代Boost-Buck大燈LED驅(qū)動器IC NCV78964, 可提供兩路最高達60V/1.6A的Buck輸出，能驅(qū)動LED燈串并支持PWM調(diào)光功能。其中，Boost作為穩(wěn)定的電壓源，可保障多顆LED燈串所累加起來的壓降需求，而Buck作為穩(wěn)定的電流源，直接驅(qū)動LED發(fā)光，由于電流源不受負載電壓瞬變的影響，可實現(xiàn)快速的開關(guān)切換，在自適應(yīng)遠光燈矩陣/像素燈組中，有非常出色的表現(xiàn)。
據(jù)相關(guān)負責人介紹，該方案由于具備SPI可編程能力，故靈活度極高，容許擴展設(shè)計使用更多LED串，而可替換的LED驅(qū)動器模組化設(shè)計更是為應(yīng)用部署提供了靈活的產(chǎn)品選擇，例如若單個照明模塊要求超過2個LED通道，則可以組合使用多顆NCV78964或NCV78763器件完成，大幅加快設(shè)計周期及降低工程間接成本。
LED燈珠控制則采用了安森美像素驅(qū)動控制器NCV78343芯片, 專為汽車動態(tài)照明應(yīng)用特別是高電流LED而設(shè)計，具備開路、短路與過壓診斷保護等功能。每片NCV78343能夠?qū)崿F(xiàn)1-12個燈珠獨立亮滅與PWM調(diào)光控制, 多片NCV78343可以組合起來實現(xiàn)更多燈珠的獨立控制。
矩陣大燈的電機驅(qū)動由安森美NCV70517控制，作為一款用于微步進電機驅(qū)動器， NCV70517通過I/O引腳和SPI接口與外部微控制器連接，采用專有的PWM算法進行可靠的電流控制，符合汽車電壓要求，并具有安全監(jiān)測功能，如檢測到電氣錯誤、欠壓或結(jié)溫升高，芯片會發(fā)出警示。
作為一款先進的汽車矩陣大燈LED模組，該方案能夠滿足汽車行業(yè)的最高功能安全標準ASIL-D，這意味著它在復雜駕駛環(huán)境下的表現(xiàn)更加可靠，LED驅(qū)動芯片NCV78964采用了雙相升壓（dual phase boost）技術(shù)，不僅提高了能源利用效率，還有效降低了電磁干擾（EMI）與電池端電流紋波，使得車輛在運行過程中更加節(jié)能且安靜，而靈活的E/E參考設(shè)計方案，則允許制造商根據(jù)自身需求進行定制，確保了產(chǎn)品能夠更好地融入各種車型的設(shè)計之中，可大幅增強合資及外資汽車品牌的競爭力，是提升汽車照明系統(tǒng)品質(zhì)的理想選擇。
另外，該方案對于大燈ECU功能安全與低功耗需求有完整的設(shè)計考量，其中采用的NCV68261是安森美一款帶高邊驅(qū)動的理想二級管控制器，除了提供電池過壓、逆電壓與逆電流等完善的大燈ECU保護功能外，也可以關(guān)閉LED驅(qū)動IC以及燈珠控制IC的電源，滿足低功耗功能需要。
從ECU到“車燈域”，汽車以太網(wǎng)的無限想象
事實上，汽車的智能化變革除了體現(xiàn)在大燈的炫酷光影外，隨著軟件定義車輛SDV的趨勢日益顯著，通過軟件來實現(xiàn)車輛的各項功能和服務(wù)，這要求車輛內(nèi)部必須具備高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力。傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)如CAN雖然在過去發(fā)揮了重要作用，但在數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬方面已無法滿足未來智能汽車的需求，而汽車以太網(wǎng)不僅是連接車輛各部分神經(jīng)中樞的橋梁，更是推動汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型不可或缺的通信技術(shù)支撐。
在PCIM Asia現(xiàn)場，安森美另一款汽車LED方案除了內(nèi)置LED驅(qū)動器NCV78964和像素控制器NCV78343外，更重要的是實現(xiàn)了利用10BASE-T1S對汽車前燈的精確控制。這些組件共同構(gòu)成了一個高度集成的前燈控制系統(tǒng)，能通過ECU-Light架構(gòu)實現(xiàn)區(qū)域控制，包括每個燈光功能都可以通過圖形用戶界面（GUI）進行控制，提供了高度靈活的頭燈配置，這意味著汽車制造商可以設(shè)計出更加個性化和多樣化的前燈系統(tǒng)，以滿足不同車型和駕駛條件的需求。同時，LED驅(qū)動器的診斷信息可以定期讀取，確保系統(tǒng)始終保持最佳性能。
汽車以太網(wǎng)10BASE-T1S能夠提供更有效的數(shù)據(jù)吞吐量和更確定的延遲，每個節(jié)點都有公平的機會參與通信，為實現(xiàn)車內(nèi)多個高分辨率顯示屏、高級輔助駕駛系統(tǒng)、實時遠程診斷等功能提供了堅實的基礎(chǔ)。同時，它還能促進車輛內(nèi)部各個子系統(tǒng)的無縫集成，并支持未來的OTA更新，使車輛在整個生命周期內(nèi)都能夠持續(xù)升級和優(yōu)化。
安森美專家強調(diào)道，該方案最大的亮點在于整個汽車大燈系統(tǒng)架構(gòu)響應(yīng)并順應(yīng)了SDV的趨勢，實現(xiàn)了每個節(jié)點的汽車以太網(wǎng)化，例如車頭燈系統(tǒng)的區(qū)域架構(gòu)上的“最后一公里”。這意味著無論是控制指令還是數(shù)據(jù)傳輸，全部都可經(jīng)非屏蔽雙絞線的汽車以太網(wǎng)來實現(xiàn)，確保了從中央處理單元到末端執(zhí)行器的每一個環(huán)節(jié)都能高效、可靠地進行數(shù)據(jù)交換，不僅簡化了車內(nèi)的布線結(jié)構(gòu)，還極大地提升了整體系統(tǒng)的響應(yīng)速度與協(xié)同工作的能力。
毫無疑問，隨著技術(shù)的不斷進步，汽車LED照明不僅變得更加智能，而且在節(jié)能環(huán)保、提高行車安全性和舒適性等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，無論是從硬件層面的LED系統(tǒng)驅(qū)動設(shè)計，還是10BASE-T1S技術(shù)與先進汽車E/E架構(gòu)應(yīng)用，都在推動著汽車照明技術(shù)向著更加高效、智能的方向發(fā)展，也讓汽車變得更加智慧、更加環(huán)保。
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