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,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)新設計,作為車輛不可或缺的重要組成,性能不僅直接關系到夜間行車安全,更是體現(xiàn)車輛設計水平和品質的重要標志。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架構設計提供了新的思路。
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驅動器IC NCV78964, 可提供兩路最高達60V/1.6A的Buck輸出,能驅動LED燈串并支持PWM調光功能。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)快速的開關切換,在自適應遠光燈矩陣/像素燈組中,有非常出色的表現(xiàn)。
據(jù)相關負責人介紹,該方案由于具備SPI可編程能力,故靈活度極高,容許擴展設計使用更多LED串,而可替換的LED驅動器模組化設計更是為應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動控制器NCV78343芯片, 專為汽車動態(tài)照明應用特別是高電流LED而設計,具備開路、短路與過壓診斷保護等功能。每片NCV78343能夠實現(xiàn)1-12個燈珠獨立亮滅與PWM調光控制, 多片NCV78343可以組合起來實現(xiàn)更多燈珠的獨立控制。
矩陣大燈的電機驅動由安森美NCV70517控制,作為一款用于微步進電機驅動器, 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驅動芯片NCV78964采用了雙相升壓(dual phase boost)技術,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計考量,其中采用的NCV68261是安森美一款帶高邊驅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,也可以關閉LED驅動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,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)化轉型不可或缺的通信技術支撐。
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。這些組件共同構成了一個高度集成的前燈控制系統(tǒng),能通過ECU-Light架構實現(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。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。
安森美專家強調道,該方案最大的亮點在于整個汽車大燈系統(tǒng)架構響應并順應了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)的布線結構,還極大地提升了整體系統(tǒng)的響應速度與協(xié)同工作的能力。
毫無疑問,隨著技術的不斷進步,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)驅動設計,還是10BASE-T1S技術與先進汽車E/E架構應用,都在推動著汽車照明技術向著更加高效、智能的方向發(fā)展,也讓汽車變得更加智慧、更加環(huán)保。