在今年各大電子展中，汽車(chē)已經(jīng)超越消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品成為電子創(chuàng)新的亮點(diǎn)所在。在一輛輛設(shè)計(jì)感十足的智能汽車(chē)內(nèi)部，高級(jí)輔助駕駛(ADAS)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、新能源等新技術(shù)的涌現(xiàn)，將根本地改變我們未來(lái)生活和出行方式。而作為汽車(chē)設(shè)計(jì)重要的組成部分，汽車(chē)照明設(shè)計(jì)在智能汽車(chē)、安全互連的驅(qū)動(dòng)下也經(jīng)歷著全新的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。

“在汽車(chē)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(chē)固態(tài)照明產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理、高級(jí)總監(jiān)李曉鶴在談到汽車(chē)照明創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)表示：“未來(lái)安全互聯(lián)汽車(chē)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(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(xiàn)絢麗的動(dòng)畫(huà)效果;使用超過(guò)20個(gè)LED智能節(jié)點(diǎn)調(diào)整車(chē)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(chēng)ADB)，通過(guò)攝像頭偵測(cè)前方車(chē)輛，利用LED矩陣實(shí)現(xiàn)多個(gè)陰影區(qū)，避免前車(chē)受到強(qiáng)光干擾并提高駕駛安全性等都是目前熱門(mén)的設(shè)計(jì)實(shí)例。”

在談到各大整車(chē)廠(chǎng)照明設(shè)計(jì)趨勢(shì)時(shí)，李曉鶴進(jìn)一步表示：“主機(jī)廠(chǎng)在推動(dòng)固態(tài)照明中的路線(xiàn)各異。以時(shí)尚設(shè)計(jì)見(jiàn)長(zhǎng)的歐洲，尤其是德系車(chē)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(chē)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(yíng)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(jiàn)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(kāi)發(fā)正向車(chē)輛制造商和車(chē)燈供應(yīng)商提出了挑戰(zhàn)，他們必須在更短的開(kāi)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(chē)制造商和車(chē)燈制造商不再完全采用單種產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而是開(kāi)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(mǎn)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(hù)出發(fā)，現(xiàn)在的用戶(hù)需要自己的愛(ài)車(chē)時(shí)尚，體現(xiàn)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(shè)計(jì)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(jì)地為新車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)固態(tài)照明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)解決方案，并利用其領(lǐng)先的汽車(chē)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(mǎn)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(chē)型中。

該IC產(chǎn)品組合將有助于實(shí)現(xiàn)車(chē)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(chē)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(mǎn)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(lèi)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(chǎng)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(lèi)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(hù)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(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(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(chǎng)，燈具廠(chǎng)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(hù)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(chǎng)，燈具廠(chǎng)，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)。”