汽車照明的四大設(shè)計(jì)維度

01效率

LED燈在各種照明環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，光效也在逐步提高，在實(shí)際應(yīng)用中展示出了越來越大的優(yōu)勢(shì)。盡管如此，對(duì)效率無止境的追求下，因?yàn)槭褂昧看?、使用時(shí)間長(zhǎng)的汽車照明，效率依然是關(guān)鍵設(shè)計(jì)的考慮維度之一。在空間有限的電子系統(tǒng)中，效率至關(guān)重要的，在這些設(shè)計(jì)中，LED驅(qū)動(dòng)器安裝在大燈、尾燈或側(cè)轉(zhuǎn)指示燈中非?？拷麹ED總成的位置。較高的功率轉(zhuǎn)換效率降低了系統(tǒng)的熱預(yù)算，因此在設(shè)計(jì)散熱器時(shí)具有更高的自由度，同時(shí)也減小了解決方案的總尺寸。此外，效率的提高可以延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的電池壽命，而在單個(gè)系統(tǒng)中使用多個(gè)LED可以避免單一部件的故障問題。

為了實(shí)現(xiàn)性能的提升，設(shè)計(jì)者往往需要在空間和系統(tǒng)效率方面做出讓步，同時(shí)需要解決散熱及高成本問題。這時(shí)候需要采用類似于ADI的MAX25610A/B LED驅(qū)動(dòng)器，小尺寸、高效率和優(yōu)異的EMI性能，輕松解決上述所有問題。這些IC支持寬壓輸入，可有效降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度和材料清單成本，提升電源效率。IC針對(duì)buck-boost LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用可接受5V 至36V寬壓輸入，buck-boost模式下的電源效率高達(dá)90%(而標(biāo)準(zhǔn)buck-boost LED驅(qū)動(dòng)器的效率為約為85%)。

02EMI

干擾是電子應(yīng)用中的一個(gè)常見問題，但在電動(dòng)車的應(yīng)用中，由于安全、效率和性能都依賴于電子裝置，因此嚴(yán)重的EMI可能會(huì)導(dǎo)致諸多隱患。近二十年來，ADI一直提供低EMI解決方案，是低EMI功率解決方案領(lǐng)域的佼佼者。ADI采用率先上市的Silent Switcher技術(shù)（開發(fā)于2013年）、應(yīng)用特定的調(diào)諧SSFM和創(chuàng)新的開關(guān)技術(shù)，提供出色的EMI。

汽車應(yīng)用中的極端 LED 調(diào)光要求在不增加昂貴降噪組件和復(fù)雜性的情況下會(huì)難以符合 CISPR EMI 標(biāo)準(zhǔn)。ADI的多款LED照明產(chǎn)品方案通過納入許多旨在較大限度降低 EMI 的內(nèi)置功能，例如：借助其用于低 EMI 熱環(huán)路的 Silent Switcher 架構(gòu)較大限度降低 EMI；內(nèi)置的擴(kuò)展頻譜頻率調(diào)制 (SSFM) 功能電路有助降低傳導(dǎo)和輻射 EMI；轉(zhuǎn)換速率是受控的，以在保持低噪聲性能的同時(shí)優(yōu)化效率。下面的電路中，LT8376采用專有的Silent Switcher技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)低EMI的LED驅(qū)動(dòng)。

03調(diào)光性能

抬頭顯示器（HUD）在越來越多的汽車中得到應(yīng)用，其照明系統(tǒng)需要兼顧在明亮的陽光下可產(chǎn)生清晰的圖像，同時(shí)在夜間呈現(xiàn)的柔和圖像也不會(huì)遮擋駕駛員視線，如此一來需要超高的調(diào)光比，這讓很多方案和設(shè)計(jì)師頭大，這類應(yīng)用中ADI的LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的調(diào)光性能體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于一些產(chǎn)品通常對(duì)處于理想條件下或是處于特定的工作條件下給出高調(diào)光比規(guī)格，ADI的LED驅(qū)動(dòng)器能在所有條件下提供規(guī)格中給出的調(diào)光性能。我們提供外部和內(nèi)部PWM調(diào)光，以及出色的模擬調(diào)光。

例如當(dāng) LT3932 在 100Hz 調(diào)光頻率和 2MHz 開關(guān)頻率下運(yùn)作時(shí)，高電流 LED 設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn) 5000:1 PWM 調(diào)光比和良好調(diào)節(jié)的 LED 電流。此外，還可結(jié)合使用 PWM 調(diào)光和模擬調(diào)光以把調(diào)光比提升至 20,000:1。對(duì)于需要超過 5000:1 PWM 調(diào)光比的應(yīng)用，LT3932 的一個(gè)變種 LT3932-1 可實(shí)現(xiàn)較高的調(diào)光性能，而且沒有器件規(guī)定的 “最小 PWM 導(dǎo)通時(shí)間與開關(guān)頻率之間關(guān)系” 的限制條件。由于最新的汽車車載顯示器需要 10,000:1 的最小調(diào)光比，因此 LT3932/-1 能使其容易滿足令人感到膽怯的調(diào)光規(guī)格。在我們最新一代的產(chǎn)品中，數(shù)字信號(hào)可用于模擬調(diào)光。

04可靠性

與通用照明燈相比，LED汽車照明燈具工作環(huán)境存在顯著的差距，主要表現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)，使用過程中振動(dòng)強(qiáng)度及頻率的改變以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙及其他周圍熱量的改變、溫濕度交變，太陽輻射，鹽霧腐蝕，塵降等等諸多因素，所以LED汽車照明對(duì)于器件可靠性的要求比通用照明領(lǐng)域要高得多。

ADI的LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品安裝在全球數(shù)百萬個(gè)外部和內(nèi)部汽車插座中，從2010年到2020年，交付的LED驅(qū)動(dòng)器超過5億個(gè)。其中超過一半的產(chǎn)品部署于汽車應(yīng)用，因?yàn)椴捎昧藢Ｓ械?a target="_blank">半導(dǎo)體工藝、晶圓級(jí)光學(xué)檢測(cè)、X射線包裝檢查，以及對(duì)所有功能和規(guī)格的全面測(cè)試，確保這些應(yīng)用的故障率低于1 ppm，這已超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)

實(shí)際上，這些設(shè)計(jì)維度是每一款汽車電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)都通常會(huì)考慮的因素，我們針對(duì)汽車照明的每一款方案都會(huì)全方位兼顧這些要點(diǎn)，而可能每一款方案會(huì)針對(duì)具體應(yīng)用需求有特別的差異化。例如上文提到的LT3932就可實(shí)現(xiàn)具有卓越調(diào)光性能，同時(shí)具有緊湊型尺寸，高電流 LED驅(qū)動(dòng)，兼顧低EMI特性，以及整個(gè)輸入范圍內(nèi)的 90% 峰值效率 (未采用 EMI 濾波器時(shí)效率為 ~91%) 。該器件擁有許多旨在簡(jiǎn)化高性能汽車和工業(yè) LED 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用之設(shè)計(jì)過程的內(nèi)置功能特性。

原文轉(zhuǎn)自亞德諾半導(dǎo)體