安森美公司

汽車照明的各個部分都可以采用LED,，從前燈到霧燈,，儀表背光到反光鏡的照明,、尾燈照明,、內飾照明等,，安森美提供一系列的標準照明模擬產品如NCV3065和分立器件如NSI45系列,，以及收購AMIS獲得的一系列產品如ASSP等,，為不同的照明子系統(tǒng)提供專業(yè)的汽車級照明解決方案,。

汽車LED應用范圍

汽車照明可以分為汽車內部照明和外部照明,，在汽車的各個領域都有LED的應用。從廣義上來說汽車LED照明可以分為低電流（<200mA）,、中等電流（200~500mA）和大電流（>500mA）,，對于這樣一個應用范圍，安森美推出了線性驅動器和開關驅動器來滿足不同的應用,。在20~500mA內我們可以使用線性驅動器來驅動,，在200mA至幾個安培內我們可以使用開關驅動器來驅動。

對于不同的成本,、不同的應用,、不同的需求，安森美會用不同的產品來支持,。在低成本要求下,，我們會直接用電阻來驅動，它的成本最低,，也沒有電磁干擾,，缺點是它依賴于電壓，能耗比較低,，而且LED在長時間使用后會出現問題,，它的電壓波動會對LED造成損害。安森美對于電阻有一個替代方案,，我們的CCR即恒流源可以串在電路中,，它的成本比電阻略高，但大性能會非常好,，會保護LED使電路中的電流保持恒定,，缺點是能效不是很高，適合于小電流情況下應用,。在用戶需要更多電流情況下,，我們可以提供線性穩(wěn)壓器,，它的精度在2%左右，路數比較多,，沒有任何的EMI問題,，但缺點是能效不是很高，成本適中,。對于更大電流需求的情況下,，我們使用開關電源，它的成本比較高,，但是能效高,，而且有專用的接口。

圖1

對于不同的應用我們使用不同的驅動器,，比如線性穩(wěn)壓器可以應用在中高位的剎車燈,，組合的尾燈和測光燈、背燈,；對于開關穩(wěn)壓器,，可以用在內部照明,、組合尾燈,、大燈和氛圍燈；對于照明管理集成電路,，主要應用在一些復雜的電路,，比如前燈、尾燈和比較高級的前照燈AFS系統(tǒng),。

各類型產品主要特征

線性穩(wěn)壓器針對低電路的應用,，比如20mA的LED，它的總功耗比較低,，可以在85度的環(huán)境下工作,，系統(tǒng)集成度比較低，如NSI45系列的CCR或NUD系列就可以滿足這類的要求,；對于開關穩(wěn)壓器,，它的特征是LED功率會比較高，能達到700mA左右,，屬于中高等的總功耗,，可以在最高125度的環(huán)境下工作，它的系統(tǒng)集成度也比較低,，可以用NCV3056/66系列實現對它的控制,；對于照明管理集成芯片，它的功率也比較大,，環(huán)境溫度也可以達到125度,，是一個完整獨立的子系統(tǒng),，所以集成度會比較高， NCV78663和NCV7680就是針對這種應用使用的,。

線性LED驅動器

以下是安森美線性驅動LED產品中的一部分,，支持多種拓撲結構，但是能效比較低,，主要用于汽車內部照明,、制動燈、霧燈,、日間行車燈和側面標志燈等,。NSI45系列最大電流可以達到180mA，而且可以調節(jié),，可以用于高位剎車燈,、尾燈，是一個線性電流源,；NUD400系列的最大電流是100mA,，主要應用在背光領域；CAT4101系列最大電流可以達到1A,，主要用于內部照明,。從這里可以看出，安森美在線性電流源里面產品系列比較完整,，從低電流到高電流都有覆蓋,。

表1 CCR價值對比


恒流穩(wěn)流器（CCR）低壓系列LED驅動器

本系列產品可以在不同供電電壓條件下提供恒定的亮度，在不同LED正向壓降條件下提供恒定的亮度,，也可以在低電池電量條件下仍提供較高亮度,，而且具有限制電路電流、提供高壓保護,、支持串聯不同數量的LED,，它的價格成本比較低，適合中低成本的應用,，而且最高電流可以達到180mA,。針對不同的功率輸出產品有不同的封裝，例如30~80mA是SOT-223封裝,，60~150mA或者更高電流是DPAK封裝,，低于30mA我們會采用SOT-123這樣的小封裝。

由于CCR是小電流輸出,，最大電流是在150mA左右,，所以在車內和車外都有應用。在汽車內部,，主要應用在儀表盤背光,、中控臺背光,、導航音頻系統(tǒng)、化妝鏡燈,、車門前地面燈和氛圍燈等,，在汽車外部的應用主要有中央高位剎車燈、轉向信號燈,、側轉向燈,、尾燈和剎車燈等。

NSI45系列產品特性：CCR既可以用在底邊,，也可以用在高邊,，不需要任何配置，直接串在電路里就可以使用,，而且壓降比較小,。在正常情況下一個電路里可以串接3個LED，工作特性是在一定的恒流電壓里面可以提供恒定的亮度,，而且由于是負溫度系數的產品,，在高溫度環(huán)境下可以保護LED，因為溫度越高,，它的輸出電流越低,，達到保護整個系統(tǒng)。它的最大工作電壓是45V,，加上LED的耐壓可以提高整個系統(tǒng)的耐壓等級,。

將CCR和電阻,、線性驅動器和開關驅動器進行對比,，在通用條件下，電阻的亮度會產生變化,；在LED正向壓降篩選的情況下,，CCR不需要篩選，而線性驅動器和開關驅動器都有可能需要,；在通電EMI電磁干擾情況下,，開關驅動器會有一些EMC問題；在低電流情況下如低于150mA的成本應用領域里,，CCR和線性驅動器是比較便宜的 ,，而開關驅動器比較貴，電阻價格相對便宜,；對于一般級開關盤,、警示燈、PWM亮度控制,，CCR可以連接簡單的控制亮度,，而線性驅動器需要接地參考,，開關驅動器就很難；對于汽車尾燈組的應用,，CCR和電阻是支持的,，而線性驅動器和開關驅動器是不支持的；對于高壓時LED的燒壞保護,，除電阻外,，其它都是支持保護的。


  圖2 NCV8871線路板                     圖3 NCV8871電路

開關LED驅動器

開關電源驅動主要支持拓撲結構,，會對EMI進行控制,，它的能效比較高，可以達到50%到90%之間,，可以用作室內照明,、停車燈、霧燈,、日間行車燈和側面標志燈等,。安森美主要產業(yè)有：NCV8871可以通過外部的MOS管來控制輸出電壓和輸出電流，NCV8842和5141系列都是1.5A的輸出,，但是一種降壓輸出,，而3063、3065和3163系列都是可以做升降壓控制的,，在開關控制驅動器方面我們有比較靈活的選擇,。

NCV8871是一個升壓控制器，帶同步引腳,，它的外圍電路非常簡單,，在工作溫度下可以提供2%的輸出電源精度，在關閉情況下功耗非常低,，只有10μA,，可以通過內部開關頻率從100Hz到500KHz實現條件頻率，但要在出廠時設置好,。而且它可以調節(jié)限流,、內部軟啟動以及斜坡補償，工作范圍3.5V-40V,，可以使用矢能角和同步引腳,，有峰值電流控制模式和熱關閉模式，工作溫度為-40度到150度,，可以承受40V的壓降,，能夠配置為正激、反激或單端初級電感轉換器拓撲結構,。

NCV8842和8843是1.5A,、170KHz和340KHz的降壓穩(wěn)壓器,，帶同步能力，可以工作在4.5~40V,，內部集成的MOS管可以提供1.4A的輸出,，輸出電壓可以從1.27V開始外部配置，具有同步引腳用于改善EMI性能,，而且有限流以及熱關斷保護,，封裝非常小是DFN-18封裝。

照明管理LED驅動器

LED前照明一般要求支持從單個LED到多個LED串,，電壓高達60V,，需要PWM調光，需要高能效集成驅動器,，更需要LED串的低EMC輻射,，還需要診斷和同步接口。

針對這樣一些需求,，安森美推出了NCV78663功率LED前照燈方案,，這是一個集成度非常高、外部元件非常少的方案,，是一個降壓,、升壓模式的驅動芯片，可以恒定LED的輸出工作電流,，最大輸出電流可以到2A,，帶診斷和熱保護模式，通過外部的SPI和OTP來設置整個系統(tǒng),，單個器件可以支持多種系統(tǒng)配置,，為整車廠提供更少的模塊版本，而且可以直接連接電池,，降低EMC輻射,，總體能效在90%以上,。

在組合尾燈的一些應用中,，可以看到它的LED是不一樣的，有7.5X7.5的LED,，也有4個腳的LED,，紅色、橙色各種顏色都有,，它的流媒數從2到6lm,；另外一種是2腳的LED，流媒數是從2到12lm,，具有專用的緊貼封裝,，對于不同的應用會有不同的需求,。

針對汽車尾燈的需求，安森美推出了NCV7680線性穩(wěn)流器用于LED尾燈控制,。它的特點是可以輸出一個恒定的電流,，每路的輸出電流是在75mA左右，有LED開路診斷以及帶漏極輸出,，可以通過斜率控制來消除EMI問題,。它通過外部調制而且片載1K的PWM調光功能，可以使用一個單個電阻來設定外部輸出的電流或占空比,，并且在過壓及過溫條件下具有set back功能,。

結論

安森美半導體提供從低電流到大電流的完整的LED驅動器產品解決方案，而且提供高能效的應用支持,。安森美是有實力的半導體供應商,，擁有專業(yè)的汽車LED生產技術，提供包括分立,、標準及全定制產品在內的豐富產品,，所有汽車產品都通過AECQ100認證。

問答選編

問：目前的方案在熱量控制方面有何改進或優(yōu)點,？能效比能達到多少,？

答：目前我們的開關控制器效率可以到90%左右。

問：請問開關型驅動器是根據什么方式來防止過壓過流來保護LED,？

答：如NCV3065通過采樣電阻的反饋來調節(jié)輸入電壓,，從而達到LED的恒流。

問： 汽車照明系統(tǒng)中的車廂內照明,、高位剎車燈,、尾燈與主光頭燈，若改用LED驅動各有哪些需要特別加以注意的關鍵性要點,？

答： 各自的亮度需求,、安全等級、可靠性要求,，以及安裝位置的環(huán)境,，如環(huán)境溫度、取電的位置等,。

問：LED驅動芯片是否帶有溫度采集和保護,？

答：LED驅動芯片自身都是有測量自身溫度的功能，做熱保護用,。NCV78663有采集外部溫度的功能引腳,。

問：汽車高溫環(huán)境是否會影響到LED照明的光色性能？如何解決？

答：環(huán)境溫度對LED的影響很大,，比如發(fā)光效率就會隨溫度的上升而下降,。首先要解決好自身的散熱，此外驅動芯片的散熱及溫度補償也很重要,。

問：NCV8842和NCV8871有什么區(qū)別,？

答：NCV8842是內部集成開關的Buck驅動器，而NCV8871是一個Boost控制器,，應用方式不同,。

問：CAT4101用于內部照明最大電流為多少A？

答：CAT4101最高可輸出1A電流,。

問：電壓波動沖擊能保證LED的恒定亮度嗎,？

答：如果應用了恒流源，比如在支路中串聯了CCR產品,，可以確定恒定的亮度,。

問：請問可編程頻率的LED驅動功能的設計初衷是什么？

答：對于開關驅動器需考慮EMC,、EMI,，部分管理芯片采用可編程頻率會考慮調光的需求。

問：我們應用LED照明時還需要增加什么管理系統(tǒng),？

答：在汽車上對于燈光的控制,，車身管理系統(tǒng)是必須的。

問：與普通的LED照明相比較,，汽車LED照明最突出的特點是哪一項,？

答：LED壽命長、體積小,、亮度高,。

問：安森美的汽車LED照明驅動的可靠性目前已達到多高MTBF水平?

答：我們的汽車級產品完全可以滿足AEC-Q100的要求。

問：目前安森美公司的產品能驅動多高電流的高亮度LED,，有產品型號嗎?

答：有一顆專門用于驅動LED燈的,，最高可驅動1.4A，型號為NCV78663,。

問：安森美的LED驅動器輸出電流精度最高能達到多高?

答：線性控制器CCR 電流精度在10%~15%,，全溫度范圍；對應開關電源的方案一般在10%左右,，和外面的采樣電阻的精度有關,。

問：加入的限流電阻的技術規(guī)格是如何要求的，具體的推薦規(guī)格有幾款,？

答：我們有限流電阻的替代產品CCR，選取方式很簡單，只需要根據電路中的電流需求選擇相對應的產品就可以了,，CCR是根據輸出電流區(qū)分型號的,。

問：LED在汽車照明中的應用越來越廣泛，用戶可以自行進行車輛照明改造安裝嗎,？

答：最好不要這樣做,。LED的穩(wěn)定工作都是要保證恒流驅動的，機理較為復雜,，受影響的因素較多,，汽車上干擾也很多，而且LED及其驅動的散熱也非常關鍵,，自行安裝很容易考慮不全面,。

問：LED驅動對開關穩(wěn)壓電源有什么要求？是恒流還是恒壓,？

答：一般的LED驅動器會有恒流的要求,，我們的驅動比如NCV78663應用領域只針對汽車前燈，既有恒流功能,，又可以做Dimming,，還可以用于模擬調光，所以能更好的滿足客戶的功能需求,。

問：汽車的工作環(huán)境相對惡劣,，汽車LED照明驅動器件是否都必須采取高規(guī)格的嚴格散熱措施？

答：LED的穩(wěn)定工作都是要恒流驅動的,，恒流源本身對內部晶體管的溫度特性很敏感,，因此驅動芯片本身的散熱要做得更好一些，需要格外注意,，尤其是驅動芯片本身安裝在燈具內部的情況,。

問：LED在汽車照明中的應用越來越廣泛，是否已能徹底地實現全面替代了呢,？

答：LED現在已經可以用在汽車的各個部分的照明系統(tǒng)中（像最新的奧迪A8頭燈就是全LED的）,，完全替代還要考慮成本、亮度,、散熱等綜合因素,。

問：汽車LED照明是否可采用負電壓驅動共陽極LED? 為什么?

答：LED都是恒流驅動，如果干擾很厲害,，可以考慮先加一級電壓源,，由電壓源為每一路的恒流LED驅動供電，這樣可以把干擾隔離到恒流驅動之外,。電壓源輸出抗干擾手段很多,，加電容，加鉗位管等方式，但這樣做成本有所增加,。

問：對于汽車LED照明驅動,，安森美專家建議優(yōu)先考慮何種形式的散熱措施？有無必要考慮風冷甚至水冷方案呢,？

答：小功率的可以自然冷卻,，大功率的可以加散熱片。目前我們看到的汽車LED照明應用最高的功率在60W左右,，可以用升壓驅動控制,。目前驅動部分還不需要其他冷卻方式。