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。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，越來越先進的照明技木在汽車上正得到更多應用。其中，LED照明具有鹵素燈和氙氣燈無法比擬的優(yōu)點，如壽命長、響應時間快、節(jié)能環(huán)保等，加快了在汽車照明中大量采用的步伐。

對此安森美半導體為汽車前照燈照明應用提供寬廣陣容的產品，從一般燈泡驅動器方案到步進驅動器、LED驅動器和氙燈驅動器等，持續(xù)致力于汽車前照燈、儀表盤背光、內部照明、車門照明及尾燈等汽車照明應用提供包括標準及定制產品在內的豐富方案，尤其是在前照燈調整、偏轉用氙氣燈驅動專用集成電路和成為事實標準的步進驅動器方面市場。

各類型產品特征及整體解決方案

安森美線性穩(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。

前照燈驅動器及位置調節(jié)器

其一，前照LED照明。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。安森美半導體的AMIS-30623單芯片微步進電機驅動器適用于前照燈的水平調整和偏轉控制。它集成了控制器和LIN接口，用LIN主機實現遠程連接的專用機電一體化解決方案設計。該器件通過總線接收位置調整指令，隨后驅動電機線圈到所需的位置，利用電流、速度、加速度和減速配置參數。AMIS- 30623還還可檢測電機停轉狀態(tài)。

圖2：AMIS-30623前照燈水平調整和偏轉電路

另外，兩款器件也可以用于上述應用，NCV70521和NCV70522均為單芯片微步進電機驅動器，帶有電流轉換表和SPI接口。 NCV70522還包括嵌入式5 V穩(wěn)壓器和看門狗復位功能。該器件可作為外設驅動器，接受來自微控制器的“下一步微步”指令，并使電機線圈電流與所需速度同步。集成的SPI總線允許參數設置和診斷反饋。

圖3：NCV70522單芯片微步進電機驅動器

其二，高級LED前照燈電源鎮(zhèn)流器。安森美半導體的NCV78663單芯片、智能前照燈LED驅動器可實現遠光燈及霧燈的單芯片控制。NCV78663集成了數字調光、SPI可編程設置和內置診斷，提供了一個集成的、高能效集成型前照燈控制解決方案。

圖4：NCV78663前照燈電源鎮(zhèn)流器

其三，LED組合尾燈控制器。NCV7680可以作為一個獨立器件，也可以作為配合復雜系統(tǒng)的額外支持電路。結合升壓控制器運行時，額外LED可連接為一個LED串。其典型應用包括組合尾燈、日間行車燈(DRL)、霧燈、中央高位剎車燈(CHMSL)陣列、轉向指示燈和其他外部調制應用、液晶顯示器(LCD)背光等。

LED是一種高效環(huán)保的新型半導體光源，有其它光源無法比擬的優(yōu)勢。在未來汽車照明應用中前景光明。LED 可以用串聯、并聯等不同的方式組合成LED 陣列，以滿足汽車照明強度的要求。針對LED 的發(fā)光特性，重點討論了LED 驅動的設計及特點，同時簡述了LED 目前存在的問題及解決方法。

1、汽車車燈作用及要求

目前，汽車日趨平民化，已成為主要交通工具，行車安全引起了社會廣泛的關注。據不完全統(tǒng)計，汽車在夜晚或自然光線不足的情況下行駛的里程占總行駛里程的25%，而在此間發(fā)生的交通事故占到總事故的40%，并且一半以上的傷亡事故發(fā)生在夜間。因此，車外照明燈及信號燈是汽車安全行駛的關鍵部件，必須滿足下列條件：

(1)汽車照明燈點亮無延遲，響應時間更快，給駕駛員更多的反應時間。

(2)照明亮度強，在夜間或自然光線不足的情況下提高駕駛員的視野，同時使車外信號燈的指示作用更強。

(3)高耐震，工作可靠性高，避免因照明故障引起的意外事故。

(4)節(jié)能，能夠有效減少廢氣的排放量，保護環(huán)境。

(5)基于汽車銷售競爭日益激烈，車燈設計要實用和美觀。

2、LED 成為汽車照明選材中的新星

2.1 LED 的工作原理

LED 是特殊的二極管，是一種通過摻雜等手段形成PN 結的半導體器件。當滿足二極管導通條件時，電流流過LED，以光和熱的形式釋放出能量。LED 是電流控制的電流型元件，其發(fā)光強度主要依據通過的電流大小，正向導通時，其壓降非常高，而且本身具有一定的波動范圍。

由于LED 沒有紅外線及紫外線的輻射，其消耗的能量除轉換為光能外，幾乎都是熱能，且只能以熱傳導的形式傳出，因此，LED 在工作時，結溫會逐漸升高。而LED 是具有負溫度系數的器件，流過LED 的電流會隨溫度升高而增大，這就形成了正反饋，造成結溫的進一步升高，如不加控制，就會燒毀LED。LED 的熱學參數與PN 結的結溫有很大關系，主波長與溫度的關系如下式：

mp(Tl) = m0(T0)+ 3Tg #0.1nm/°C

由上式可知，每當LED 結溫升高10℃時，主波長 ( 人眼能夠觀察到的) 就會向長波漂移1nm(1nm=10-9m)，導致LED 亮度下降，出現光衰。因此， 個別LED 過熱，就會造成LED 陣列發(fā)光的均勻性變差。

2.2 LED 顯著的照明優(yōu)勢

LED 被稱為新光源，原因在于LED 具備點光源與固態(tài)光源的特性，因此具有其它照明光源無法比擬的優(yōu)點。

(1)LED 壽命理論上可達10 萬小時， 實際壽命也可達到2 萬小時以上，比一般白炙燈泡的1 000 小時、日光燈具的1 萬小時更具優(yōu)勢，在汽車使用壽命期間一般無須更換。

(2)點亮無延遲，響應時間更快。LED 的啟動時間僅為幾十納秒，啟動時間較白熾燈泡大大縮短。

(3)在光線亮度高、自然光線可見度低的情況下，大大降低汽車事故發(fā)生率;基本上無輻射，屬于“綠色光源”。

(4)LED 占用體積小， 結構簡單，高耐震，設計者可以隨意變換燈具模式，令汽車造型多樣化，滿足不同消費者需求。

(5)LED 光源受電壓變化的影響遠遠小于白熾燈泡，顯示了卓越的安全性和可靠性，同時消耗的能量較同光效的白熾燈減少80%，非常節(jié)能。

基于上述優(yōu)勢，LED 可以在汽車照明中廣泛應用，但單個LED 無法滿足汽車照明強度的要求，必須多個串聯、并聯或串并聯成LED 陣列使用，如圖1 所示。

圖1 LED 組合成的照明光源

2.3 LED 驅動的設計及特點

LED 驅動方式可采用電阻限流、線性穩(wěn)壓器和開關型變換器3 類。電阻限流方案適用于效率低的應用場合，所以對效率要求極高，輸入電壓范圍寬的汽車照明上不采用此方法;線性穩(wěn)壓器適應于低電流或LED 正向壓降稍低于電源電壓的場合，但同樣存在效率和輸入電壓范圍小的問題;開關型變換器具有電路拓撲靈活、效率高和輸入電壓寬的特性。因此，綜合考慮工作效率、安裝尺寸、靜態(tài)電流、工作電壓、噪聲和輸出調節(jié)等因素后，驅動電路多采用開關型變換器。開關變換器拓撲結構分為Buck、Boost 及Buck-Boos 等方式。目前來看，LED 應用在汽車照明上，其驅動電源必然是鉛酸蓄電池。

因為蓄電池的輸入電壓范圍會與正常的范圍有很大的出入，因此驅動電路一般用Buck-Boost 拓撲結構滿足LED陣列對電壓要求。此電路拓撲結構直流增益 (輸出電壓與輸入電壓之比)與占空比D(一個開關周期內，開通時間與周期的比值)有關。當電池電壓低于LED 所需電壓時，調節(jié)D > 0.5，使電路處于升壓狀態(tài);當電池電壓高于LED 所需電壓時，調節(jié)D < 0.5，使電路處于降壓狀態(tài)。LED 是電流控制的電流型元件，亮度與流過的電流成正比。如果LED 不是恒流驅動，通過的電流波動時，即使電壓恒定也會造成LED 的亮度變化。為保證亮度穩(wěn)定可靠，LED 需要恒定的電流來驅動，而且還需要在任何情況下都能將紋波電流控制在可接受的水平。所以，LED 驅動電路的輸出。

LED照明成本的很大一部分是由LED本身、熱管理組件(如翅片金屬散熱器)和堅固的LED驅動器電路的成本驅動的。傳統(tǒng)上， 每種 LED 光束或光源類型都需要自己的 LED 驅動器 PCB.如果使用單個驅動器驅動照明集群內的多個LED串(串聯)，則可以顯著降低成本和復雜性。

全面的多 LED 燈串驅動器必須支持高功率 LED 燈串所需的高電壓和高電流。它還必須巧妙地處理某些 LED 串的開/關轉換，而其他 LED 串則保持打開且不受影響。在汽車環(huán)境中，它應適應寬范圍的輸入和輸出電壓，即輸入端的電池和輸出端的LED串。汽車環(huán)境還要求驅動器具有低EMI以及開路和短路故障保護。

LT®3795 和 LT3952 汽車 LED 驅動器在用于升壓和(正在申請專利)升壓-降壓拓撲時可滿足這些要求。這些 LED 驅動器可在高壓升壓(升壓)和升壓-降壓(升壓和降壓)拓撲中工作。它們支持大堆疊的 LED 串，可接受較寬的電池電壓范圍，并且可以優(yōu)雅地轉換輸出中 ON LED 的數量。它們均具有擴頻頻率調制功能，可降低 EMI，并具有短路和開路 LED 保護功能。

用于近光燈、遠光燈和日間行車燈的增強型 LED 驅動器

近光燈、遠光燈和日間行車燈前照燈組的總電壓在 1A LED 驅動時約為 70V。100V+ LT3795 單通道 LED 驅動器可直接從標準 9V–16V 汽車輸入驅動 70W LED — 集群中的所有三個燈均可串聯驅動。

圖 1 中的組合驅動器電路示出了 LT3795 單通道 LED 驅動器如何用于在升壓拓撲中通過日間行車燈、近光燈和遠光燈為 1A 供電。這允許打開和關閉近光燈和遠光燈 - 日間行車燈始終亮起。