對(duì)于汽車而言，照明系統(tǒng)是汽車的必備，隨著汽車智能化的不斷演進(jìn)，汽車照明技術(shù)也在進(jìn)步。近年來(lái)，很多的新車配上了LED大燈，新穎的表現(xiàn)方式和亮眼的高科技成為車主選車的一大參考。作為全球最重要的汽車LED解決方案提供商，德州儀器（TI）在汽車照明技術(shù)上不斷創(chuàng)新，尤其是領(lǐng)先業(yè)界的DLP技術(shù)，更是讓新時(shí)代的汽車照明前景倍增，DLP技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，可以讓汽車的照明視覺(jué)、圖像質(zhì)量達(dá)到一個(gè)新的層次，這些都是源于 TI DLP產(chǎn)品和完整的解決方案。如今，越來(lái)越多的客戶愿意采用最新的方案加速產(chǎn)品的迭代和創(chuàng)新。

在LED技術(shù)的進(jìn)步和推動(dòng)下，汽車照明中會(huì)融合很多的LED燈解決方案，如在汽車內(nèi)部照明、前照大燈和組合尾燈等。近日，TI在深圳舉行了“德州儀器汽車照明媒體溝通會(huì)”，德州儀器 LED 驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松先生給媒體記者們講述了TI在汽車照明技術(shù)上的創(chuàng)新，分享了它們最新的自適應(yīng)大燈系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)尾燈、個(gè)性化內(nèi)飾照明和透明車窗顯示等半導(dǎo)體技術(shù)及解決方案。

德州儀器 LED 驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松先生，德州儀器供圖

防止眩光還得看自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)

在汽車的應(yīng)用里面，自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)是一個(gè)很特別的存在，因?yàn)樵陉?yáng)光不是很充足的情況下，汽車照明不只是炫酷，而是安全。自適應(yīng)前照燈是一種在垂直方向上與車聯(lián)動(dòng)的燈光系統(tǒng)，它一般情況下是由ECU和傳感器、燈、車燈控制系統(tǒng)等組成。尤其是黑暗下，汽車在轉(zhuǎn)彎情形，車燈的亮度和精確度都是汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵參數(shù)。德州儀器LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松先生表示，最初做自適應(yīng)前照燈是為了減少眩光，大家平時(shí)在路上行走或開(kāi)車時(shí)遇到過(guò)這樣的場(chǎng)景：對(duì)面開(kāi)著遠(yuǎn)光燈，你眼前立刻變得白茫茫，如果你也開(kāi)著遠(yuǎn)光燈，迎面雙方都會(huì)出現(xiàn)視線盲區(qū)，道路安全就成了問(wèn)題。如何才能避免這種情況發(fā)生，龔松人為，那就是花時(shí)間去研發(fā)技術(shù)，傳統(tǒng)解決方式是，汽車大燈用鹵素或疝氣燈，車廠采用自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光技術(shù)，當(dāng)檢測(cè)到前方車輛或行人時(shí)，自動(dòng)把遠(yuǎn)光調(diào)為近光，這樣方案并不安全，特別是同時(shí)有行人、車輛過(guò)來(lái)時(shí)，調(diào)成近光會(huì)使司機(jī)視野受到影響，看不到行人，TI研發(fā)了自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)是怎么解決這種安全難題的？德州儀器LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松先生表示，當(dāng)對(duì)面有車輛或行人過(guò)來(lái)時(shí)，汽車只把光驅(qū)調(diào)暗，其他光都保持原來(lái)狀態(tài)，這樣就能有效避免眩光，同時(shí)對(duì)駕駛員視野不構(gòu)成影響。德州儀器采用的是兩種解決方案，解決這些難題。第一款產(chǎn)品是TPS92682－Q1，這是雙通道的LED的controller，它最大的特點(diǎn)是特別靈活，非常容易配置。這個(gè)產(chǎn)品支持各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如升壓拓?fù)?、降壓拓?fù)?，有升降壓和反激式等都可以通過(guò)這一個(gè)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。他繼續(xù)說(shuō)道，除了實(shí)現(xiàn)多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，它還可以實(shí)現(xiàn)CC或CV輸出模式，可以獨(dú)立地作為一個(gè)靜態(tài)大燈的解決方案，也可以和其它芯片配合在一起作為動(dòng)態(tài)大燈最前沿的芯片。

除了解決了配置的難題，在設(shè)計(jì)上，TI也為車廠等客戶考慮甚多。如今，車廠包括車燈供應(yīng)商做車輛設(shè)計(jì)時(shí)遇到的挑戰(zhàn)是：不同型號(hào)車子或不同車廠間，對(duì)前大燈造型和LED配置要求是不同的，這會(huì)造成客戶面對(duì)不同項(xiàng)目，無(wú)法用同一芯片滿足不同需求。龔松表示，TI的芯片因?yàn)榫哂锌膳渲眯院推鋬?nèi)部參數(shù)靈活設(shè)定，很巧妙的來(lái)滿足所有不同車型和不同車OEM間的需求。這樣帶來(lái)的好處非常多，除了成本優(yōu)勢(shì)，還能避免出現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)bug，設(shè)計(jì)還很簡(jiǎn)潔，安全性和通用性大大提升。除了TPS92682－Q1，TI還有第二款產(chǎn)品叫TPS92520－Q1，這是業(yè)界第一顆把這幾個(gè)性能集成在同一個(gè)芯片的IC，也是具有SPI單片雙路同步降壓LED的驅(qū)動(dòng)器，這顆芯片還集成了MOSFETs，開(kāi)關(guān)頻率相當(dāng)高，達(dá)到2．2MHz。“這是業(yè)內(nèi)首次把這個(gè)技術(shù)引入汽車LED照明領(lǐng)域，TI也是行業(yè)內(nèi)的第一家，我們把通常在底部的散熱盤(pán)放到芯片頂部，這樣非常容易在上面放散熱片，加強(qiáng)系統(tǒng)散熱，使這個(gè)小芯片可以輸出極大功率?！饼徦蛇@樣對(duì)媒體記者解釋。TI還有第三款產(chǎn)品TPS9266X－Q1，龔松提到，前兩顆芯片塑造了汽車前大燈的前兩級(jí)，但要真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制需要LED的像素級(jí)控制，需要控制每一個(gè)LED單獨(dú)的開(kāi)和關(guān)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉確定的某一區(qū)域的光，保留其他區(qū)域的光繼續(xù)開(kāi)啟。目前已經(jīng)有很多車廠發(fā)布的矩陣式大燈都使用了這個(gè)方案，實(shí)現(xiàn)了防止眩光的功能。

更高的分辨率如何實(shí)現(xiàn)？

對(duì)于很多的汽車前大燈廠家而言，要實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，需要幾千個(gè)像素點(diǎn)。德州儀器LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松先生表示，傳統(tǒng)的方案在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)做幾千個(gè)像素帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)，一是由于LED單獨(dú)布設(shè)的，芯片會(huì)越來(lái)越大，二是前大燈是功率系統(tǒng)，當(dāng)采用更多LED的時(shí)候熱管理也開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題。TI出了一個(gè)百萬(wàn)級(jí)像素解決方案，徹底超越了客戶的需求。這個(gè)就是TI的DLP技術(shù)，也叫數(shù)字光源處理技術(shù)，TI用這個(gè)技術(shù)做了一個(gè)產(chǎn)品DMD數(shù)字微鏡，這產(chǎn)品本質(zhì)上就是在小小硅片上放百萬(wàn)級(jí)數(shù)量的小鏡子反射光，達(dá)到控制光形狀的目的。TI把DLP技術(shù)帶入汽車領(lǐng)域，它超越了客戶對(duì)于前大燈像素的需求，帶來(lái)了一個(gè)百萬(wàn)級(jí)像素產(chǎn)品。TI的產(chǎn)品因?yàn)樽吭教匦杂謳?lái)了客戶當(dāng)時(shí)沒(méi)有想到的一些應(yīng)用。這個(gè)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高分辨率投影的效果，現(xiàn)在客戶在用它做一些特別炫酷的應(yīng)用。目前已經(jīng)有產(chǎn)品采用這種DLP技術(shù)在公路上運(yùn)營(yíng)，0．55英寸數(shù)字微鏡器件，能夠把尺寸做得特別小，把光源鏡頭的高度做到小于40mm，讓它可以塞在前大燈里，TI的參考設(shè)計(jì)提供了自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈技術(shù)，同時(shí)把分辨率提升到1萬(wàn)倍以上。

TI先進(jìn)的尾燈解決方案

傳統(tǒng)的汽車尾燈非常簡(jiǎn)單，就是用它實(shí)現(xiàn)信號(hào)功能，如剎車、轉(zhuǎn)彎或是一個(gè)簡(jiǎn)單的指示功能。如今，隨著汽車的發(fā)展，人們也希望尾燈可以有一些更加炫酷的效果，同時(shí)還可以起到通信的作用。龔松先生表示，目前整個(gè)貫穿式的尾燈系統(tǒng)在有些車型上應(yīng)用了。實(shí)現(xiàn)貫穿式動(dòng)態(tài)尾燈設(shè)計(jì)不容易，過(guò)去每個(gè)尾燈是獨(dú)立控制，使用的是模擬驅(qū)動(dòng)型LED  Drive，每個(gè)燈的組件是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。現(xiàn)在人們希望整個(gè)系統(tǒng)互動(dòng)起來(lái)，就需要多個(gè)pixel，像素點(diǎn)的數(shù)量會(huì)增加很多。這時(shí)候LED Drive就從純analog器件變成了analog LED Drive，內(nèi)部集成了大量的PWM控制和內(nèi)部LED量變控制算法的數(shù)字模型，對(duì)于設(shè)計(jì)而言，需要提高像素?cái)?shù)量。TI先進(jìn)的尾燈解決方案是這樣的，他表示，TI的TPS929120－Q1是12通道的LED Drive，每個(gè)通道可以驅(qū)動(dòng)一顆、兩顆或三顆LED，同時(shí)它可以多顆芯片集連在一起驅(qū)動(dòng)上百顆的LED芯片。整個(gè)貫穿式尾燈要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)燈效需要通信接口，傳統(tǒng)方式可以用CAN或LIN，但是每一個(gè)PCB都需要一個(gè)MCU去控制和驅(qū)動(dòng)LED Drive，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，成本會(huì)增加。TI在TPS929120上推出一個(gè)接口叫做FlexWire，它基于UART協(xié)議同時(shí)利用了CAN和LIN物理收發(fā)器這一層，既保證了系統(tǒng)安全可靠性，也讓編碼變得更容易，UART的編解碼功能相對(duì)容易上手。為工程師提供了一個(gè)長(zhǎng)距離的通信，同時(shí)保持非常好的可靠性和EMC DMI的性能，這顆芯片也提供了非常精確的診斷和故障保護(hù)功能。對(duì)于目前汽車尾燈面臨的挑戰(zhàn)，TI先進(jìn)的尾燈解決方案在多像素控制、長(zhǎng)距離通信和安全性上得到了完美地實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在這個(gè)芯片在大量的sample階段，即將量產(chǎn)。

讓汽車內(nèi)飾照明更加個(gè)性化

傳統(tǒng)頂燈照明就是一個(gè)開(kāi)關(guān)，有時(shí)候外面比較黑，上車后還要摸半天，才能摸到開(kāi)關(guān)的位置。對(duì)于這樣的行業(yè)痛點(diǎn)，龔松先生表示，現(xiàn)在TI提供了解決方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化和區(qū)域化的照明。他說(shuō)道，要實(shí)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)，首先要實(shí)現(xiàn)像素化的控制，客戶可以采用TIDA－020012，這是高像素LED矩陣驅(qū)動(dòng)模塊，TI使用了三顆芯片實(shí)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)。第一顆芯片是LMR33630－Q1，采用了HotRod封裝，沒(méi)有引線，芯片倒過(guò)來(lái)直接卡在封裝里。這樣的設(shè)計(jì)極大提高了熱效，沒(méi)有引線還減少了EMC、EMI的干擾；第二顆芯片是TLC6C5724－Q1。它有24通道，每個(gè)通道可以輸出50毫安的電流，這樣設(shè)計(jì)的芯片使得大規(guī)模、矩陣化LED設(shè)計(jì)可以使用更少數(shù)量的芯片，它有全面診斷和故障檢測(cè)功能；第三顆芯片是LDO  TPS7B82－Q1，LDO是業(yè)界非常標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單的器件，從這個(gè)器件上可以看到TI技術(shù)的領(lǐng)先性，這顆LDO是300毫安的高壓超低IQ的LDO，它的電壓輸入范圍是3V到40V，這個(gè)產(chǎn)品做到了2．7μA的靜態(tài)電流，是業(yè)界非常低的數(shù)字，它的精度特別高。對(duì)于客戶而言，即使針對(duì)一些非常標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，TI所帶來(lái)的技術(shù)差異化和領(lǐng)先性也是超前的。汽車大燈可能更多是用在汽車外部，汽車小燈同樣大有可為，比如更亮的、定制化的汽車小燈。針對(duì)這個(gè)系統(tǒng)，TI提供了兩種解決方案，一種是提供基本的功能，非常簡(jiǎn)單和便宜；二是提供一個(gè)高端炫酷的需求。TI提供一個(gè)非常完整的，從最低的需求和成本到更高端的照明效果的解決方案。

透明車窗顯示讓汽車更有范

目前，很多的汽車都在朝著酷范的方向進(jìn)步，在不久的將來(lái)，車窗上可能會(huì)顯示各種信息，可能單色變成了全彩動(dòng)態(tài)顯示。比如車窗上有些顯示，白天效果不好，晚上就可以看到。這個(gè)可以投廣告，可能會(huì)是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。德州儀器LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松表示，要實(shí)現(xiàn)這樣的效果，DLP技術(shù)非常有價(jià)值，因?yàn)樗袀€(gè)非常獨(dú)特的特性，它不需要光源，這樣可以讓汽車車窗顯示非常有想象力，而且顯示效果清晰。對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)，TI采用了DLP 3034－Q1去實(shí)現(xiàn)，他提到，這個(gè)產(chǎn)品有一個(gè)非常高的光輸出效率，提高了日間信息的可視度。這個(gè)方案有兩顆車規(guī)級(jí)芯片，支持405nm波長(zhǎng)照明源，支持864×480分辨率。

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)化，很多的技術(shù)都可以快速的上市，這也是TI的機(jī)遇。德州儀器LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松表示，TI的五大產(chǎn)品技術(shù)涵蓋了動(dòng)態(tài)的自適應(yīng)系統(tǒng)前燈系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)尾燈系統(tǒng)、個(gè)性化內(nèi)飾照明、小燈和透明車窗應(yīng)用，它們涵蓋了業(yè)界革命性的創(chuàng)新，希望給客戶、車廠和消費(fèi)者帶來(lái)更好、更新的體驗(yàn)。

總結(jié)：

伴隨著智能汽車的演進(jìn)，汽車照明肯定是最先突破的一環(huán)，只有好的照明，才能讓車和人之間更好的互動(dòng)。對(duì)于不同的汽車車廠而言，如果想進(jìn)行產(chǎn)品的差異化競(jìng)爭(zhēng)，讓自己的產(chǎn)品更加有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，好好研究最新的技術(shù)，并用到自己的汽車上，是創(chuàng)新的最有效方式，TI全面的解決方案的確不失為在汽車照明上創(chuàng)新的一種好方法，正如德州儀器LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線經(jīng)理龔松所說(shuō)的那樣，大家的目標(biāo)是一致的，就是為客戶、車廠和消費(fèi)者帶來(lái)更好、更新的體驗(yàn)。