DIODES汽车LED应用

Diodes Incorporated拥有广泛的汽车兼容模拟、连接、分立、逻辑、电源管理和时序产品组合。这些汽车零件在零件号末尾有一个“Q ”,可以清楚地识别出来。Diodes完全符合汽车应用标准的“Q”器件分别通过AEC-Q100、AEC-Q101、AEC-Q104和AEC-Q200认证，在通过严格的IATF 16949标准认证的工厂制造，并能够通过VDA6.3的客户审核，这些零件都受到生产零件批准流程(PPAP)文件的支持，因此符合汽车电子行业的所有要求。

汽车外部照明用LED控制系统的新进展

DIODES汽车LED应用，汽车照明转向led的趋势

汽车照明市场继续强劲增长，分析师Yolé预测到2024年将达到388亿美元[1]。在过去的几年里，车载电子晶振 LED在这个市场上占据了越来越大的份额，LED外部灯已经成为我们道路上常见的景象。

与白炽灯泡相比，led具有更长的寿命，节省空间、成本和电力，并为复杂和定制的照明系统提供了新的机会。趋势是对发光二极管进行更复杂的控制，而不仅仅是开关它们；例如，通过在转向灯中包含动画来提高安全性，并根据场景的变化来改变led的亮度。

除了led本身，汽车还需要合适的电子元件来驱动和控制led。它们必须可靠、紧凑、高效，并能够提供调光和故障检测等特殊功能。

虽然分立元件通常用于驱动led，但如今已转向使用集成驱动器。让我们来看看这些器件的要求，以及它们能为汽车设计师提供什么。

图1:汽车LED应用

控制LED

为了产生所需的光，led驱动器需要在LED的阳极和阴极之间施加达到最小阈值电压(称为“正向电压”)的电流，以打开LED。这取决于LED的颜色，但通常约为1.6V至4V有源晶振。

LED的亮度取决于提供的电流，这意味着汽车的灯光可以通过合适的LED驱动器变暗。有两种方法可以做到这一点:要么降低电流，称为模拟调光，要么使用脉宽调制(PWM)进行数字调光。

对于汽车应用，LED驱动器需要稳定可靠，并且能够在-40°C至+105°C或125°C的扩展环境温度范围内工作。该器件必须能够处理从典型商用汽车的24V电池、内燃机汽车(ICEV)的12V电池或最新的配有DC-DC转换器和12V辅助电池的电动汽车(EV)提供的大范围变化的电压，以便为电动汽车配件供电。在未来的电动汽车浪潮中，符合相关的电磁兼容性(EMC)要求至关重要。

通过使用微控制器转向更智能的LED控制，另一个有用的功能是故障检测功能，可以警告驾驶员LED故障并指示其位置，从而提高安全性。由于一个典型的车灯中有多个发光二极管，当一个发光二极管发生故障时很难检测到，因为其他发光二极管将继续工作。这可能会导致安全问题，因为灯可能无法达到所需的亮度。因此，能够检测故障的智能LED驱动器非常重要。

图2: LED尾灯

实践中的集成LED控制

DIODES公司的AL5873Q就是一个集成LED驱动器的例子。这是一款三通道线性LED驱动器，具有5V至55V的宽输入电压范围，提供多种功能，可以简化车辆照明设计。

上一代产品需要控制器和单独的驱动器。现在，这两种功能都由AL5873Q石英晶振在一个器件中处理。通过使用单个器件来驱动led，还可以最大限度地减少所需的外部元件数量，从而简化设计流程并提高可靠性。

与其它汽车兼容DIODES的LED驱动器一样，AL5873Q具有内置保护功能。它使用器件上的fault引脚来报告问题的状态，例如LED出现故障的情况。

DIODES百利通亚陶晶振公司的下一代产品将提供更高的通道数，从单通道和三通道器件到36个通道，甚至更多。这意味着许多单独的led可以由单个驱动器设备独立控制，为汽车灯光中的像素led动画效果创造了机会。

AL5873Q支持PWM和模拟调光，每通道最高可提供250mA电流，总电流为750mA。可以使用两个参考电阻来控制led电流水平，这意味着相同的LED发射器既可以用于尾灯组，也可以用于尾灯和刹车灯。这简化了设计，意味着材料清单(BOM)成本可以大大降低。

如果结温过高，LED的寿命会大大缩短。为了避免这种情况，AL5873Q具有温度监控功能，如果超过AL5873Q的阈值温度，该功能会降低LED电流。还提供过温和LED串开路/短路保护监控，以及输入欠压闭锁和故障指示器功能。

AL5873Q晶振采用带裸露焊盘的小尺寸TSSOP16封装，节省了轻质外壳中的宝贵空间，并提供了一种可靠、高性价比的解决方案，符合严格的AEC-Q100 1级汽车质量标准。作为线性LED驱动器，AL5873Q不需要外部电感，从而降低BOM成本，使EMI/EMC问题易于解决。

一个典型的应用如图3所示，有六个led通道。led电流水平由FULL引脚控制:当该引脚被拉高时，LED电流由连接到REF2引脚的电阻设置；当FULL引脚被拉低时，连接到REF1的电阻决定led电流。这意味着同一组led可以同时用作尾灯和刹车灯，控制器使它们能够提供正常尾灯操作和停车/刹车所需的两种不同亮度水平。

 图3:典型的汽车LED应用

数字调光由PWM引脚控制，led电流和亮度根据PWM信号的占空比进行调整。如果喜欢模拟调光，可以通过将ADIM引脚的电压从0.3V改变到1.5V，在0到100%之间线性调整LED电流

另一个省电功能是睡眠或待机模式。如果PWM引脚被拉至地，且超过7ms没有信号，则AL5873Q进入低待机电流模式(功耗小于250μA)。超过25ms时，AL5873Q进入超低静态电流模式(功耗小于1μA)，从而降低整体功耗。

结论

展望未来，led在汽车领域的前景是光明的。首先，随着电动汽车取代现有的汽油和柴油车型，电子功耗和电机转换效率将变得越来越重要。由于里程范围是电动汽车的一个关键卖点，因此最大限度地减少所有电子配件(包括照明)使用的电能将是延长汽车闲置或行驶时电池寿命的主要因素之一，从而增加充电站之间的里程。

汽车制造商也将寻找新的方式来区分他们的产品，LED照明可以通过定制的外形和动画给他们带来非常明显的优势。此外，汽车正在成为高度复杂的“车轮上的计算机”，这意味着设计师正在寻找允许汽车通信和报告问题的LED驱动器。