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    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

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    2019/12/10 15:29:12

    — 編輯 —

    財富中國

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    — 來源 —

    互聯網

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    【摘要】作為全球汽車照明半導體領域的領軍者,TI為車燈廠家和車企提供了包含LED驅動芯片、同步降壓轉換器、高壓超低IQ LDO、LED矩陣管理器MCU等在內的車規級系列產品,以及參考設計方案,同時保證了多像素控制、長距離通信和安全性,靈活滿足不同車型和不同OEM的動態控制需求。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ LED矩陣管理可以更好的解決眩光問題

      通過對LED矩陣管理,車燈廠家和車企可以對光束的形狀進行靈活編程,由此帶來更好的駕駛體驗,從而促進整車銷售。

      比如夜晚在高速公路上開車時,因為車速比較快,周圍需要照得更遠,從而讓你的視野更遠,這時候它會形成一個照得很遠的光束,但你的視線相對比較窄;當你走到省級公路或者普通公路時,路況比較復雜,這時候它會提供更寬廣的視野,把光照得更寬,讓你可以看到周圍更近距離的路況,從而保證系統的安全。

      與此同時,從傳統的鹵素疝氣大燈過渡到LED,特別是矩陣式車燈,在電子設計上會越來越復雜,不僅使用到的芯片更加復雜,還會涉及到一些軟件的東西,對車燈廠家和車企來說,也是全新的挑戰。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 汽車車燈產業全景圖

      矩陣式車燈設計三大挑戰

      首先,多像素控制。過去汽車每個燈是獨立控制的,使用的LED驅動是模擬驅動型的LED Drive,F在需要整個系統互動起來,像素點的數量會增加非常多。這時候LED驅動芯片就從純模擬器件,變成了帶通信接口和內置PWM調光功能的數;旌闲酒。

      其次,長距離通信可靠性。傳統車身通信方式可以用CAN或LIN,但是每一個PCB都需要一個MCU做通信,再去驅動LED Drive,使得整個系統設計變得非常復雜,信號容易丟包,另外成本也會增加。

      最后,行車安全性。多個MCU和PCB板互相連接在一起,帶來安全性的問題,如果燈壞了怎么辦?如果MCU信號丟失了怎么辦?矩陣式LED解決方案需要充分考慮故障診斷和報錯的功能,一旦監測到信號丟失,車燈自動進入失效保護模式,以保證車輛運行安全。

      日前,德州儀器(TI)LED驅動器產品線經理龔松對《智慧產品圈》記者詳細介紹了汽車照明的最新市場動態,包括自適應前照燈系統、貫穿式尾燈系統、個性化內飾照明、定制化交互化小燈和透明車窗顯示五大應用場景,以及最新產品和解決方案。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 德州儀器(TI)LED驅動器產品線經理龔松

      DLP®,百萬級像素新選擇

      作為全球汽車照明半導體領域的領軍者,TI為車燈廠家和車企提供了包含LED驅動芯片、同步降壓轉換器、高壓超低IQ LDO、LED矩陣管理器MCU等在內的車規級系列產品,以及參考設計方案,同時保證了多像素控制、長距離通信和安全性,靈活滿足不同車型和不同OEM的動態控制需求。

      “盡管如此,當我們的LED矩陣方案達到幾百個像素點之后,就有一些汽車前大燈的廠家說,還不夠,我們需要更高的分辨率!如果在原有基礎上繼續做,技術挑戰極大:1.LED是單獨布設的,芯片會越來越大;2.前大燈是功率系統,當采用更多LED時,熱管理也開始出現問題。怎樣幫助客戶解決問題呢?我們出了一個百萬級像素解決方案,徹底超越了客戶的需求,并且解決了他們所有的問題,這就是TI的DLP®技術。”他說。

      DLP®是TI獨家的數字微振鏡設備,本質上就是一種投影技術。由于出色的小型化能力,該產品已經廣泛應用在各種各樣的微投影儀上。

      現在,TI把DLP®技術帶入汽車領域。開發人員可以開發調暗部分或全部各像素的解決方案,駕駛員便可以在任何條件下開車時始終開啟遠光燈,且不會影響其他駕駛員。此外,高分辨率特性使它可以用做一些特別炫酷的投影應用。

      五大應用場景方案

      1、自適應前照燈系統自適應前照燈設計最初是為了減少眩光。相比于上一代“自動調節遠近光”,自適應前照燈系統實現了更靈活的高像素級光線管理。當對面有車輛或行人過來的時候,汽車只把光驅調暗,其他的光都保持原來的狀態,這樣就能有效避免眩光,同時對駕駛員的視野不構成影響。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 更高像素的矩陣管理帶來創新前大燈方案

      TPS92682是雙通道的LED的controller,它最大的特點是具有可配置性和其內部參數可以通過設置來設定,比如通過對過流電壓等的設置來滿足不同需求,帶給廠家的好處是可以用一顆芯片滿足所有不同車的型號和不同OEM之間的需求。LED矩陣管理器TPS9266X-Q1可自適應前照燈系統的像素級控制,擁有多達372個具有診斷功能的獨立可控像素。

      2、貫穿式尾燈系統

      傳統的尾燈非常簡單,實現信號功能,比如要剎車、轉彎或是給出一個簡單的指示功能。隨著汽車的發展,車企希望尾燈可以有一些更加炫酷的效果。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 貫穿式尾燈系統方案稱為趨勢

      因應貫穿式尾燈系統方案需求,TPS929120-Q1是12通道的LED Drive,每個通道可以驅動一顆、兩顆或三顆LED,同時它可以多顆芯片集連在一起驅動上百顆的LED芯片,同時滿足多像素控制、長距離通信和安全性。該芯片在大量的sample階段,即將量產。

      3、個性化內飾照明傳統頂燈照明非常簡單,就是一個開關,下一代內飾照明則會更加智能。比如在副駕駛座乘客看書時,頂燈光線可以自動跟蹤書的位置,讓乘客始終獲得非常清晰的視野,同時不會影響駕駛員。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 頂燈光線可以自動跟蹤運動位置

      實現這樣的設計,首先要實現像素化的控制。TIDA-020012是一款像素化頂燈參考設計方案,可以采用直驅模式驅動30顆LED,也可以采用多路復用驅動150個LED。該方案設計中用到了三款芯片,分別為3A同步降壓轉換器LMR33630-Q1、全面診斷RGB LED驅動器TLC6C5724-Q1、300毫安高壓超低IQ LDO TPS7B82-Q1。

      4、定制化、交互化小燈這些燈大部分用在汽車外部,它可以帶來更多的便利性和舒適性。比如在車門位置做一個照明燈,一開車門就可以看到下面是不是有一個水坑、是不是有一個磚頭,這樣可以在黑天的時候有更清晰的視野。針對基本的靜態符號投影,單通道LED驅動芯片TPS92613,在一個非常小的封裝里面滿足了客戶所有的需求,同時成本上也沒有增加。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 單通道LED驅動芯片TPS92613成本方案

      針對更多高端炫酷的需求,TI DLP®模塊的小型化努力,使得它放在車門上,也可以放在車的后視鏡上,還可以塞在前大燈或者尾燈里作為輔助照明,甚至是人車信息交互手段。舉個例子,當車輛避讓行人時,與其大嗓門比手勢,不如優雅地在車前投影出斑馬線,示意行人優先通過。

      5、透明車窗顯示

      同樣的,透明車窗顯示也是基于DLP®模塊的創新應用。大家都知道廣告是一個巨大的產業,眾多的搜索引擎都是靠廣告生存。汽車行業出租車或網約車也想加入這個行列,利用投影技術是一個非常好的方式。

    汽車照明方案進入“像素級”搏殺,五大場景充滿想象

      ▲ 透明車窗顯示可能帶來廣告新商機

      TI DLP3034-Q1、DLP5534-Q1 都是汽車級認證的芯片。其中DLP3034-Q1尺寸0.3英寸、支持405nm波長照明源、分辨率864×480;DLP5534-Q1尺寸0.55英寸、分辨率達到1152×576,照明光亮度是前者的三倍,提高了日間信息的可視度。

      小 結

      第一、 隨著LED系統方案的不斷優化,矩陣化、智能化的汽車照明創新應用成為可能,矩陣式照明可實現高分辨率前照燈系統,提供新的遠近光照明功能,以提高道路安全性和駕駛員舒適性。

      第二、DLP®新技術的引入,更有望幫助車燈廠家和車企,突破百萬級分辨率大關,從單一照明功能邁入“人車交互”汽車環境信息服務新疆域,甚至帶來新商業模式。

      第三、汽車照明正成為自動駕駛的一個潛在關鍵節點,因為照明系統或將成為集成傳感器的關鍵位置,如攝像頭、雷達和LiDAR(激光雷達)等。這種智能化趨勢已經得到了ADAS(先進駕駛輔助系統)發展的支持。

      第四、無論是自適應前照燈、還是自動跟蹤物體位置的頂燈光線,要想實現這些系統級智能應用,僅僅有光源管理方案還不夠,需要攝像頭捕捉車身周圍或者車內的環境數據,處理器結合自適應調節算法對數據進行分析。這將強化照明、汽車傳感器和數據處理之間的關系,設計挑戰進一步加劇。

    - THE END -
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