TI已经准备好新一代汽车照明应用!

发布时间:2019/12/3

“目前,TI的一些产品已经量产,而DMD的模块也已量产、发货。此外,我们还有一些适用于不同模块的新产品。我们已经准备好了,现在我们可以可以看到汽车制造商能否发挥作用。在最近举行的“ 2019年德州仪器汽车照明媒体传播大会”上,德州仪器(TI)LED驱动器产品线经理龚松向媒体介绍了TI在汽车照明领域的创新技术和产品。

TI的前五名汽车照明系统

自适应大灯系统

晚上开车时,您可能会遇到这种情况。——对面车辆的远光太亮,使您看不见视线。如果您碰巧打开远光灯,另一位驾驶员也将视线不佳。巨大的安全风险。为了避免悲剧,汽车公司花费大量精力开发技术。传统方法是使用卤素灯泡或氙气灯泡作为汽车前灯。为此,汽车公司还推出了“自动调节近光和远光”技术。当检测到前方有车辆或行人时,可以将远光灯自动调节为弱光。但是,当前方有行人和车辆时,调节近光灯会限制驾驶员的视野,从而很难看到对面的行人。在这种情况下,TI开发了自适应前照灯系统。

                                                              TI自适应前照灯系统


当对面有车辆或行人时,汽车仅需要使光驱的一部分变暗并使其他指示灯保持原始状态,从而可以有效避免眩光而不会影响驾驶员的视野。使用LED灯泡作为前灯的光源需要相应的LED驱动器。 TI将发布两种新产品:TPS92682-Q1和TPS92520-Q1,专门针对LED大灯应用场景。龚松说:“如果您发现后缀为-Q1的TI产品,则意味着它已通过AEC-Q100质量体系认证,并且是合格的汽车级产品。”

                                                  德州仪器(TILED驱动器产品线经理龚松

TPS92682-Q1是双通道LED控制器,非常灵活。、非常易于配置。该产品支持各种拓扑,例如升压拓扑、降压拓扑、降压-升压拓扑和反激式拓扑等,并且还可以实现CC(恒定电流)或CV(恒定电流)输出模式,可用作静态头灯。该解决方案可以独立使用,也可以与动态大灯解决方案中的其他芯片一起使用。不同型号的汽车或不同的汽车公司对前灯的形状和内部LED的配置有不同的要求,这需要不同的芯片。龚松表示,TI的TPS92682-Q1芯片是可配置的,其内部参数可以通过设置进行设置,例如过流电压和其他设置,以满足不同的需求。一个IC可用于形成不同的拓扑架构。设置不同的参数以满足不同车型和不同OEM的需求。从公司运营、的采购和生产的角度来看,只需要管理一种材料即可满足不同的项目。从工程师的角度来看,您使用芯片的时间越长,您对芯片的了解就越多,并且系统将越成熟。、可靠。

TPS92520-Q1是业界首款单芯片双同步降压型LED驱动器,具有4.5V至65V的宽输入电压范围,可独立为两个串联的LED供电。该芯片还具有自适应导通时间平均电流模式控制功能,并与分流FET调光技术和基于LED矩阵管理器的动态光束前灯兼容。自适应导通时间控制提供了几乎恒定的开关频率,其频率设置范围为100kHz至2.2MHz。在输入、输出和环境温度范围内,电感电流检测和闭环反馈可实现超过±4%的精度。据了解,TI调整了芯片底部到顶部的散热器,这使得添加散热器变得更加容易,这增强了系统的散热性能并使芯片能够输出大功率。

前两个芯片塑造了汽车前大灯的前两个阶段,但是要真正实现动态控制,就需要对LED进行像素级控制,以控制每个LED的开和关。 TI基于TPS9266X-Q1推出了LED矩阵管理产品Matrix Manager(矩阵管理器)。该产品已经投放市场很多年,并已用于许多汽车公司的矩阵大灯中。 Matrix Manager允许客户对光束的形状进行编程。晚上在高速公路上行驶时,由于速度较快,因此视野距离要求更长。晚上在省级公路或普通公路上,由于路况复杂,因此需要更宽的视野,该产品将使照明范围更广。

此外,龚松还介绍了TIDA-020026是用于调整光源位置的步进电机参考设计。它主要用于汽车的某些特殊应用场景。例如,在下坡、上坡时,如果灯光的水平位置不变,则驾驶员的视野不好。通过简化步进电机的设计以升高或降低光源的位置,驾驶员可以获得非常清晰的视野。实际上,光源的上下调节是基于TI固定电机的驱动器。内部集成了一些算法,并且通过计算其他物理量来定义调整位置。因此,不需要额外的传感器即可有效简化产品设计。

自适应大灯系统是系统级解决方案。 TI的芯片提供矩阵光源管理。此功能需要相机拍摄对面道路和道路上的行人照片。确定障碍物后,它将被发送到交叉传感器处理器。处理器将相应区域的光源调暗。单个像素。此外,它需要相机、处理器和整个系统协同工作。

·TI的DLP?技术

LED前照灯像素达到数百像素后,汽车前照灯制造商希望具有更高的分辨率,并且像素可以达到数千种产品。由于传统的LED是分开布置的,因此分辨率越高,芯片越大。同时,前灯是一个电源系统,使用的LED越多,发生热管理问题的可能性就越大。为此,TI推出了百万像素DLP?技术,该技术远远超出了客户的需求。DLP?(数字光处理)技术,即数字光处理技术,该技术必须首先对图像信号进行数字处理,然后投射光。可以理解,DLP?是基于TI的数字微镜设备—— DMD(数字微镜设备)技术的。 “ DMD的本质是在硅晶片上放置数百万个小镜子以反射光,以达到控制光的形状的目的。该技术广泛用于投影机、电影院。”龚松解释。

如今,TI正在将DLP?技术引入汽车行业,并且道路上的某些车辆已经采用了该技术。由于其出色的性能,它还为大灯带来了一些新的应用。例如,基于高精度的、高分辨率投影效果,汽车公司可以启动诸如人和车辆的交互式显示之类的应用程序。 TI的DLP?5531-Q1基于0.55英寸DMD产品,并且尺寸特别小。光源透镜的高度可以小于40mm。

·尾灯

传统的尾灯主要实现信号功能,例如在转向前由其他车辆或行人简单制动、的指示。但是随着汽车的发展,尾灯不仅可以起到交流的作用,而且还具有更酷的效果。龚松认为,穿透式尾灯系统现在是一个热门话题。

实现直插式动态尾灯的设计并不容易。在传统的尾灯中,每个灯都是独立控制的,并且每个灯的组件都可以通过使用模拟驱动的LED驱动器来单独驱动。穿透式动态尾灯要求整个系统进行交互,并且需要大量像素。 LED驱动器已从纯粹的模拟(模拟)设备变为模拟LED驱动器,该驱动器集成了大量的PWM(脉冲宽度调制)控制和LED可变控制算法的数字模型。

TPS929120-Q1是12通道的LED Drive,每个通道可驱动1-3颗LED,它也与多颗芯片集连在一同,来驱动上百颗LED芯片。由于车的后箱体十分长,贯串式尾灯完成动态灯效,需求通讯接口。传统的方式是能够用CAN或LIN,但每一个PCB都需求一个MCU来控制CAN或LIN的通讯,然后再来驱动LED Drive,这使得整个系统设计变得十分复杂。为了简化系统设计,TI推出了基于UART(通用异步收发传输器)协议的FlexWire接口,它应用CAN和LIN物理收发器这一层,保证了系统的平安牢靠性和相对易上手的UART编解码功用。

在尾灯上运用MCU,多个MCU和PCB板相互衔接在一同会带来平安性问题。TI的芯片集成了完好的毛病诊断和报错功用,即便一个通道中的某颗LED短路,这颗芯片也会及时报错。TPS929120-Q1还提供额外的维护功用,如可编程毛病维护,集成了看门狗计时器、可监控MCU毛病信号,一旦MCU呈现毛病就会即刻报错,进入失效维护形式。

总之,多像素控制、长间隔通讯和平安性在TPS929120上均得到了圆满完成。目前,该芯片正处于大量Sample阶段,行将迎来量产。

·个性化内饰照明
TI的个性化内饰照明技术可完成特殊的应用。比方,该技术能够把光线调整在副驾驶乘客摊开的书本上,还能随着副驾驶乘客的座位或者身体挪动,对书本停止光跟踪。”龚松引见。传统的顶灯是一个灯泡,一个像素点。而个性化区域照明的光源是由多个LED像素点组成。

这样的设计基于像素化控制根底上,它运用了TIDA-020012高像素LED矩阵驱动模块,主要经过控制不同的位置的LED,来有效控制光束的位置。比方,能够经过直驱形式来驱动30颗LED,也能够经过多路复用来驱动150颗LED。在复用形式下,可选择性的让30颗或50颗LED亮。经过这样的方式,来完成可控制亮度区域的LED的显现计划。
TI运用了三颗极具代表性的量产芯片来完成该设计。


第一颗芯片是LMR33630-Q1,3A同步降压转换器,其功率密度特别大。该芯片采用了HotRod封装,这种封装没有引线,把芯片倒过来直接卡在封装里。极大进步了热效,减少了EMC、EMI的干扰。

第二颗芯片是TLC6C5724-Q1,它有24通道,每个通道可输出50毫安的电流。通常汽车需求的通道数比拟少,以8通道居多,也有12、16通道。TI推出的24通道芯片,运用更少数量的芯片完成大范围、矩阵化LED设计。

第三颗芯片是LDO TPS7B82-Q1,这是一颗300毫安、超低IQ高压的LDO(线性稳压器),其电压输入范围是3V到40V,不但满足了通常的运营需求,而且满足了在冷启动和启停条件下运转。通常在汽车范畴运用的LDO静态电流约为几十μA以至上百μA,而该芯片的静态电流为2.7μA,能够极大降低汽车电子设备在Stand By状态下的耗电量。

·定制化小灯
针对车门位置的应用,TI还提供了照明灯系统。一共有两种处理计划,一种是简单、廉价的静态符号投影功用,另一种是高端炫酷的动态空中投影功用。
针对静态符号投影的需求,TI提供一颗TPS92613单通道LED驱动,它直接连在电池和LED上,有一个十分准确的恒流输出。
针对动态空中投影需求,TI在基于DLP?技术的根底上来完成该功用。DLP?的技术经过DMD的芯片来完成,具备十分高像素、高分辨率的图像显现效果,依据系统请求可显现图片、视频和照明应用。用在车身小灯上带来的应战,是DLP?自身无法单独工作,它需求光学透镜和光源,在尺寸方面是一个应战。TI的设计是,把DLP?模块放在车门上、后视镜、前大灯或者尾灯里,作为辅助照明、Logo投影或者尾部信号投影来运用。
龚松强调:“TI针对每一类照明系统都有不同的计划,整个系统的本钱是依据客户想要到达的效果和他需求几节点的LED来肯定。TPS92613单通道LED驱动,十分简单,也很廉价,而DLP?、DMD的模块价钱就比拟高。有一点是肯定的,在同等的效果下,TI计划的本钱是十分有竞争力的。” 

·透明车窗显示

TI的透明车窗显现技术也采用了DLP?技术。为在玻璃上完成明晰的投影,需求在玻璃上贴一层膜,再以一定波长来投影光源。DLP?3034-Q1是一颗0.3英寸的DLP?芯片,有十分高的光输出效率,进步了日间信息的可视度,支持405nm波长照明源和864×480分辨率。DLP?5534-Q1是550英寸的DLP?芯片尺寸,支持1152×576的分辨率,这是1.3兆像素点,它的照明光亮度是DLP?3034-Q1的三倍。

总结:努力做好芯片,配合车企发力

龚松总结,很多车厂都有在研讨DLP?项目,TI也在全球各地与很多车厂有严密的协作。从TI的角度来说,需求努力做好芯片,让其愈加牢靠,从而提升在汽车应用中的质量和牢靠性,最终将整个系统做得更好,此外,TI还提供光学的参考设计,使得整个尺寸能够进入前灯或者是其他小的范畴的照明环境,拓展无限的可能性。

TI效劳的并不是某一项技术或者某一类的客户。龚松称:“我们想理解客户在汽车照明上一切的需求,希望经过我们的器件来满足这些一切的需求。因而,在过去一些年里,我们不但在做一些高端的计划,比方DLP?、矩阵式的大灯管理,也在想方法客户的本钱、进步性能。”

“目前,TI有的产品曾经量产了,DMD的模块在量产、出货。另外,我们还有一些新产品,针对不同的模块在做。我们曾经准备好了,如今就看车厂能发多大的作用。”他最后表示。

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