「目前，TI有的產品已經量產了，DMD的模塊在量產、出貨。另外，我們還有一些新產品，針對不同的模塊在做。我們已經準備好了，現在就看車廠能發多大的作用。」在日前的「2019德州儀器汽車照明媒體溝通會」上，德州儀器（TI）LED驅動器產品線經理龔松向《國際電子商情》等媒體介紹了TI在汽車照明領域的創新技術和產品。

TI的五大汽車照明系統

·自適應前照燈系統

在夜間行車時，大家可能遇到過這樣的情形——對面車輛的遠光燈太亮，會讓你出現視線盲區，如果你也恰好開著遠光燈，對方駕駛員也會出現視線盲區，這樣有很大的安全隱患。為了避免悲劇的發生，車企花了很多精力去研發技術。傳統的方式是使用鹵素燈泡或氙氣燈泡做汽車前大燈，為此車企還推出了「自動調節遠近光」技術，在檢測到前方有車輛或行人時，可自動把遠光調為近光。不過，當前方同時有行人和車輛時，調成近光會讓駕駛員的視野受限，導致難以看到對面的行人。在這種情況下，TI研發了自適應前照燈系統。

TI自適應前照燈系統

當對面有車輛或行人時，汽車只需把部分光碟機調暗，其他的光保持原來的狀態，這樣就能有效避免眩光，且不影響駕駛員的視野範圍。採用LED燈泡作為前大燈的光源，就需要相應的LED驅動器。TI即將發布的兩款新品：TPS92682-Q1和TPS92520-Q1，專門針對LED前大燈應用場景。龔松介紹說：「如果你發現TI的某個產品有「-Q1」的後綴，就說明它已經通過AEC-Q100質量體系認證，是合格的汽車級產品。」

德州儀器（TI）LED驅動器產品線經理龔松

TPS92682-Q1是雙通道的LED controller（LED控制器），其特點是非常靈活、極易配置。該產品支持各種拓撲結構，如升壓拓撲、降壓拓撲、升降壓拓撲和反激式拓撲等，還可實現CC（Constant current，恆流）或CV（Constant current，恆壓）輸出模式，能獨立地作為靜態大燈的解決方案，也可與其他晶元配合用在動態大燈解決方案中。

不同型號的汽車或不同的車企，對前大燈的造型和內部LED的配置要求不一樣，這需要不同的晶元。龔松表示，TI的TPS92682-Q1晶元具有可配置性，其內部參數能通過設置來設定，比如通過對過流電壓等設置來滿足不同需求，可用一顆IC組成不同的拓撲架構，通過預設不同的參數，來滿足不同車型號和不同OEM之間的需求。從公司運營、採購和生產的角度來看，只需要管理一顆料就可滿足不同的項目。從工程師的角度來看，使用一個晶元越久就對該晶元越了解，設計出來的系統也會越成熟、可靠。

TPS92520-Q1是業界首顆單片雙路同步降壓LED驅動器，具有4.5V至65V寬工作輸入電壓範圍，可獨立為兩串串聯的LED供電。該晶元還具有自適應導通時間平均電流模式控制功能，經設計可與分流FET調光技術和基於LED矩陣管理器的動態光束前照燈兼容。自適應導通時間控制功能可提供近乎恆定的開關頻率，頻率設置範圍為100kHz至2.2MHz。電感器電流感應和閉環反饋功能可在輸入、輸出和環境溫度範圍內實現±4%以上的精度。據了解，TI把通常在底部的散熱盤調整到了晶元頂部，這樣能更容易再增加一個散熱片，從而加強了系統散熱性能，使得該晶元可輸出極大的功率。

前兩顆晶元塑造了汽車前大燈的前兩級，但要真正實現動態控制還需要LED的像素級控制，控制每一個LED單獨的開和關。在TPS9266X-Q1的基礎上，TI推出了LED矩陣管理產品Matrix Manager（矩陣管理器）。該產品已經推向市場多年，在很多車企的矩陣式大燈上都有使用。Matrix Manager可讓客戶編程光束的形狀，夜間在高速公路行車時，因車速較快其視野要求更遠，該產品會形成一個照得很遠的光束，助力夜間在高速公路上行車。夜間在省級公路或普通公路時，因路況較複雜，需要更廣的視野，該產品會讓光照幅度更廣。

此外，龔松還介紹，TIDA-020026是步進電機參考設計，用於調整光源位置，它主要應用在汽車的一些特殊的應用場景。比如在上、下坡時，如果光照明的水平位置不變，則駕駛員的視野不好。通過簡化的步進電機的設計來抬高或降低光源位置，可使駕駛員獲得非常清晰的視野。實際上，光源上下的調整動作基於TI固定電機的驅動器，其內部集成了一些演算法，通過計算其他的物理量來定義調整的位置，因此無需額外的感測器，即可有效簡化產品設計。

自適應前大燈系統是一個系統級的方案，TI的晶元提供的是矩陣式光源管理。這個功能需要攝像頭拍到對面來車和路上的行人，等到識別障礙以後送到Cross Sensor處理器裡面，處理器針對相應的區域把光源調暗，TI發力的是在晶元Drive中提供實現控制每個獨立像素的能力。除此之外，它還需要攝像頭、處理器和整個系統共同配合。

·TI的DLP^?技術

當LED大燈像素點達到幾百之後，汽車前大燈廠家希望能有更高解析度，像素點可達到幾千的產品。由於傳統的LED是單獨布設的，解析度越高則代表晶元就會越大。同時，前大燈是功率系統，LED採用得越多其熱管理也越可能會出現問題。為此，TI推出了百萬級像素的DLP^?技術，遠超超越了客戶的需求。

DLP^?（Digital light processing）技術，即：數字光源處理技術，該技術要先把影像信號經過數字處理，然後再把光投影出來。據了解，DLP^?基於TI數字微鏡元件——DMD（Digital Micromirror Device）技術。「DMD的本質是，在矽片上放了百萬級數量的小鏡子來反射光，以達到控制光的形狀的目的。該技術在投影儀、電影院的應用較多。」龔松解釋。

如今，TI把DLP^?技術帶入汽車領域，在路上行駛的部分汽車已經採用了該技術。因其卓越的性能，也為車前燈帶來了一些新應用。比如，基於高精度、高解析度的投影效果，車企可以推出一些人車互動顯示等應用。TI的DLP^?5531-Q1，基於0.55英寸的DMD產品，其尺寸特別小，光源鏡頭的高度可做到＜40mm。

傳統的尾燈主要實現信號功能，比如剎車、轉彎前其他車輛或行人一個簡單的指示。但隨著汽車的發展，尾燈不僅能起到通信的作用，而且還有更炫酷的效果。龔松認為，貫穿式的尾燈系統是現在的一個熱門話題。

實現貫穿式動態尾燈設計並不容易，在傳統的尾燈內部，每個燈都是獨立控制的，使用模擬驅動型LED Drive可單獨驅動每個燈的組件。貫穿式動態尾燈需要整個系統互動起來，要求增加非常多的像素點。LED Drive從純Analog（模擬）器件變成了Analog LED Drive，其內部集成了大量PWM（脈衝寬度調製）控制以及LED量變控制演算法數字模型。

TPS929120-Q1是12通道的LED Drive，每個通道可驅動1-3顆LED，它也與多顆晶元集連在一起，來驅動上百顆LED晶元。因為車的後箱體非常長，貫穿式尾燈實現動態燈效，需要通信介面。傳統的方式是可以用CAN或LIN，但每一個PCB都需要一個MCU來控制CAN或LIN的通信，然後再來驅動LED Drive，這使得整個系統設計變得非常複雜。為了簡化系統設計，TI推出了基於UART（通用非同步收發傳輸器）協議的FlexWire介面，它利用CAN和LIN物理收發器這一層，保證了系統的安全可靠性和相對易上手的UART編解碼功能。

在尾燈上使用MCU，多個MCU和PCB板互相連接在一起會帶來安全性問題。TI的晶元集成了完整的故障診斷和報錯功能，即使一個通道中的某顆LED短路，這顆晶元也會及時報錯。TPS929120-Q1還提供額外的保護功能，如可編程故障保護，集成了看門狗計時器、可監控MCU故障信號，一旦MCU出現故障就會即刻報錯，進入失效保護模式。

總之，多像素控制、長距離通信和安全性在TPS929120上均得到了完美實現。目前，該晶元正處於大量Sample階段，即將迎來量產。

「TI的個性化內飾照明技術可實現特殊的應用。比如，該技術可以把光線調整在副駕駛乘客攤開的書本上，還能隨著副駕駛乘客的座位或者身體移動，對書本進行光跟蹤。」龔松介紹。傳統的頂燈是一個燈泡，一個像素點。而個性化區域照明的光源是由多個LED像素點組成。

這樣的設計基於像素化控制基礎上，它使用了TIDA-020012高像素LED矩陣驅動模塊，主要通過控制不同的位置的LED，來有效控制光束的位置。比如，可以通過直驅模式來驅動30顆LED，也可以通過多路復用來驅動150顆LED。在復用模式下，可選擇性的讓30顆或50顆LED亮。通過這樣的方式，來實現可控制亮度區域的LED的顯示方案。

TI使用了三顆極具代表性的量產晶元來實現該設計。

第一顆晶元是LMR33630-Q1，3A同步降壓轉換器，其功率密度特別大。該晶元採用了HotRod封裝，這種封裝沒有引線，把晶元倒過來直接卡在封裝里。極大提高了熱效，減少了EMC、EMI的干擾。

第二顆晶元是TLC6C5724-Q1，它有24通道，每個通道可輸出50毫安的電流。通常汽車需要的通道數比較少，以8通道居多，也有12、16通道。TI推出的24通道晶元，使用更少數量的晶元實現大規模、矩陣化LED設計。

第三顆晶元是LDO TPS7B82-Q1，這是一顆300毫安、超低IQ高壓的LDO（線性穩壓器），其電壓輸入範圍是3V到40V，不但滿足了通常的運營需求，而且滿足了在冷啟動和啟停條件下運行。通常在汽車領域使用的LDO靜態電流約為幾十μA甚至上百μA，而該晶元的靜態電流為2.7μA，可以極大降低汽車電子設備在Stand By狀態下的耗電量。

針對車門位置的應用，TI還提供了照明燈系統。一共有兩種解決方案，一種是簡單、便宜的靜態符號投影功能，另一種是高端炫酷的動態地面投影功能。

針對靜態符號投影的需求，TI提供一顆TPS92613單通道LED驅動，它直接連在電池和LED上，有一個非常精確的恆流輸出。

針對動態地面投影需求，TI在基於DLP^?技術的基礎上來實現該功能。DLP^?的技術通過DMD的晶元來實現，具備非常高像素、高解析度的圖像顯示效果，根據系統要求可顯示圖片、視頻和照明應用。用在車身小燈上帶來的挑戰，是DLP^?本身無法單獨工作，它需要光學透鏡和光源，在尺寸方面是一個挑戰。TI的設計是，把DLP^?模塊放在車門上、後視鏡、前大燈或者尾燈里，作為輔助照明、Logo投影或者尾部信號投影來使用。

龔松強調：「TI針對每一類照明系統都有不同的方案，整個系統的成本是根據客戶想要達到的效果和他需要多少節點的LED來確定。TPS92613單通道LED驅動，非常簡單，也很便宜，而DLP^?、DMD的模塊價錢就比較高。有一點是肯定的，在同等的效果下，TI方案的成本是非常有競爭力的。」

TI的透明車窗顯示技術也採用了DLP^?技術。為在玻璃上實現清晰的投影，需要在玻璃上貼一層膜，再以一定波長來投影光源。DLP^?3034-Q1是一顆0.3英寸的DLP^?晶元，有非常高的光輸出效率，提高了日間信息的可視度，支持405nm波長照明源和864×480解析度。DLP^?5534-Q1是550英寸的DLP^?晶元尺寸，支持1152×576的解析度，這是1.3兆像素點，它的照明光亮度是DLP^?3034-Q1的三倍。

總結：致力做好晶元，配合車企發力

龔松總結，很多車廠都有在研究DLP^?項目，TI也在全球各地與很多車廠有緊密的合作。從TI的角度來說，需要致力做好晶元，讓其更加可靠，從而提升在汽車應用中的質量和可靠性，最終將整個系統做得更好，此外，TI還提供光學的參考設計，使得整個尺寸可以進入前燈或者是其他小的領域的照明環境，拓展無限的可能性。

TI服務的並不是某一項技術或者某一類的客戶。龔松稱：「我們想了解客戶在汽車照明上所有的需求，希望通過我們的器件來滿足這些所有的需求。因此，在過去一些年裡，我們不但在做一些高端的方案，比如DLP^?、矩陣式的大燈管理，也在想辦法客戶的成本、提高性能。」

「目前，TI有的產品已經量產了，DMD的模塊在量產、出貨。另外，我們還有一些新產品，針對不同的模塊在做。我們已經準備好了，現在就看車廠能發多大的作用。」他最後表示。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！