对于汽车而言，照明系统是汽车的必备，随着汽车智能化的不断演进，汽车照明技术也在进步。近年来，很多的新车配上了LED大灯，新颖的表现方式和亮眼的高科技成为车主选车的一大参考。作为全球最重要的汽车LED解决方案提供商，德州仪器（TI）在汽车照明技术上不断创新，尤其是领先业界的DLP®技术，更是让新时代的汽车照明前景倍增，DLP技术在汽车上的应用，可以让汽车的照明视觉、图像质量达到一个新的层次，这些都是源于 TI DLP®产品和完整的解决方案。如今，越来越多的客户愿意采用最新的方案加速产品的迭代和创新。
在LED技术的进步和推动下，汽车照明中会融合很多的LED灯解决方案，如在汽车内部照明、前照大灯和组合尾灯等。近日，TI在深圳举行了“德州仪器汽车照明媒体沟通会”，德州仪器 LED 驱动器产品线经理龚松先生给媒体记者们讲述了TI在汽车照明技术上的创新，分享了它们最新的自适应大灯系统、动态尾灯、个性化内饰照明和透明车窗显示等半导体技术及解决方案。
德州仪器 LED 驱动器产品线经理龚松先生，德州仪器供图
防止眩光还得看自适应前照灯系统
在汽车的应用里面，自适应前照灯系统是一个很特别的存在，因为在阳光不是很充足的情况下，汽车照明不只是炫酷，而是安全。自适应前照灯是一种在垂直方向上与车联动的灯光系统，它一般情况下是由ECU和传感器、灯、车灯控制系统等组成。尤其是黑暗下，汽车在转弯情形，车灯的亮度和精确度都是汽车自适应前照灯系统好坏的关键参数。德州仪器LED驱动器产品线经理龚松先生表示，最初做自适应前照灯是为了减少眩光，大家平时在路上行走或开车时遇到过这样的场景：对面开着远光灯，你眼前立刻变得白茫茫，如果你也开着远光灯，迎面双方都会出现视线盲区，道路安全就成了问题。如何才能避免这种情况发生，龚松人为，那就是花时间去研发技术，传统解决方式是，汽车大灯用卤素或疝气灯，车厂采用自动调节远近光技术，当检测到前方车辆或行人时，自动把远光调为近光，这样方案并不安全，特别是同时有行人、车辆过来时，调成近光会使司机视野受到影响，看不到行人，TI研发了自适应前照灯系统，很好地解决了这个问题。
自适应前照灯系统是怎么解决这种安全难题的？德州仪器LED驱动器产品线经理龚松先生表示，当对面有车辆或行人过来时，汽车只把光驱调暗，其他光都保持原来状态，这样就能有效避免眩光，同时对驾驶员视野不构成影响。德州仪器采用的是两种解决方案，解决这些难题。第一款产品是TPS92682－Q1，这是双通道的LED的controller，它最大的特点是特别灵活，非常容易配置。这个产品支持各种拓扑结构，如升压拓扑、降压拓扑，有升降压和反激式等都可以通过这一个芯片来实现。他继续说道，除了实现多种拓扑结构之外，它还可以实现CC或CV输出模式，可以独立地作为一个静态大灯的解决方案，也可以和其它芯片配合在一起作为动态大灯最前沿的芯片。
除了解决了配置的难题，在设计上，TI也为车厂等客户考虑甚多。如今，车厂包括车灯供应商做车辆设计时遇到的挑战是：不同型号车子或不同车厂间，对前大灯造型和LED配置要求是不同的，这会造成客户面对不同项目，无法用同一芯片满足不同需求。龚松表示，TI的芯片因为具有可配置性和其内部参数灵活设定，很巧妙的来满足所有不同车型和不同车OEM间的需求。这样带来的好处非常多，除了成本优势，还能避免出现芯片设计中的系统bug，设计还很简洁，安全性和通用性大大提升。除了TPS92682－Q1，TI还有第二款产品叫TPS92520－Q1，这是业界第一颗把这几个性能集成在同一个芯片的IC，也是具有SPI单片双路同步降压LED的驱动器，这颗芯片还集成了MOSFETs，开关频率相当高，达到2．2MHz。“这是业内首次把这个技术引入汽车LED照明领域，TI也是行业内的第一家，我们把通常在底部的散热盘放到芯片顶部，这样非常容易在上面放散热片，加强系统散热，使这个小芯片可以输出极大功率。”龚松这样对媒体记者解释。TI还有第三款产品TPS9266X－Q1，龚松提到，前两颗芯片塑造了汽车前大灯的前两级，但要真正实现动态控制需要LED的像素级控制，需要控制每一个LED单独的开和关，这样才能够实现关闭确定的某一区域的光，保留其他区域的光继续开启。目前已经有很多车厂发布的矩阵式大灯都使用了这个方案，实现了防止眩光的功能。
更高的分辨率如何实现？
对于很多的汽车前大灯厂家而言，要实现更高的分辨率，需要几千个像素点。德州仪器LED驱动器产品线经理龚松先生表示，传统的方案在原有基础上继续做几千个像素带来了极大挑战，一是由于LED单独布设的，芯片会越来越大，二是前大灯是功率系统，当采用更多LED的时候热管理也开始出现问题。TI出了一个百万级像素解决方案，彻底超越了客户的需求。这个就是TI的DLP®技术，也叫数字光源处理技术，TI用这个技术做了一个产品DMD数字微镜，这产品本质上就是在小小硅片上放百万级数量的小镜子反射光，达到控制光形状的目的。TI把DLP®技术带入汽车领域，它超越了客户对于前大灯像素的需求，带来了一个百万级像素产品。TI的产品因为卓越特性又带来了客户当时没有想到的一些应用。这个产品能够实现高精度、高分辨率投影的效果，现在客户在用它做一些特别炫酷的应用。目前已经有产品采用这种DLP®技术在公路上运营，0．55英寸数字微镜器件，能够把尺寸做得特别小，把光源镜头的高度做到小于40mm，让它可以塞在前大灯里，TI的参考设计提供了自适应远光灯技术，同时把分辨率提升到1万倍以上。
TI先进的尾灯解决方案
传统的汽车尾灯非常简单，就是用它实现信号功能，如刹车、转弯或是一个简单的指示功能。如今，随着汽车的发展，人们也希望尾灯可以有一些更加炫酷的效果，同时还可以起到通信的作用。龚松先生表示，目前整个贯穿式的尾灯系统在有些车型上应用了。实现贯穿式动态尾灯设计不容易，过去每个尾灯是独立控制，使用的是模拟驱动型LED Drive，每个灯的组件是单独驱动。现在人们希望整个系统互动起来，就需要多个pixel，像素点的数量会增加很多。这时候LED Drive就从纯analog器件变成了analog LED Drive，内部集成了大量的PWM控制和内部LED量变控制算法的数字模型，对于设计而言，需要提高像素数量。TI先进的尾灯解决方案是这样的，他表示，TI的TPS929120－Q1是12通道的LED Drive，每个通道可以驱动一颗、两颗或三颗LED，同时它可以多颗芯片集连在一起驱动上百颗的LED芯片。整个贯穿式尾灯要实现动态灯效需要通信接口，传统方式可以用CAN或LIN，但是每一个PCB都需要一个MCU去控制和驱动LED Drive，整个系统设计变得复杂，成本会增加。TI在TPS929120上推出一个接口叫做FlexWire，它基于UART协议同时利用了CAN和LIN物理收发器这一层，既保证了系统安全可靠性，也让编码变得更容易，UART的编解码功能相对容易上手。为工程师提供了一个长距离的通信，同时保持非常好的可靠性和EMC DMI的性能，这颗芯片也提供了非常精确的诊断和故障保护功能。对于目前汽车尾灯面临的挑战，TI先进的尾灯解决方案在多像素控制、长距离通信和安全性上得到了完美地实现，现在这个芯片在大量的sample阶段，即将量产。
让汽车内饰照明更加个性化
传统顶灯照明就是一个开关，有时候外面比较黑，上车后还要摸半天，才能摸到开关的位置。对于这样的行业痛点，龚松先生表示，现在TI提供了解决方案，来实现智能化和区域化的照明。他说道，要实现这样的设计，首先要实现像素化的控制，客户可以采用TIDA－020012，这是高像素LED矩阵驱动模块，TI使用了三颗芯片实现这样的设计。第一颗芯片是LMR33630－Q1，采用了HotRod封装，没有引线，芯片倒过来直接卡在封装里。这样的设计极大提高了热效，没有引线还减少了EMC、EMI的干扰；第二颗芯片是TLC6C5724－Q1。它有24通道，每个通道可以输出50毫安的电流，这样设计的芯片使得大规模、矩阵化LED设计可以使用更少数量的芯片，它有全面诊断和故障检测功能；第三颗芯片是LDO TPS7B82－Q1，LDO是业界非常标准简单的器件，从这个器件上可以看到TI技术的领先性，这颗LDO是300毫安的高压超低IQ的LDO，它的电压输入范围是3V到40V，这个产品做到了2．7μA的静态电流，是业界非常低的数字，它的精度特别高。对于客户而言，即使针对一些非常标准的产品开发，TI所带来的技术差异化和领先性也是超前的。汽车大灯可能更多是用在汽车外部，汽车小灯同样大有可为，比如更亮的、定制化的汽车小灯。针对这个系统，TI提供了两种解决方案，一种是提供基本的功能，非常简单和便宜；二是提供一个高端炫酷的需求。TI提供一个非常完整的，从最低的需求和成本到更高端的照明效果的解决方案。
透明车窗显示让汽车更有范
目前，很多的汽车都在朝着酷范的方向进步，在不久的将来，车窗上可能会显示各种信息，可能单色变成了全彩动态显示。比如车窗上有些显示，白天效果不好，晚上就可以看到。这个可以投广告，可能会是一个巨大的产业。德州仪器LED驱动器产品线经理龚松表示，要实现这样的效果，DLP®技术非常有价值，因为它有个非常独特的特性，它不需要光源，这样可以让汽车车窗显示非常有想象力，而且显示效果清晰。对于如何实现，TI采用了DLP® 3034－Q1去实现，他提到，这个产品有一个非常高的光输出效率，提高了日间信息的可视度。这个方案有两颗车规级芯片，支持405nm波长照明源，支持864×480分辨率。
随着汽车产业的不断进化，很多的技术都可以快速的上市，这也是TI的机遇。德州仪器LED驱动器产品线经理龚松表示，TI的五大产品技术涵盖了动态的自适应系统前灯系统、动态尾灯系统、个性化内饰照明、小灯和透明车窗应用，它们涵盖了业界革命性的创新，希望给客户、车厂和消费者带来更好、更新的体验。
总结：
伴随着智能汽车的演进，汽车照明肯定是最先突破的一环，只有好的照明，才能让车和人之间更好的互动。对于不同的汽车车厂而言，如果想进行产品的差异化竞争，让自己的产品更加有市场竞争力，好好研究最新的技术，并用到自己的汽车上，是创新的最有效方式，TI全面的解决方案的确不失为在汽车照明上创新的一种好方法，正如德州仪器LED驱动器产品线经理龚松所说的那样，大家的目标是一致的，就是为客户、车厂和消费者带来更好、更新的体验。
