國內(nèi)車用LED的規(guī)模目前僅占汽車光源市場10%左右的小份額,目前主要還是比較集中在高端車應(yīng)用中。盡管LED燈成本在持續(xù)下降,但要做到與傳統(tǒng)光源不相上下,還需要在質(zhì)量和產(chǎn)量上逐步提高,才能降低LED成本,擴(kuò)大LED的汽車電子市場占有份額。
五大技術(shù)挑戰(zhàn)
成本高并非是延緩LED燈在汽車電子應(yīng)用的唯一因素,一些技術(shù)性能方面的難題也是需要去解決的,比如單個LED的光照強(qiáng)度仍顯不足,這就不能夠隨意減少LED的數(shù)目去縮小燈具體積。
同時較小的體積不利于光源散熱,這就需要LED廠家做好產(chǎn)品的熱管理,才能將LED的優(yōu)勢發(fā)揮得更充分,無論對于LED的壽命或演色性都能提供較佳的狀態(tài),否則只能是適得其反,降低了產(chǎn)品質(zhì)量;
LED驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率也是目前比較關(guān)鍵的問題點(diǎn),在大功率應(yīng)用中很多方案在兼顧成本的同時轉(zhuǎn)換效率并不高;還有目前我國LED燈應(yīng)用在汽車電子都屬于高端車,而高端車都大部分在國外汽車廠商控制,國外廠家對LED供應(yīng)商的選擇和認(rèn)證非?量,國內(nèi)LED企業(yè)很難進(jìn)入其供應(yīng)鏈中。
再有我國的LED燈生產(chǎn)水平大部分還停留在民用產(chǎn)品的要求范圍內(nèi),很難達(dá)到汽車級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),即使達(dá)到汽車級應(yīng)用的一些廠家可能生產(chǎn)能力及保證產(chǎn)品一致性等方面也不一定夠,很難滿足量產(chǎn)汽車的大批量高質(zhì)量的需求。
因此LED燈要想加快在整個汽車光源上的占有率,必須首先在這些問題上加大解決力度,如上所述的熱管理問題、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品一致性問題等等。
汽車要求分立式LED驅(qū)動電源
用恒壓源驅(qū)動不能保證LED亮度的一致性,并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。因此,LED必須使用恒流源驅(qū)動。大多數(shù)LED都有規(guī)定的電流值,可以使用配置為恒流源的線形穩(wěn)壓器來驅(qū)動,線性穩(wěn)壓器具有減少零部件數(shù)和降低電磁干擾(EMI)的優(yōu)點(diǎn),但在效率和熱耗方面有嚴(yán)重的弊端,不適合大功率應(yīng)用,用開關(guān)式電源(SMPS)則更適合在各種應(yīng)用中。
目前采用SMPS模式LED驅(qū)動電源是市場主流,同時也分為分離器件組合方式和IC集成方式,IC集成模式如臺灣聚積科技(MacroBlock)、Zetex(Diodes)、TI和NSC等,主要特點(diǎn)是內(nèi)置MOSFET及其驅(qū)動電路,同時有些集成了多路驅(qū)動、自動調(diào)光和各種保護(hù)功能等,應(yīng)用電路簡單,體積小,易于控制成本,但是由于這種應(yīng)用驅(qū)動電流小,設(shè)計(jì)不夠靈活,控制精度不高,不能實(shí)現(xiàn)升壓模式等原因,在多數(shù)汽車電子應(yīng)用中有很大局限性,而采用PWM控制芯片及外置MOSFET實(shí)現(xiàn)的分離模式則可以實(shí)現(xiàn)汽車電子中大功率,高效率以及高穩(wěn)定性的應(yīng)用,它可以通過不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)合LED對電壓,電流和功率的需求,實(shí)現(xiàn)符合系統(tǒng)的整體目標(biāo)。在成本上也會隨著用量逐步降低。
歐洲前裝市場主流方案
目前MCU+MCP1630方案應(yīng)用在歐洲應(yīng)用相當(dāng)廣泛,占?xì)W洲前裝市場70%以上的市場,主要應(yīng)用在大燈(遠(yuǎn)光燈)、尾燈、閃燈等應(yīng)用,該芯片以其高可靠性能,高效率,靈活的功能,高性價比在汽車電子LED驅(qū)動應(yīng)用中樹立了很好的口碑,為國外一些大廠商LED驅(qū)動的首選,同時,隨著用量的不斷增大,MCP1630成本優(yōu)勢也在越來越明顯,完全可以在中低端車型中應(yīng)用,更好地解決LED驅(qū)動中的熱管理、效率、產(chǎn)品一致性等問題。
MCP1630是可用來開發(fā)智能電源的一種高速脈寬調(diào)制器。MCP1630在峰值電流模式下可以達(dá)到1MHz頻率,CMOS輸出驅(qū)動器可以直接控制MOSFET驅(qū)動器或者低端N溝道MOSFET,可提供外部參考電源,靈活實(shí)現(xiàn)輸出電壓及電流調(diào)節(jié)設(shè)置;內(nèi)部高速比較器,高速帶寬/誤差放大器可以實(shí)現(xiàn)更快更精確的電流檢測,同時集成了過溫保護(hù)、欠壓鎖定功能,更好地實(shí)現(xiàn)更好的熱管理。當(dāng)與單片機(jī)配合,它可以通過控制電源系統(tǒng)的占空比以提供穩(wěn)定的輸出電壓或電流。單片機(jī)則用來調(diào)整輸出電壓或電流、開關(guān)頻率、最大占空比以及可提高電源系統(tǒng)智能化和可調(diào)節(jié)性的其他特性。
在LED驅(qū)動系統(tǒng)中,如果電源電壓超出總LED電壓,就需要降壓轉(zhuǎn)換器。如果LED組的電壓超出電源電壓,就需要升壓轉(zhuǎn)換器。在汽車電源系統(tǒng)中,LED電壓可能高于或低于電源電壓,這樣,就應(yīng)該采用降壓/升壓或單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)等電源拓?fù)浼夹g(shù)