目錄：

• 1.前言
• 2.前燈方案需求概述
• 3.傳統(tǒng)前燈方案
• 3.1 方案描述
• 3.2 常用芯片
• 4.智能前燈控制器方案
• 4.1 方案描述
• 4.2 常用芯片
• 5.投影燈方案
• 5.1 DLP
• 5.2 MicroLED模組

1.前言

自從上次分享了汽車貫穿式尾燈之后，也有很多讀者發(fā)私信咨詢汽車前燈方案。筆者接觸的前燈項(xiàng)目較少，這里拋磚引玉，分享下自己對(duì)前燈方案的一些認(rèn)知。如有不足，還請(qǐng)?jiān)u論區(qū)幫忙指出！

2.前燈方案需求概述

上圖是筆者整理的前燈方案常見需求以及對(duì)應(yīng)的常用芯片，下面針對(duì)不同場(chǎng)景，逐一介紹。

3.傳統(tǒng)前燈方案

3.1 方案描述

傳統(tǒng)前燈方案中，關(guān)于遠(yuǎn)近光燈，由于不需要ADB（Adaptive Driving Beam）功能，遠(yuǎn)光燈的LED顆粒數(shù)較少，所以前級(jí)的DCDC正常使用一級(jí)架構(gòu)，即一個(gè)支持多拓?fù)涞腄CDC控制器+MOS管等外圍就可以。如果需要實(shí)現(xiàn)流水效果，需要在燈板上加一個(gè)矩陣芯片，如TPS92662、ASL5115等。

關(guān)于轉(zhuǎn)向/日行/位置 這類信號(hào)燈，一般需要流水動(dòng)畫效果。

• 如果電流比較大，就沿用遠(yuǎn)近光的方案，框圖如下：

• 如果電流比較?。ǖ陀?00mA），就使用貫穿式尾燈的方案，一個(gè)恒壓BUCK加多通達(dá)線性恒流源，框圖如下：

3.2 常用芯片

從上面框圖可以看出，常用的芯片有如下幾類：

• 主控MCU，常見的是NXP的S32K14x系列，國產(chǎn)智芯、云途也有對(duì)標(biāo)的型號(hào)，如Z20K14x系列、YTM32B1M系列。

• buck-boost控制器（需要外置MOS管）常見的有Infenion的TLD5097、TLD5098、TLD5099，TI的TPS92692，LUMISSIL的IS32LT3957A（IS32LT3958），最近也看到一些客戶在使用ROHM的BD18353。選取其中三顆料進(jìn)行比較，對(duì)比表如下：

• 如果需要做AFS（Adaptive Front-lighting System）、ALS（Automatic Headlamp Leveling System）功能，會(huì)用到雙極性步進(jìn)電機(jī)類型的調(diào)光電機(jī)，如ON的NCV70517（最高到1/16細(xì)分），以及TI的DRV8889（最高1/256細(xì)分）。

• 矩陣芯片常見的有TPS92662、TPS92664、ASL5108、ASL5115，這幾顆料的對(duì)比如下：

• 線性恒流芯片常見的比較多，進(jìn)口主要是TI、ELMOS、ROHM、Infenion、MPS，國產(chǎn)的有納芯微、LUMISSIL等。常見的物料對(duì)比如下：

• LDO、高邊驅(qū)動(dòng)等其它器件在之前的文章介紹比較多，這里就不贅述了。

4.智能前燈控制器方案

4.1 方案描述

因?yàn)樾履茉窜嚨匿N售火爆，汽車前燈的方案也在發(fā)生變化，越來越多的新能源車加了ADB功能。另外，從軟硬件的開發(fā)成本角度，客戶更傾向于一套前燈控制板能夠適配不同燈板的方案。

如上是一個(gè)典型的智能前燈控制器方案框圖。

控制板部分

• 實(shí)現(xiàn)ADB功能需要前方的道路信息，一般都是網(wǎng)關(guān)將處理過的原始攝像頭數(shù)據(jù)通過CAN FD給到MCU，然后MCU根據(jù)道路信息調(diào)整遠(yuǎn)光燈內(nèi)的各個(gè)像素的亮滅。

• 控制板給遠(yuǎn)近光燈板提供恒流源，根據(jù)像素的數(shù)量選擇恒流源的通道數(shù)量。一般恒流源需要3-4路，如果使用傳統(tǒng)的一級(jí)架構(gòu)，需要3-4顆BUCK-BOOST控制器，如果使用二級(jí)架構(gòu)，需要1顆boost控制器，加2顆雙通道BUCK恒流控制器/轉(zhuǎn)換器，如果恒流通道數(shù)量更多，只需要增加BUCK恒流控制器/轉(zhuǎn)換器即可，二級(jí)架構(gòu)的成本優(yōu)勢(shì)就會(huì)顯現(xiàn)出來。

如果想要削減硬件成本，可以在BUCK恒流源后端加MOS管用于切換不同的像素組，因?yàn)檎Ｇ闆r下，不會(huì)出現(xiàn)所有像素組同時(shí)供電的情況。但是這種方式會(huì)增加軟件的復(fù)雜度，是否選用要看具體應(yīng)用場(chǎng)景。

• 控制板給信號(hào)燈（DRL/TL/PL）提供恒流源或者恒壓源，取決于信號(hào)燈的功率和是否需要流水效果。如果功率不高并且需要流水效果，就選擇BUCK恒流源，并且復(fù)用遠(yuǎn)近光燈的BOOST控制器。

• 如果ADB的像素比較多，遠(yuǎn)光燈的功率會(huì)很高，需要增加散熱風(fēng)扇。MCU通過高邊開關(guān)來控制風(fēng)扇的開關(guān)。

• 如果ADB的像素不多，調(diào)整垂直方向的光射角度不理想，可以借助調(diào)光電機(jī)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)需要MCU+雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)去實(shí)現(xiàn)。

燈板部分

• 遠(yuǎn)近光燈的燈板板因?yàn)橐軌騿为?dú)控制器每個(gè)像素的亮滅，所以需要一顆矩陣芯片+每組像素?zé)舻暮懔髟撮_關(guān)去配合，類似于橫列掃的方式。

• 信號(hào)燈的燈板和傳統(tǒng)燈差不多，如果需要實(shí)現(xiàn)流水效果，控制板輸出恒流時(shí)使用矩陣芯片，控制板輸出恒壓時(shí)使用LED線性恒流源。

4.2 常用芯片

根據(jù)上面的框圖，常用的芯片有如下幾類：

• 主控MCU，一般選用S32K31x系列和CYT2B7系列，內(nèi)核主頻在160MHz左右，方便實(shí)現(xiàn)ADB算法。

• LED的供電選用帶SPI通信和Limp home模式的BOOST控制器+BUCK控制器/轉(zhuǎn)換器，Boost控制器常見的為ASL2507，TPS92682，BUCK控制器常見的為NXP的ASL2417、ASL3417，BUCK轉(zhuǎn)換器常見的為TI的TPS92520、TPS92530，以及ROHM的BD18397、BD18398；這兩類芯片的對(duì)比如下：

Tips：NXP的Boost控制器和BUCK控制器型號(hào)比較多，能夠覆蓋的場(chǎng)景更多，如下是NXP的選型列表：

• 其它常用芯片和傳統(tǒng)前燈方案類似，就不贅述了。

5.投影燈方案

現(xiàn)在有些新能源車還會(huì)在前燈燈光中加入絢麗的投影功能，如顯示人行道、轉(zhuǎn)向提示等動(dòng)畫，這就需要加入DLP模組或者M(jìn)icroled模組。

5.1 DLP

DLP的像素在百萬級(jí)別，成本也非常高，目前量產(chǎn)的DLP方案只有TI一家，TI官網(wǎng)公開的相關(guān)產(chǎn)品如下圖。因?yàn)楣P者對(duì)DLP方案了解有限，這里就不展開介紹了。

5.2 MicroLED模組

目前量產(chǎn)的MicroLED模組主要是歐司朗和日亞兩家。歐司朗的Microled模組像素有19200和25600兩種，日亞的模組像素為16384，這兩家的方案架構(gòu)差不多，下面以歐司朗的MicroLED模組為例，介紹該方案。

5.2.1 方案描述

一個(gè)典型的MicroLED模組方案框圖如上所示，主要功能描述如下：

• MicroLED的供電電流比較大，一般需要4V/25A，可以選擇支持特大電流的DCDC控制器，也可以使用多個(gè)DCDC轉(zhuǎn)換器級(jí)聯(lián)供電。

• MicroLED模組內(nèi)部分為光源和ASIC兩部分，ASIC負(fù)責(zé)接收MCU給過來的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)給光源內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路，然后光源根據(jù)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。

• MCU和ASIC的通信數(shù)據(jù)分為兩部分，

• 一部分是每個(gè)像素的亮度信息，有UART、SPI、RGB8三種選擇，從成本考慮，UART通信比較合適。相比常規(guī)UART，該UART通信需要20M波特率，并且因?yàn)榭绨逋ㄐ?，還需要LVDS物理層芯片，加強(qiáng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
• 一部分是ASIC相關(guān)寄存器的配置，有UART、SPI、IIC三種選擇，從成本和穩(wěn)定性考慮，選擇UART通信比較合適。相比常規(guī)UART，該UART通信需要2M波特率，并且因?yàn)榭绨逋ㄐ牛€需要CAN物理層芯片，傳輸更穩(wěn)定。

• MicroLED模組的動(dòng)畫一般來源于智能座艙，因?yàn)樾枰獋鬏斠曨l數(shù)據(jù)，車載以太網(wǎng)比較合適，100BASE-T1即可。

• 如果MCU接收到的視頻數(shù)據(jù)是處理過的，即雙方約定好協(xié)議，給的數(shù)據(jù)是每個(gè)像素點(diǎn)的亮度信息，那只需要支持20M UART的MCU即可；如果MCU接收的是原始視頻信息，那么要選擇帶硬件編解碼/GPU的MCU。

5.2.2 常用芯片

• 給MicroLED光源供電的DCDC控制器，官方推薦TLD5501，也可以使用3個(gè)MPQ4372級(jí)聯(lián)。

• MicroLED模組，歐司朗的主推的是EVIYOS 2.0系列，ASIC和光源打包出售，像素有19200和25600兩種；日亞主推的是uPLS系列，像素為16384，內(nèi)置了TLD816，光源板硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單很多。

• MCU和ASIC傳輸視頻數(shù)據(jù)使用的LVDS物理層芯片是成對(duì)出現(xiàn)的，官方推廣NBA3N011+NBA3N012，TI和ROHM也有類似的芯片。

• MCU和ASIC傳輸配置芯片使用的CAN物理層芯片沒有特別要求，普通的CAN收發(fā)器即可，如TJA1044等。

• 如果不需要MCU解析視頻原始數(shù)據(jù)，推薦的MCU為S32K314，如果需要解析視頻原始數(shù)據(jù)，推薦的MCU為CYT3DL。

• Microled控制板和智能座艙傳輸視頻數(shù)據(jù)使用的車載以太網(wǎng)芯片也沒有特別要求，符合100base-T1標(biāo)準(zhǔn)即可，如TJA1103、JL3101等。

• 其它器件比較常見，這里就不贅述了。

如上就是汽車前燈方案的全部介紹了，如果覺得對(duì)您有用，幫忙給個(gè)一鍵三連?。?！