TI LED lighting 在汽车中的运用 1

OK 这是我最后的一个话题 就是在车灯里面的应用 TI的灯的方案有三种 一种是大电流开关式 另外一种是线性方案 还有一种是多通道的方案 今天呢 我会讲到三种 首先 如果大家做灯的话 车灯里面 都会有一个问题 以前我们都是用钨丝灯 现在新方案都在做LED了 对吧 但问题出现了 通常我们 灯的部分和ECU的部分是分开的两个模块 现在问题是我们要同时 钨丝灯还是LED等 你都要跟你之前的ECU兼容 ECU不管你是什么东西 我都要开灯 如果你单纯从钨丝灯转到LED灯的时候 对它是透明的 我只是给你一个指令 所以你要兼容 另外就是 当转到LED的时候 你要考虑你有几个灯串 有几个灯在里面 我们的工作电压平均12或24伏 能给LED用是有限的 加入我不升压 通常只能用两三个灯而已 假如要串很多灯 就要升压了 我们给大家介绍几个不同的方案 在头灯 我们有单级的 两级的 什么是单级 就是直接从电池电压 比如12伏 输出到某个电压 可能比电池电压低 也可能高 直接单级过去 双级就是比如我先通过一个稳压器 我先把12升到48伏 然后从48伏降下来 这是双级 各有好处 还有目前的话 头灯的话 我们也有很多AFS TI也有一个举证的方案来做 通过弹性的管理达到灯光的效果 还可能把DCDC和线性的驱动合在一起用 就是里面有非常多的组合 所以做灯不容易 很头痛 这里举例 一个头灯方案的话 你可能需要升压 可能降压 可能升降压 在同一个系统出现 比如你要做AFS的话 你还要做马达驱动 所以你看到做灯不简单 那如何挑选方案呢 这边是不同类型的方案 比如降压的 升压的 或者升降压的 有三种 所以大家常用的不同的案例在里边 这些案例都有本身的优缺点 比如 假如我单纯升压 看起来很简单就是一个电感圈 效率也不错 问题是你单纯升压的话 风险就是你的电池电压会直接套入LED灯里面去 比如你的控制器关机 比如在控制器里面 我把控制器关掉 你会看到我这个输出的话 假如我把这个部分关掉 电池电压还是会跑到里面去的 对不对 所以你的灯有机会会一点亮 而且有机会有电流流过去 你的静态电流和待机电流会很高 会有这种风险 加入你用buck boost的话 里面通过两种界面 都可以把风险降低 主要看你当时客户的需要 我们可以选择不同的方案去做 TI有非常丰富的产品线 不好意思字太小因为东西太多 基本上我们有不同类型的方案去做 为了大家简单挑选灯的驱动器的话 我们有一个简单流程 我们先从你的电池电压跟你的灯珠 加起来的电压作对比 来决定你需要升降压 你需要大电流应用 还是小电流 需要是high还是low 通过一个简单的流程 很容易知道你需要哪一个型号 去做 我举个例子 第一个 TPS92691 这个IC本身是一个控制器 可以用在升压 降压或者升降压的应用 在这个例子中 我们用升压的方法 把电池电压先提升 这个IC有一个特点 我们本身有一个rail to rail current sense 在里面 我们可以通过high side的电阻直接 来把电流量检测起来 以前的方案主要是用低端来量电容 就是说你的灯没有接地 你的灯和地中间还会串一个电阻 这样的话 你的灯有可能会带电 我现在用high side的方法处理 你会看到 我的high side sensor 最高的内压可以达到65伏 最低到0伏 所以你可以 选择用高端或者低端来去量 看你本身的设计 现在新一代的设计的话 往往趋向用高端去量电流 这样比较准确 走线简单 容易做 这边的话假如 用一个receptor的设计的话 一个电流 我们需要非常精确的LED灯电流的监控 在里边 另外 就是我们要求 要非常精准去量这个电流 这个IC可以达到这个应用 可以用高压的非常高功能系数把电流精确量下来 同时 这个IC还有一个特点是 我们的机器 用模拟的调光 我们有两路的方案 用PWM和模拟调光 一般来讲 PWM是直接从ECU过来 去调制你的亮度 那模拟调光用来干嘛 很多时候模拟调光可以做一个thermal fold back 就是你的车灯的温度监控 通过这个热能电阻的反馈 直接贴到你的灯模块里面 我可以把灯的 温度变成一个反馈到你的系统 当你的灯温度过高时 它自动保护 这里是利用analog dimming的一个非常好的应用 因为很少直觉用analog去调光的 通常是利用PWM的方式 这边我们可以计时 用N-ch MOSFET 来调光 这边放在地里边去调 或者我们用P channel在高端调光 假如用这个P channel调光 你会发现 你的灯现在完完整整是接地了 对不对 你把这个灯断开的时候 你不会有正负差电流流到地下去 同时你的所有东西都是在高端里面的话 你开路的时候保护很容易 不像一般的方案 在下面早于出声状态 或者外面有问题 这个比较难搞 所以新一代 大家希望用high side的方法 因为你的灯具里面不会带电 另外一个功能是我们有电流的输出 你可以直接从IMON里面看现在的输出电流 多少 这个有几个应用 比如我看现在的电流量来决定现在是开路 短路 或者是过载 同时我们用一个简单的对路 来做over current protection 可以很简单来做 这是希望客户有很弹性的应用 你可以弹性应用电流的监控角 因为是一个模拟的输出 另外3431A这个内部包含了那个 升压在里边 在输出里面 我们可以有三串灯 每一串灯都是有200个毫安的电流量 然后你可以独立控制三串灯里面的电流量 来控制你的亮度 比如 LED灯就可以做不同的组合 来达到颜色的变化 或者有车辆的照明 你可以有好几组灯 你可以独立控制每组灯的亮度 这个3492有同事介绍过 是两组灯的结合 一般用在仪表板里边的背光 还有就是车辆的照明 我们提供了两串灯在里面 或者是在尾灯或方向灯里面去做 这里有一个新的叫做92601 跟602 这个IC有两个 01是单通道 02是两个通道 同一个IC里面有两个通道 我们可以通过high side current sensing的方法 来去达到单纯的应用 你的LED就可以完全接地 另外一个特点就是我们可以通过定源来增加它的电流量 而且这个IC如果你是用两通道的组合的话 我内部的开关始终是错开180度的 我输出的电流 在同样的输出的话 我比一般的开关的电流小一半 所以我们刚好是180度反向 这样我的效率更好 限制你的current不会太大 你的pull current不会太大 你设计的时候 EMI的问题比较容易过 然后通过它来连接的时候 我们还有一个好处 这个IC除了监控它的电流以外 还可以监控它的电压 一般的LED灯的监控器一般是监控电流 不管电压的 这个IC是有两个回路的 一个是电流 一个是电压 当你的开路 你的output电压 不会得到控制 一般在升压的条件 假如你的灯具坏掉 开路的时候 它没有负载 突然就会升到高压 就会产生危险 以这个设计来讲的话 我们有两路的保护 一个是电流监控 一个是电压监控 这是这个IC里面非常重要的功能 刚才是一级的方案 下面是两级的 两级的方案通常是通过一个升压器把电压提升 拉高了电压 然后我们通过不同的手段 比如降压的方法或开关的方法 来驱动这个灯 来去做 这个做法的好处是所有电池电压的波动 我都稳定下来 这边就容易搞了 因为这个稳压器就把电池里边所有 cotangent或者那个low灯啊 已经隔开 给你一个稳定的工作电压 你这边工作的话 就会简单 所有东西都在监控之中了 举例 这里有一个做法 TI以前流行的是那个LM3406 或者3409 这个大家可能没有用过 我今天讲一个很新的东西 叫做TPS92515 我们这个月底会量产 这是IT第一个两安培的大电流方案 刚才的3406 是1.5安培而已 没办法达到2安培 这个是2安培的方案 同时这个方案 除了提供FET和BoM外 我还提供刚才说的锐比的方法 非常灵敏 同时两边都可以支持 其中最大的电流可以达到2安培 其中一个方案 都可以通过一个并联的FED做调光 我们调光可能是直接从这边调 但现在是 通过一个并联的FED来调光 这个方法的好处是什么呢 这个方法调光的话 我的开关电流很稳定 比如我设置为2安培 我这个线圈里面的电流就维持在2安培 不像一般的PWM的话 我的前端开关的时候 就会有一个很大的差异在里面 你的电感圈的设计会很麻烦 对吗 还有EMI很难控制 我现在这个方案不管我的DD cycle是1 50帕 我里面的峰值电流还是维持不变 你设计电感圈的时候就不需要很大的电感圈 这个是重点 然后 刚才讲到 我们在头灯里面 有一个举证的方案 这个是TPS62611 TPS92661 是TI研发出来的一个举证 这个主要是用在头灯里面 替代AFS的方案 我们现在头灯可能通过马达的转向 来根据你的方向盘转到哪边 来把整组灯转动吧 对不对 这个做法非常麻烦 非常复杂 TI的另一个方法是通过举证的方案 我们把头灯当做一个举证的组合 通过MCU里面的控制 你可以变成是 灯的不同方向可以通过LED灯的不同组合来实现 往前往左往右 中间完全没有活动的系统 这让整个方案的可靠性提高 否则你的马达没有活动的东西在里面 坏的几率很小 而且效率很高 因为LED灯的效率已经很高了 通过LED灯灯距的改造 我们就是做成变向 一个电启发的AFS的方案来做 这边主要的芯片是92661 它可以驱动一串的灯 灯里面可以有12个灯具串联在一起 通过这个举证 我们可以变成一个matrix 举证你要开哪个灯 除了冰箱外 它会打出不同的图形 你可以打出心形 或数字都可以 因为它现在是一个举证嘛 对不对 组合的原理图很简单 比如我前期 通过一个3409或刚才那个92515 这个大的流串过来 然后 这边比如有12组灯 通过这个92661 可以帮每组灯来调亮度 所以每个灯的亮度都可以通过92661来改变 达成了方向的转动 或图形的发射出来 这个是工作的原理图 这个首先呢 输入端 通过一个叫做LM25122 先把电压提升 然后通过刚才说的3409啊或者最新的92515 做成前面的一个恒流源 比如这里是两个M过来 然后这边的灯串 通过你的[听不清]的数据 控制每个灯的亮度 来达成举证的输出 你可以开所有灯 或者某几个灯 来达成简单的图像 最简单的一个方案就是 除了AFS 如果你前面有一个切过来的时候 怕你的头灯影响它 现在的方案就是通过AFS把它移开 我现在可以通过这个方案把部分的灯关掉 不会影响它 同时我还有一个很好的照明 是往前照 我们可以通过记录记到那个灯是从哪一边来 然后把某个方向的LED灯关掉 或者把亮度降下来 反应时间很快 要么通过数码的方法去做