近年來隨著汽車的不斷普及，車燈方面也在不斷發(fā)展，由最開始的鹵素燈發(fā)展為氙氣大燈，再到現(xiàn)在的LED大燈和矩陣式LED大燈。

在今年的北京車展中 ，其中不乏令人眼前一亮的方案。

比如大眾途觀L pro搭載Micro LED投影大燈，意味著該方案首次已經下沉至30萬以內的市場價格區(qū)間。還有極氪MIX繼續(xù)保留貫穿式光幕設計，并且和大燈融為一體，科技感十足。以及一些雖未有突破性創(chuàng)新，但在造型和功能上都得到不同程度的升級。

可以說，對汽車車燈訴求已經遠遠不止于照明的功能，而是需要與整車造型一道動態(tài)營造個性化差異表現(xiàn)。 而支持這些功能快速實現(xiàn)的背后，LED技術的應用功不可沒。

LED光源具有節(jié)能、壽命長、響應迅速的特點。用于汽車照明時，其尺寸小巧的特點，使得設計更加靈活，為多種方案照明甚至燈光交互的實現(xiàn)提供了可能性。

但LED技術用于車燈照明時也存在兩個明顯的缺點，分別是散熱和LED驅動。 相較而言散熱問題較為容易解決，通過增加對應的被動散熱結構即可解決。 最難的當屬LED驅動 ，眾所周知LED需要恒流驅動，因此必須采用對應的驅動芯片，尤其是在當前LED光源數(shù)量快速增加的情況下，對LED驅動芯片要求也在不斷提升。

01. 如何去選擇合適的LED驅動芯片

由于LED本身屬于電流敏感型的元件，較小的電流變化就有可能引起很大的溫度變化，所以照明中使用的LED，尤其是大功率的LED，最好采用恒流的方式驅動。根據(jù)電流的調節(jié)方式， LED驅動芯片可以分為兩大類，線性LED驅動芯片和開關型LED驅動芯片。

線性LED驅動芯片因電路簡單，控制靈活，廣泛應用在小燈、尾燈、發(fā)光格柵、氛圍燈、ISD智能交互顯示等汽車照明應用中。但線性LED驅動芯片存在輸出功率低，以及工作電壓范圍較小的缺點，因此在大功率前大燈照明中，線性LED驅動芯片應用較少，僅在部分前燈照明如轉向流水燈、日行燈以及發(fā)光格柵燈中采用線性LED驅動芯片。

開關型LED驅動芯片通過PWM脈沖控制電流大小，配合內部控制環(huán)路，可以在更寬的輸出電壓范圍內實現(xiàn)多個LED的控制。此外，開關型LED驅動芯片的轉換效率也明顯優(yōu)于線性LED驅動芯片，配合其更大功率的驅動能力，開關LED型驅動芯片被廣泛應用于前大燈照明中，尤其是肩負夜間照明功能的遠光燈和近光燈。

當然，實際選型中，由于車燈產品狀態(tài)以及自身供應鏈的不同，各企業(yè)產品會存在差異。

除確定驅動芯片的類型外，驅動芯片另一關鍵是去匹配需要驅動的LED數(shù)量。

LED驅動芯片數(shù)量與LED燈珠個數(shù)密切相關， 其中的關鍵指標是驅動芯片的輸出通道數(shù)（CH） 。理論上每個通道均可單獨控制一個LED燈珠或者一串LED燈珠（具體個數(shù)與驅動芯片工作電壓有關，線性LED驅動芯片每通道通常驅動1-3顆LED，開關型LED驅動芯片通常會更多）。

通常，對于線性LED驅動芯片這一品類而言，受限于工作電壓與散熱的限制，其每個輸出通道能夠驅動的LED燈珠數(shù)量有限。為了實現(xiàn)更加靈動炫酷的照明效果，車身照明中LED燈珠數(shù)量的逐漸增多，因此擁有更多輸出通道數(shù)量的線性LED驅動芯片至關重要。

單個線性LED驅動芯片常見的輸出通道數(shù)有1~3通道、12通道、16通道、24通道，近些年市場上也有芯片供應商陸續(xù)推出新一代的48通道乃至能夠驅動更多通道的線性LED驅動芯片。

而開關型LED驅動芯片得益于高轉換效率的優(yōu)勢，可以依靠較少的輸出通道驅動更多的LED燈珠。

02. 尾燈、氛圍燈、ISD智能交互燈LED驅動芯片的選型策略

因其技術方案的不同，對于驅動芯片的選型也不盡相同。 根據(jù)單芯片的通道數(shù)來區(qū)分，大抵可以分為低通道數(shù)芯片（1~3通道）和高通道數(shù)芯片（12通道及以上）。

傳統(tǒng)尾燈只需要照明和信號警示功能，搭載的LED燈珠數(shù)量較少，對應的LED驅動芯片數(shù)量和芯片的通道數(shù)也較少。通常僅需要選取單通道或者3通道的驅動芯片即可滿足要求。傳統(tǒng)內飾氛圍燈與傳統(tǒng)尾燈類似，對驅動芯片的數(shù)量和通道數(shù)要求并不高，大部分方案均采用單顆RGB驅動芯片，低通道數(shù)驅動芯片即可滿足要求。

與傳統(tǒng)尾燈有別的是，氛圍燈驅動IC通常內部集成MCU以實現(xiàn)顏色合成和溫度補償?shù)裙δ埽到y(tǒng)架構和軟件配置與傳統(tǒng)尾燈存在差異。近些年隨著內飾氛圍燈的顯示效果越來越豐富多彩，內飾氛圍燈照明對于RGB驅動芯片的輸出通道數(shù)也提成了更高的要求。

高通道數(shù)的驅動芯片主要應用于貫穿式尾燈和ISD智能交互燈技術中。

隨著LED技術的成熟，尤其是本輪中國新能源市場的大機遇中，動態(tài)貫穿式尾燈成為很多車型的標配。

動態(tài)貫穿式尾燈所需的LED光源數(shù)量較多，對LED驅動芯片的數(shù)量及單顆驅動芯片的通道數(shù)量提出了新要求。當下方案設計中，12通道、16通道和24通道等多通道線性LED驅動芯片被廣泛使用。其中，驅動芯片每通道驅動的LED數(shù)量一般為1-3顆。根據(jù)所需動態(tài)效果的不同，芯片的選型和數(shù)量也會多樣：動態(tài)貫穿式尾燈方案中用到的LED燈珠數(shù)量約為100顆到500顆，以常見的12通道LED驅動芯片為例，對應驅動芯片的用量大約在5-20顆之間。如果選用更多輸出通道的LED驅動芯片，驅動芯片的用量會進一步降低，可以實現(xiàn)更精簡的BOM清單和更低的系統(tǒng)成本。

ISD智能交互燈是近年來應用的一個細分技術，其可以顯示一些簡單的圖形元素，與外界做信息交互。比如極氪007在業(yè)內首次采用了交互燈幕，而非單獨模塊，顯示面積達到90英寸，為此采用了1711顆LED發(fā)光單元，采用了75顆24通道的線性LED驅動芯片。智己L7全車共采用了5000多顆LED，通過48通道驅動芯片控制，甚至能在尾燈處顯示簡單的游戲動畫效果。

03. 前大燈LED驅動芯片的選型策略

與尾燈、ISD智能交互不同的是，前大燈主要功能是提供照明，意味著前大燈所需的功率更高，這也正是前大燈照明選用開關型LED驅動芯片的原因。

在滿足照明的基礎上進行交互式創(chuàng)新，這點在遠光燈技術的應用上表現(xiàn)的尤其明顯。ADB大燈和像素級大燈就是在此背景下發(fā)展起來的。ADB大燈全稱是自適應遠光燈（Adaptive Driving Beam），又稱矩陣式大燈，故名思義，其照明區(qū)域可以呈矩陣式控制。在車輛行駛時，可根據(jù)前方障礙物位置進行照明區(qū)域調整，而無需手動切換遠近光。

ADB大燈雖然有多種實現(xiàn)方式，但最主流的依然是通過矩陣式LED來實現(xiàn)，即開關型LED驅動芯片提供大功率輸出以驅動LED燈珠，配合矩陣管理芯片來實現(xiàn)單個LED（或稱之為單個像素）的獨立亮滅控制。

04. LED驅動芯片的升級方向

驅動芯片第一大挑戰(zhàn)便是如何去驅動數(shù)量龐大的LED燈珠。

正如上文提到，除前大燈中需要考慮功率要求，即要求驅動芯片需輸出較大電流外，尾燈、ISD智能交互更多的是考慮LED數(shù)量，對應的增加驅動芯片的數(shù)量。但考慮到芯片布置的空間有限，單純的疊加芯片的數(shù)量肯定是無法持續(xù)的。

時分復用技術就在此需求下被提出。 相比于LED直接驅動的方式，時分復用技術在驅動芯片的基礎上增加矩陣開關，這樣變可以成倍數(shù)控制LED的數(shù)量，增加的倍數(shù)即位矩陣開關的數(shù)量。這樣便可以在不增加芯片數(shù)量的情況下實現(xiàn)增加LED驅動的數(shù)量，此類技術可以顯著提升線型LED驅動的輸出通道數(shù)量。

驅動芯片的第二大挑戰(zhàn)是如何解決熱風險，降低芯片發(fā)熱量。

得益于高轉換效率，開關型LED驅動芯片的散熱問題相對較好處理。但對于線性LED驅動芯片來說，如何在散熱和穩(wěn)定電流輸出之間做好均衡，這非常考驗研發(fā)工程師的設計能力。

提升線性LED驅動芯片散熱表現(xiàn)的常見方式是通過增加額外的分流電阻來分擔熱量，以此來降低驅動芯片的發(fā)熱。此類技術被稱之為熱共享（Thermal sharing or Thermal balancing）。但隨著線性LED驅動芯片的輸出通道數(shù)增加，對于12通道甚至更多如24通道的線性LED驅動芯片而言，依靠每通道并聯(lián)分流電阻的傳統(tǒng)熱共享技術無疑在方案面積和系統(tǒng)成本上都帶來了新的挑戰(zhàn)，在追求小型化的今天，其結果與產品理念是背道而馳的。

驅動芯片的第三大挑戰(zhàn)是如何匹配平臺化開發(fā)理念，實現(xiàn)供應鏈降本。

現(xiàn)在隨著開發(fā)周期、開發(fā)成本的不斷壓縮，平臺化的產品開發(fā)理念深入人心。平臺化體現(xiàn)在兩方面，硬件平臺化、通訊協(xié)議多樣化兼容。

硬件平臺化即硬件架構和電路板空間需覆蓋盡可能多的不同車燈型號的要求。對于驅動芯片而言，即能夠兼容盡可能多的不同通道數(shù)的驅動芯片，通常為了方便切換，也就要求芯片供應商能提供盡可能多的通道數(shù)芯片。目前如英飛凌、TI等外資芯片企業(yè)可覆蓋1-48通道的芯片產品，國內企業(yè)如納芯微在產品豐富度方面也基本與其持平。

除產品豐富度外，上文提到，車燈的工作原理簡單的理解便是MCU發(fā)出指令，驅動芯片收到指令后驅動LED燈珠發(fā)光或熄滅。其中MCU和驅動芯片之間便會涉及到通訊。通常情況下，車燈控制可以分為控制板和驅動板。控制板即主要為MCU所在的電路板，驅動板則是驅動芯片所在的電路板。基于平臺化中靈活布置的訴求，對于驅動板而言就需要盡可能多的兼容控制板的通訊協(xié)議。由于各家方案和應用需求的差異，通訊接口目前常見的有LIN、SPI、UART、CAN等等。如何實現(xiàn)不同廠商通訊協(xié)議的兼容，是當下迫切需要解決的難題。

審核編輯 黃宇