Chi phí thấp, tính sẵn sàng cao: Kỷ nguyên mới của đèn LED cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô 

Giới thiệu:

Đèn LED ô tô là sản phẩm chiếu sáng thế hệ mới thay thế đèn halogen, xenon truyền thống nhờ kích thước nhỏ gọn, độ sáng tốt, tiêu hao năng lượng thấp, tuổi thọ cao và thân thiện với môi trường. Những ưu điểm này giúp giảm tần suất thay thế và chi phí bảo trì, khiến đèn LED chiếu sáng ô tô trở thành lựa chọn chủ đạo trên thị trường toàn cầu.

Với việc áp dụng rộng rãi công nghệ lái xe tự động và kết nối thông minh, các ứng dụng cho đèn LED ô tô sẽ mở rộng, mang lại nhiều cơ hội tăng trưởng. Thị trường đèn LED ô tô đang phát triển với các sản phẩm chủ lực bao gồm đèn pha LED, đèn nội thất và đèn chiếu sáng xung quanh. Đèn pha LED, bao gồm cụm trước sau và đèn sương mù, được sử dụng rộng rãi. Theo SkyQuest, thị trường đèn LED ô tô toàn cầu dự kiến ​​​​sẽ đạt tốc độ tăng trưởng kép hàng năm cao trong những năm tới.

Với hiệu suất chuyển đổi năng lượng vượt trội và hiệu suất điều chỉnh độ sáng tuyệt vời, các giải pháp chiếu sáng ô tô của Analog Devices (ADI) đã chứng minh độ tin cậy theo thời gian và trên thị trường. Những giải pháp này cho phép các kỹ sư tự tin giải quyết nhiều thách thức.

Những ưu điểm chính là: Với gần hai thập kỷ cung cấp các giải pháp EMI thấp, ADI là công ty dẫn đầu về các giải pháp năng lượng EMI thấp. Họ cung cấp EMI tốt nhất trong phân khúc với công nghệ Silent Switcher® đầu tiên trên thị trường (được tạo ra vào năm 2013), SSFM được điều chỉnh dành riêng cho ứng dụng và các kỹ thuật chuyển mạch cải tiến.

Hiệu quả: Trình điều khiển LED của ADI mang lại hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao nhất trên thị trường. Điều này rất quan trọng trong các thiết kế có không gian hạn chế, trong đó bộ điều khiển đèn LED được gắn rất gần với cụm đèn LED trong đèn pha, đèn hậu hoặc đèn báo rẽ. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao giúp giảm lượng nhiệt của hệ thống để cho phép tự do hơn trong thiết kế tản nhiệt đồng thời giảm tổng kích thước của giải pháp.

Hiệu suất làm mờ: Hiệu suất làm mờ mà trình điều khiển LED của ADI đạt được vượt trội so với đối thủ. Trong khi những cái khác chỉ định tỷ lệ làm mờ cao, đây là những điều kiện lý tưởng hoặc ở điều kiện hoạt động cụ thể. Trình điều khiển đèn LED của ADI cung cấp hiệu suất làm mờ được chỉ định trong mọi điều kiện với khả năng làm mờ bằng xung điện bên ngoài và bên trong cũng như khả năng làm mờ tương tự tuyệt vời. Trong thế hệ sản phẩm mới nhất của chúng tôi, tín hiệu số có thể được sử dụng để làm mờ tín hiệu tương tự.

Độ tin cậy: Các sản phẩm bộ điều khiển LED của ADI được lắp đặt trong hàng triệu ổ cắm ô tô bên ngoài và bên trong trên toàn thế giới với hơn 500 triệu bộ điều khiển LED được xuất xưởng từ năm 2010 đến năm 2020. Hơn một nửa số sản phẩm này được triển khai trong các ứng dụng ô tô, nơi quy trình bán dẫn độc quyền của chúng tôi, cấp độ wafer kiểm tra quang học, kiểm tra bao bì bằng Tia X và kiểm tra kỹ lưỡng tất cả chức năng và thông số kỹ thuật đảm bảo tỷ lệ hỏng hóc cao hơn 1 ppm, vượt quá tiêu chuẩn ngành.

Quản lý ma trận

Đèn pha LED ma trận liên quan đến việc phân chia các nguồn sáng LED thành ma trận để quản lý chính xác hơn. ECU của xe điều khiển việc chuyển đổi và độ sáng của từng đèn LED riêng lẻ. So với đèn pha LED tiêu chuẩn, quản lý ma trận cho phép điều khiển đến một đèn LED cụ thể, trong khi đèn LED thông thường chỉ có thể điều khiển toàn bộ bộ đèn LED, dẫn đến ít chức năng và khả năng mở rộng hơn.

Hệ thống chiếu sáng đèn pha ô tô bao gồm hai phần: hệ thống điều khiển ECU phía trên, bao gồm bộ điều khiển đèn LED kết nối với ắc quy ô tô 12 volt và bảng điều khiển LED phía dưới. Bảng điều khiển LED chứa bộ quản lý ma trận, chịu trách nhiệm kiểm soát trạng thái bật/tắt của đèn LED và cung cấp các hiệu ứng động. Hệ thống này hỗ trợ các tính năng như chùm sáng thích ứng cho hệ thống chiếu sáng phía trước và phía sau, đèn báo rẽ tuần tự và hình ảnh động cho phép.

Trình điều khiển đèn LED chiếu sáng bên ngoài và bộ quản lý ma trận của ADI kết hợp công nghệ chuyển mạch tiên tiến, điều chỉnh độ sáng đèn LED và các tính năng an toàn để giảm chi phí và loại bỏ các hạn chế về thiết kế. Những giải pháp này giúp người dùng đơn giản hóa quá trình phát triển và đẩy nhanh thời gian đưa sản phẩm ra thị trường, cho phép các nhà thiết kế ánh sáng tập trung vào việc nâng cao hiệu suất, tính thẩm mỹ và tính nghệ thuật của hệ thống chiếu sáng ô tô hiện nay.

Excelpoint là nhà phân phối linh kiện điện tử với hơn 30 năm hợp tác với ADI, đã phát triển nhiều giải pháp và lấy khách hàng làm trung tâm dựa trên danh mục sản phẩm của ADI, do đó được thị trường công nhận. Đối với các sản phẩm quản lý ma trận của ADI, các kỹ sư cao cấp của Excelpoint khuyên dùng MAX25608, trình quản lý ma trận LED độ sáng cao 12 công tắc lý tưởng cho đèn pha ô tô, phù hợp với nhu cầu thị trường hiện tại.

MAX25608 có thể kết nối tối đa 12 công tắc trong một chuỗi, với mỗi chuỗi có hai chuỗi con và sáu công tắc nối tiếp, cung cấp cấu hình linh hoạt. Con chip này có 12 công tắc N-MOSFET được điều khiển riêng với điện áp định mức 14V và điện trở khi bật 0,06Ω. Nó có thể cung cấp dòng điện lên tới 1,6A cho hệ thống chiếu sáng ô tô, với một nguồn điện duy nhất cấp nguồn cho tất cả các đèn LED nối tiếp.

Bằng cách mở và đóng công tắc bypass trên mỗi đèn LED, thậm chí nó có thể điều chỉnh từng đèn LED. Thiết bị cũng có thể được cấu hình cho các ứng dụng chuỗi kép, với mỗi chuỗi chứa sáu bộ chuyển mạch nối tiếp. Mỗi công tắc có thể được kết nối nối tiếp với một, hai hoặc ba đèn LED. Ngoài ra, thiết bị còn cho phép kết nối song song hai công tắc để bỏ qua đèn LED dòng điện cao. MAX25608 cũng có bơm sạc bên trong để cung cấp năng lượng cho bộ truyền động cổng của công tắc bypass LED.

Dòng MAX25608 có giao diện nối tiếp (UART) để liên lạc nối tiếp. MAX25608/MAX25608C có thể được sử dụng cho các ứng dụng song công hoàn toàn, trong khi MAX25608B phù hợp cho các ứng dụng bán song công, chẳng hạn như bộ thu phát CAN. MAX25608 đã bật trải phổ trên đồng hồ bơm sạc và MAX25608B/MAX25608C đã tắt trải phổ trên đồng hồ bơm sạc. Mỗi công tắc có thể được bật hoàn toàn, tắt hoàn toàn hoặc giảm độ sáng có hoặc không có chuyển đổi mờ dần thông qua giao diện nối tiếp.

Dòng sản phẩm này bao gồm tính năng bảo vệ đèn LED hở và khả năng báo cáo các lỗi đèn LED hở và ngắn mạch thông qua giao diện nối tiếp. Nó có sẵn trong gói TSSOP 28 chân với một miếng đệm hở. Ngoài ra, nó còn cung cấp một giao diện nối tiếp mạnh mẽ, hiệu suất điều chỉnh độ sáng bằng tín hiệu điều chỉnh độ sáng (PWM) tuyệt vời và đáp ứng tiêu chuẩn AEC-Q100 dành cho ô tô, điều này khiến nó trở nên lý tưởng và thích ứng cho các hệ thống đèn LED ma trận cho ô tô và các ứng dụng chùm sáng cao.

Trình điều khiển LED cấu trúc liên kết linh hoạt

Vì đèn LED là thiết bị bán dẫn nhạy cảm với dòng điện nên chúng yêu cầu hoạt động và bảo vệ ổn định, dẫn đến khái niệm “điều khiển đèn LED”. Việc điều khiển dòng điện không đổi là cần thiết đối với đèn LED được sử dụng trong màn hình, hệ thống chiếu sáng hoặc đèn nền để ngăn dòng điện vượt quá mức tối đa, đảm bảo hiệu quả, độ tin cậy cũng như độ sáng và màu sắc nhất quán.

Trình điều khiển LED cấu trúc liên kết linh hoạt cung cấp nguồn dòng điện không đổi cho các hệ thống chiếu sáng ô tô khác nhau, chẳng hạn như đèn pha, đèn pha cao, đèn cốt, đèn chạy ban ngày, đèn chiếu sáng và đèn báo rẽ. Việc thiết kế trình điều khiển chất lượng cao đòi hỏi phải xem xét cẩn thận về hiệu suất chuyển đổi, công suất, độ chính xác dòng điện không đổi, tuổi thọ và khả năng tương thích điện từ, vì trình điều khiển LED rất cần thiết trong hệ thống chiếu sáng.

Các kỹ sư của Excelpoint đã xác định MAX20090 của ADI là bộ điều khiển đèn LED độ sáng cao, điện áp cao cấp cho ô tô, lý tưởng cho đèn pha, đèn chiếu xa, đèn chiếu gần, đèn chạy ban ngày (DRL), đèn báo rẽ, đèn sương mù và các ứng dụng LED khác. Hoạt động trong phạm vi đầu vào 5V đến 65V và đầu ra tối đa 65V, thiết kế tích hợp của nó giúp tiết kiệm không gian và chi phí.

MAX20090 cung cấp tỷ lệ làm mờ đèn LED 1000:1 thông qua đầu vào PWM và khả năng làm mờ tương tự bổ sung thông qua đầu vào ICTRL. Nó có sẵn trong các gói TQFN 20 chân tiết kiệm không gian (4mm x 4mm), TQFN có thể làm ướt bên cạnh hoặc TSSOP. Với tính năng chẩn đoán lỗi ngắn mạch, quá áp và bảo vệ nhiệt, nó hỗ trợ phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng từ -40°C đến +125°C, mang lại độ tin cậy và độ bền cao ở cấp độ cho ô tô.

Trình điều khiển đèn LED Step-Down (Buck)

Trình điều khiển đèn LED Step-Down Buck điều chỉnh dòng điện bằng cách sử dụng điện áp cao hơn dây đèn LED, đạt hiệu suất cao thông qua các công tắc có điện trở thấp và điều khiển chuyển mạch chính xác. Nó cung cấp độ chính xác cao, hiệu suất EMI tuyệt vời và có thể đoản mạch nối đất hệ thống để đảm bảo an toàn. Nó dễ dàng thích ứng với các ứng dụng ma trận hoặc hoạt hình như hệ thống giám sát người lái (DMS), màn hình hiển thị trên kính lái, đèn chiếu sáng (CLL) và hệ thống chiếu sáng phía trước và phía sau.

Excelpoint đề xuất trình điều khiển đèn LED Buck MAX2005X hiệu suất cao, nhỏ gọn và hiệu quả để đơn giản hóa các thiết kế chiếu sáng chung cho ô tô. Dòng MAX20050-MAX20053 là sản phẩm lý tưởng cho chiếu sáng ngoại thất ô tô, có bộ chuyển đổi Buck đồng bộ hoàn toàn với MOSFET tích hợp, điều khiển dây đèn LED có dòng điện lên đến 2A bằng cách sử dụng tối thiểu các bộ phận bên ngoài.

Dòng sản phẩm được chứng nhận AEC-Q100 này đảm bảo chất lượng cấp ô tô, với dải điện áp đầu vào rộng từ 4,5V đến 65V để xử lý các điều kiện khắc nghiệt như khởi động nguội và đổ tải. Cung cấp hai tùy chọn tần số chuyển đổi (400kHz hoặc 2,1 MHz), nó cho phép các nhà thiết kế hiệu quả và tối ưu hóa kích thước đồng thời tránh nhiễu băng tần AM. Trải phổ giúp giảm EMI ở cấp độ hệ thống.

• MAX20050/MAX20052 sử dụng bù vòng lặp bên trong để giảm thiểu số lượng thành phần
• MAX20051/MAX20053/MAX20053D sử dụng bù bên ngoài để linh hoạt hơn
• MAX20050/MAX20051 có tần số chuyển mạch bên trong là 400kHz, trong khi MAX20052/MAX20053 hoạt động ở tần số 2,1 MHz. Tính năng trải phổ bị tắt trên MAX20051B.

Quy định dòng điện phía cao chỉ yêu cầu một kết nối duy nhất với chuỗi đèn LED, với nối đất cục bộ. Con chip này hỗ trợ điều chỉnh độ sáng analog và tín hiệu tương tự thông qua chân REFI. Nó cung cấp độ chính xác dòng điện toàn thang đo ±2,5% và độ chính xác ±8% ở mức toàn thang đo 10%. Ngoài ra, nó còn bao gồm đầu ra LDO 5V/10mA để phân cực các mạch khác.

MAX2005x có tính năng bảo vệ lỗi khi quá tải đầu ra, đoản mạch và quá nhiệt. Nó hoạt động từ -40°C đến +125°C và có sẵn trong các gói tăng cường nhiệt: TDFN 12 chân (3 mm x 3 mm), TSSOP 14 chân (5 mm x 4,4 mm) và 24 chân (4 mm x 4 mm) TQFN.

Bản kết luận tóm tắt

Excelpoint tin rằng các sản phẩm và giải pháp chiếu sáng LED của ADI đặt ra chuẩn mực cho tính linh hoạt và hiệu suất cao trong ngành sản xuất ô tô. Những đổi mới này không chỉ mở đường cho những tiến bộ công nghệ trong tương lai mà còn trang bị cho thị trường để giải quyết hiệu quả những thách thức đa dạng phía trước.

Hãy truy cập để biết thêm chi tiết: http://www.excelpoint.com/