过去,认为自己有品味的人士都会拥有一辆闪亮的镀铬汽车。如今,LED 技术使得氛围灯成为新的镀铬元素,让车辆大放异彩。然而,新技术的发展也给设计人员带来了新的挑战。

 

现代 LED 为汽车氛围灯提供了多种机会。(图源:Elmos)

 

劳斯莱斯幻影(Rolls-Royce Phantom)这款车装饰着无数的闪亮光点,让驾乘人员仿佛置身于星空之下,体验奢华和独特的感觉。与镀铬方法不同,灯光可以执行更多的功能。在汽车内,光学装置可以通过调节亮度和色彩从而影响驾乘人员的情绪,让他们感觉放松且舒适,或者感到兴奋和鼓舞。还可以提高驾驶员的认知能力,防止疲劳驾驶,有助于驾驶员集中注意力。

 

但是色彩也会产生负面的影响,因此还需要额外使用HMI系统以确保灯光色彩与驾驶员的身体和情绪状况相匹配。而这些色彩通常采用所谓的“主题”配置,涉及预先设定的各种参数。这类系统可以包含多个微控制器和多达300个RGB 模块,由LED芯片驱动器构成。


 
走出舒适区
汽车内部LED照明最初仅用于豪华车型,而且纯粹是作为舒适元素,如今则普遍用于中级车型,主要目标是确立LED用作增强安全性的功能。通过有选择性地使用灯光,可以帮助驾驶员在车内移动更便捷,并且可以根据需要突出显示或隐藏控制部件或指示灯。例如警告功能,当一个物体过于靠近时,使用红光显示更容易被人注意到。还可以通过LED优雅地传达车辆状态或来电信息,帮助驾驶员快速接收讯息。

 

但必须避免过度,灯光不应该让驾驶员或其他人感到眩目或分散他们的注意力。当照明元素使用过度时,可能会适得其反。

 

更紧密地组装较小型LED 
技术进步提供了更多的艺术修饰和应用机会。例如,LED灯条可以集成在柔性 PCB上,用于贴合沿车顶边缘的设计和座椅内饰等具有挑战性的地方。

 

全新Elmos LED驱动器规格参数

 

组件也变得越来越小,最新的LED 模块尺寸仅为 8 × 18 mm²。这是必要的,因为随着每个开发周期的演进,电子元件的安装空间也随之缩减了。这意味着在体积更小的模块中,漫射器越来越靠近光源,即LED芯片。

 

如果LED或LED模块与漫射器之间的距离减小,则需要将LED更紧密地装配在一起以形成一致的灯光面。一般而言,LED与漫射器的距离应等于两个LED之间的距离,意味着需要安装更多的LED。

 

对于小型灯带,可以从两端照亮光纤电缆。然而,这只适用于大约15 至20 cm长度的应用。如果超过这个长度范围,电缆中间的光线则不够强,无法确保达到一致、均匀的颜色。因此,以屋顶照明为例,必须在固定距离间隔放置一系列LED或LED 模块。

 

适用于有限空间的LED驱动器
对于中控台等应用,推荐使用Elmos的E521.38等多通道驱动器,可以控制四个 LED,使用多路复用时甚至可以控制六个LED,满足严格的安装空间要求。E521.38根据ISO 26262标准为ASIL-B应用而开发,也可用于功能性安全系统。这款器件采用了带有可润湿侧面的DFN18封装,有助于简化检查工作。采用差分数字接口,因而成为动态氛围灯的首选产品。原因在于,它与其他总线系统和大型总线布置不同,不会因数据传输速率不足而导致滞后效应。这意味着可以保证一致的色彩显示和变换。
 
对于较小的 LED 模块,E521.39 LIN-RGB/W驱动器是理想的选择。这款产品专为氛围灯而设计,而氛围灯通常是静态的。与其前代产品不同,E521.39具有闪存,使得车辆中的模块能够接收软件更新。该器件可以承受高达40V的电源电压,并具有较低的30µA最大空闲电流消耗。这款模块具有稳健性和低功耗等性能,非常适合用于电池驱动的车辆。借助使用12 bit ADC,能够通过读取内部温度传感器和使用正向电压的差分测量来提供高分辨率温度测量功能。LED驱动器可以使用这项功能,通过软件来补偿老化和温度影响。

 

图源:Elmos


E521.38多通道驱动器使用集成脉宽调制发生器产生1,000 Hz (PWM)频率,具有全16位脉宽分辨率。E521.39则提供具有相同分辨率的高达700Hz频率。这两款器件性能远远高于汽车OEM厂商的要求,这些厂商在各自的标准中规定500Hz频率要求,以确保内部照明不会发生闪烁。这些特性为满足更严格的要求提供了空间。

 

LED 驱动器的 PWM 系统不仅可以实现无闪烁灯光,还具有相当强大的柔和色彩转换能力。另一个好处是,鉴于OEM厂商不断设定越来越严格的LED色彩空间,在选择LED时,这个产品可以容许更多的LED分档并降低成本。
 

作者:儒卓力 ABU现场应用工程师 Bernd Wondratschek