智能RGB LED在未來汽車照明中的作用

介紹

汽車照明中已經(jīng)廣泛采用RGB LED燈具。

由于當前市場需求希望有更加舒適、智能的駕駛汽車出現(xiàn)，汽車照明也變得越來越重要和具有挑戰(zhàn)性。

因此，在未來的汽車照明設計中，除了要重視內部照明設計外，還要考慮車輛通過燈光與照明與周圍環(huán)境的交互，這也是很關鍵的一點。

因此，能夠降低成本，簡化安裝需求，并且擴展LED照明和顯示功能的新型RGB LED的概念對于未來的汽車照明是很有必要的。

目前已知的解決方案都非常復雜，同時成本也很高。

所以很顯然，下一步技術發(fā)展應該是研究如何將智能LED驅動與RGB LED集成為小尺寸的封裝器件。

現(xiàn)有RGB系統(tǒng)

目前，為了單獨控制RGB LED燈，每個獨立的RGB LED都需要一個獨立的微型控制器，包含LED的特征數(shù)據(jù)（見圖1.1）。

這種微型控制器成本很高，而且為了編寫存儲控制LED特征數(shù)據(jù)的程序，也需要特定的設備和工具。

因此，這種解決方案對于大規(guī)模的應用來說過于麻煩而且昂貴，同時，也無法捕捉和改變單獨LED的壽命參數(shù)，例如工作溫度。

此外，考慮到未來系統(tǒng)的維修與替換，這樣的解決方案對于汽車照明來說的確不太友好。



圖1.1 包含單個LED的模塊



圖1.2展示了采用RGB系統(tǒng)的大規(guī)模模塊，每個模塊包含多個LED。

這個系統(tǒng)由大量的元件組成，元件之間有著復雜的布線方式。

另外，系統(tǒng)也需要軟件來管理LED特征數(shù)據(jù)校準的查找表格。

大部分這樣的系統(tǒng)，都設有單向通信的模式，這會導致LED驅動響應變慢，而且每個LED需要高頻信號來驅動，可能會產(chǎn)生電磁干擾。

除此之外，單個LED的損壞，將會導致其他元件隨之被替換，導致微型控制器要相應改變，而且LED特征數(shù)據(jù)表也需要更新。我們是不希望這樣的情況出現(xiàn)的。



圖1.2 包含多個LED的模塊


智能RGB系統(tǒng)

很明顯，RGB系統(tǒng)的一個解決方案就是將三種LED（紅、綠、藍）與智能LED驅動集成在一個單個的元件中。

這種新型元件對用戶來說具有以下特點：

1. 元件中包含所有LED的特征數(shù)據(jù)
2. 驅動器可以驅動和校準RGB LED光色，使之達到某個確定的顏色
3. 元件可以通過高速串行總線與微型控制器進行通信，并且允許控制器對多個RGB LED進行尋址
4. RGB LED所有的修正操作，例如修正隨溫度變化的某些參數(shù)，都可以直接通過LED驅動器來實現(xiàn)

Dominant提出了一種新型智能RGB封裝，將LED驅動直接與三色RGB LED集成在2.8mm×3.6mm×0.65mm的小尺寸元件上（見圖2）。

電流部分的設計是基于“無引線外殼”的配置，這是為了減少整個封裝的熱阻；Rth和基座的熱阻。
這部分所有的端口接頭也做了鍍金設計，是為了滿足消費者提出的嚴格的耐腐蝕要求。
元件將會以卷帶形式包裝，并且符合所有SMT貼片標準。
另外，元件的濕氣敏感性的理想等級是2級。



圖2 智能RGB封裝


LED滿足了汽車制造商的愿望，可以實現(xiàn)在汽車的整個壽命中，都能持續(xù)穩(wěn)定的表現(xiàn)出均勻且精確的顏色。

圖3展示了一種確保精確度的三步法的應用。所有修正的數(shù)據(jù)都會以不易損失的形式存儲在LED驅動器中。另外，LED驅動器中還裝有溫度傳感器，這樣驅動就可以自動執(zhí)行必要的補償，用來確保最后光色的精確度。

在實際應用中，用戶可以通過串行總線發(fā)出一系列命令，來將設定好的期望光色數(shù)據(jù)傳送到智能RGB元件當中。整個應用程序的實現(xiàn)不需要任何物理修正過程或者是復雜的驅動電路設計。



圖3 


系統(tǒng)結構

圖4展示了智能RGB LED系統(tǒng)的簡單結構，控制單元之間可以實現(xiàn)高速雙向串行通信，包含高達4096個LED。

所有的信息都可以同時并行傳入LED，而不會像菊鏈一樣有延遲。2M/s的串行數(shù)據(jù)速率可以保證在10ms之內更新380個LED的數(shù)據(jù)。
因此，可以在0.15秒之內讀取所有LED（最多4096個）。



圖4 智能RGB LED系統(tǒng)結構

比較

表格1總結了當前RGB系統(tǒng)和未來RGB系統(tǒng)的差異。未來的RGB系統(tǒng)是直接并且可擴展的。這樣會節(jié)約成本，同時也可以為市場創(chuàng)造新的機會。
表1 智能RGB系統(tǒng)的優(yōu)勢

總結

汽車市場一直在期待智能RGB LED系統(tǒng)的出現(xiàn)。這樣LED使用者就不必考慮修正、溫漂和色漂之類的問題了，LED分級將會成為歷史。

同時，解決方案的提供商面臨的技術壁壘將逐漸消失。

更關鍵的是，成本的極大下降會帶來RGB LED未來更廣闊的應用。

我們認為，智能RGB對于未來汽車內部和外部照明來說，都是非常好的解決方案。