汽车前照灯界的“扛把子”——矩阵式LED大灯

夜间行车备受远光灯折磨。相信不少人和我一样，对夜间会车、跟车时不切换近光灯这种行为深恶痛绝。夜间远光灯和对向车辆的直接照射会使对向驾驶员陷入短暂致盲状态而使速度和距离判断能力下降，大大增加事故发生的可能性，正如《流浪地球》里的一句台词“路有千万条、平安第一条、开车不标准、爱人两行眼泪”。为了防止大灯对前方的车辆或者行人造成麻烦，现在不少车企都将中高端车型的中将普通大灯提升到矩阵式LED大灯。

近年来随着汽车的不断普及，汽车技术也在不断发展。在车灯方面也由最开始的卤素灯发展为氙气大灯，再到现在的LED大灯和矩阵式LED大灯。

矩阵式LED大灯工作原理

所谓矩阵式LED大灯是指对LED光源采用矩阵式分区管理的大灯。由行车电脑对各矩阵LED光源进行亮度，开启/关闭等操作。矩阵式LED前大灯的特点是可以自行开关远光灯，调整灯光照射范围，并在一定范围内分别减小亮度。

相较于普通LED车灯，矩阵式LED车灯在光源控制方面可精细到特定指定灯珠，普通LED车灯仅能控制整个LED灯珠，其功能性及拓展性都要远远低于矩阵式LED。

矩阵式LED大灯以它灵活多变的操控性可以实现任何行车环境中都能照明而不影响他人。夜晚行车时，前方存在行人或者汽车，照在前方行人或者汽车矩阵区域内的灯珠会使照明亮度下降或者熄灭，以免前方汽车上的驾驶人或者行人受到强光照射出现危险。

“灯厂”奥迪矩阵式LED大灯

谈到车灯，大家第一个想到的都会是奥迪，有网友调侃道“别的车企是将灯装在车上，奥迪是将车装在灯上”，奥迪也被网友戏称为“灯厂”，以此说明奥迪的车灯技术有着自己的独到之处。

就车灯而言，奥迪开了不少历史先河。九十年代奥迪首先在汽车照明中应用氙气灯，引发车灯改革热潮。奥迪于2008年在A8上组装了LED日行灯，这也是世界上第一款采用LED日行灯进行设计的汽车。当人们感觉奥迪对车灯的研究已进入瓶颈期的时候，2013年才给奥迪重新装备矩阵式LED车灯。

奥迪A8矩阵式LED前大灯有五组LED发光模块，每一组模块中布置有五个LED灯珠，每一个LED灯珠都比较独立，可以分别进行调光或者开，关。单个车灯上共有25个发光源，理论上可实现9.6亿种照明形式组合，能够轻松应对各种行车场景，提升夜间照明能力。前车没有车辆和行人时，车灯处于完全打开状态，车头摄像探头或者光传感器感应光束照射行人和车辆，它会把发出这束光的灯珠自动熄掉，尽量减小对其他人视线的影响，并在汽车超过行人或者汽车时自动回复车灯完全打开。奥迪矩阵式LED车灯还有路人提醒功能、车灯和夜视辅助系统互相配合，在发现前方有人经过时会自动点亮行人相应灯珠，并且闪了3次警告行人有车经过，增加了夜晚的行车安全。

在这样一款高性能车灯后面，矩阵式LED驱动芯片贡献了一份力量，接下来就来详细介绍一下多款矩阵式LED芯片在车灯方面的表现。

NXP双通道降压矩阵式LED驱动芯片

NXP的LED驱动芯片具有多功能、恒流、高亮度等特点，并推出了低成本高拓展性的解决方案。在多通道驱动IC中，每个通道需外接一个MOSFET，提高散热性能，实现更高的功率密度。目前NXP LED驱动芯片最高可扩展至12通道，功率在30W~140W不等，均采用较小的HVQFN32较小的封装工艺，方便开发工程师布局，减小PCB整体面积。

ASL2416SHN是一款应用于矩阵式LED车灯的双通道降压式LED驱动芯片，可为LED输入恒定的直流电源。芯片内部集成了一个SPI接口，该接口用于与外部控制器通信，进行交汇温度监测，通过SPI接口可分别对两个通道进行编程，独立驱动两个通道，控制输出电流输出范围（精度为5%），读取电流值，每个通道均可进行单独调光，该芯片在2.5V至70V之间可驱动最多20个LED独立光源，输出电流在1.5A以上。ASL2416SHN工作温度在－40℃~125℃，在一般的高温、雨雪天气中使用不受影响，输入电压在10V至80V之间。该芯片无论是在短路还是开路的状态下，都会进行输出保护，避免LED灯珠烧毁。

TI高亮度矩阵式LED驱动芯片

汽车照明技术快速发展，TI一直致力于开发创新工艺、封装、电路设计技术，凭借自身优势，研发出了多款应用于汽车照明超高功率密度的矩阵式LED驱动芯片，适用于AFS、ADB和高分辨率前照灯系统，可满足严格的EMC设计要求。在通道控制方面，目前已最高拓展至48通道，可实现更精密的控制系统。

TPS92663A-Q1为6通道高亮度矩阵式LED驱动芯片。芯片内集成了六个旁路开关，每个三个串联开关中包含2个子串，独立的子串也可以同时与单个或者多个电流源相连接，旁路开关导通电阻小，可以大大降低损耗。当芯片驱动一个指定灯珠的时候，芯片可以绕过另一个灯珠单独控制。

TPS92663A-Q1支持多点UART通信接口，最多可同时支持16个可寻址设备。MCU与芯片通过UART通讯接口相连，完成控制操作。TPS92663A-Q1和TPS92662A-Q1互相兼容，可以整合到同一总线中。TPS92663A-Q1有2个MUX输入的ADC,2个模数转换器可以对系统进行温度补偿并测量分级值来完成LED的分级与编码。芯片的每一个脉冲宽度都是可编程的，并且支持10位PWM调光功能，同时利用可编程压摆率能够有效地减少电磁干扰问题。TPS92663A-Q1满足AEC-Q100的要求，工作温度范围为-40°C~125°C，并支持4.5V~60V的宽压输入。

ON双通道矩阵式LED驱动芯片

安森美的LED汽车前大灯驱动芯片目前已发展至第三代，其芯片被奥迪、奔驰、宝马等车企大厂所广泛应用。NCV78763是一款双通道、高效、智能的LED驱动芯片，可应用于矩阵式LED大灯、日行灯、转向灯等车辆照明设备中。该芯片通过内部两条独立的通道可驱动两个串联灯组，最高驱动电压为60V。该芯片内置了用于系统参数动态控制的 SPI 接口，通过SPI接口可对分别对两条输出通道进行编程，根据需求控制输出电流和电压，输出电流最高位1.9A，恒定电流为1.6A。NCV78763还集成了PWM调光功能，可有效降低灯光闪烁频率，避免驾驶员夜间行车产生视觉疲劳。