汽车照明新架构，美信LED开关矩阵管理器发布

现如今，汽车全车灯LED化趋势已经十分明朗。LED汽车照明凭借寿命长、耗能低、光源体积小、造型美观等优势逐步成为汽车照明的主流，市场规模也随之不断扩大，现已成为重点布局的蓝海市场。

近日，Maxim Integrated Products, Inc (简称：美信)在京召开产品发布会，介绍了他们全新MAX20092 12通道开关矩阵管理器。新型管理器使得高性能LED阵列车灯和自适应光束调节设计能够满足更高电流的设备需求，同时降低方案尺寸、提高灵活性。通过目前业内最低导通电阻(RDS_ON)的内部开关，该IC可最大程度减少LED阵列照明的发热，相比最接近的竞争方案降低65%。

着力布局LED研发

Maxim Integrated汽车产品事业部业务管理总监Tamer Kira向记者们介绍了汽车LED车灯的整体趋势和设计理念。Tamer Kira在电动汽车、混合动力汽车及插电式混合动力汽车电池及电源管理相关领域已经工作20年之久。Tamer介绍到如今的汽车功能越来越多、越来越快、越来越先进，这就需要美信在汽车电子芯片上关注的越来越多。如今，美信的产品涵盖范围全面，包括BMS、LED照明以及汽车中控的显示和屏幕相关的电源管理以及头灯、尾灯还有功能的照明等技术都已涉及。此外，在过去18个月里，美信Automotive事业部已经新招募了超过一百名的新员工，加大投资继续专注在汽车电子上面。

节能、安全、寿命长

从整体发展来看，LED车灯是大势所趋。美信的LED可以为环境带来实实在在的好处，单一车型在第一年的使用中就可以减少排放二氧化碳25000吨；在安全上也优于其他类型，从LED刹车灯的应用测试来看，对于每小时一百公里的速度，如果前车是使用LED刹车灯，那么后车反应速度可以提高十倍，刹车距离可以减少六米，这对我们防撞安全性是一个很大的提升；再有就是它的可靠性，LED头灯寿命大约是一万小时，对于汽车使用的可靠性有很大的帮助。

LED设计难点重重，美信见招拆招

安全与品牌差异化是提升LED在汽车前车灯平台接受度的两个主要因素，目前该方案的年增长率为30%。作为其独特品牌标识的一部分，OEM厂商正在为LED和矩阵照明设计引入高级安全管理，例如无炫光远光灯。然而，LED照明设计者也面临着功耗、散热、设计复杂度不断增加的挑战。LED成本虽然低廉但是它的设计技术门槛要明显高于其他类型的车灯。据Tamer介绍：车厂设计所面临的挑战是平台设计的灵活性，平台能不能重复使用做一下差异化设计是当下面临的问题，而且EMI（电磁干扰）是汽车设计的重中之重。

在空间和成本还有设计的复杂度方面，美信的芯片设计不断趋于小型化、集成功能也越来越多，可以把多个功能集成到同一个芯片上。其次，同步开关管可以集成到芯片内部，这样就可以减少PCB上的元器件数量，从而减小空间。可以说芯片架构优化是美信一直以来的优势所在。

高压同步整流是一次大胆的尝试

大功率应用效率问题上，美信的LED电源芯片采用同步整流的方式，同步整流的导通电阻比原来使用的二级管小很多，这对减少发热和提升效率都是一个帮助，在业界高压同步整流存在较高的技术难点，美信能够做到此技术可以说是相当不易，利用高压同步整流架构可以大大提升整体效率，据了解美信的MAX 20096就可以支持到56伏电压；

在高性能方面，美信也是将芯片做到更小、更有利产品性能的优化。除此之外，美信提供单颗芯片可以支持多种架构，只要外部搭配不同的电路就可以实现同一颗芯片有不同的功能，这样很大程度简化设计，也为OEM厂商提供丰富的应用性。为了更好的抑制，美信在汽车电子芯片上集成了扩频技术，开关频率在一个很窄的空间发生移动和变化，可以减少谐波的干扰和能量。

双Buck架构是亮点

此次美信同时推出了双路Buck控制器，这个词听起来有些陌生。以MAX20096为例，当汽车电池端的12伏要升到60伏的应用时，通过双路Buck降压为LED提供一个合适的电压。美信的MAX20092内部集成了十二路开关，可分别控制每个开关上连接的LED，每一个开关可以单独控制开、关状态，这就会有不同的效果。其他公司做Buck-Boost的时候必须要有一个中间状态，切换的效率就会降下来，带载能力也会随之变低，但美信的Buck-Boost属于无缝切换，通过开关切到Buck或者Boost状态，这种快速切换可以让用户感觉不到内部的这种变化。此外，MAX20092可以多个器件并联使用，在同一SPI总线上实现多片并联，对于OEM厂商来说增加了设计的灵活性和应用性以及在多个模块上都可以灵活方便的进行选择。

美信的最新MAX20096和MAX200097双路Buck LED控制器都具有同步整流架构，超快的瞬态响应是它们的另一大优势，不管对EMI还是负载的响应速度或者是提供负载的能力都有所帮助；此外，双路Buck开关频率可以进行180°相移，这样可以降低EMI干扰。

矩阵照明——MAX20092

美信此次推出的MAX20092 12通道开关矩阵管理器集成了美信上述的所有高精尖技术: 12路集成开关控制高达56V的LED灯串电压，节省设计时间、降低系统复杂度。该器件集成70 mohm导通电阻(RDS_ON)的MOSFET，可轻松驱动高达1.5A的LED电流。12开关LED矩阵管理器采用小尺寸5mm x 5mm TQFN封装。此外，美信同时推出MAX20096 和 MAX20097双通道、同步buck高亮度LED控制器，与MAX20092协同工作，帮助设计者改进LED照明中的瞬态响应。MAX20096和MAX20097可实现超快瞬态响应，具有美信独有的平均电流模式控制方式，实现接近固定的开关频率，使EMI降至最低，并支持可靠的高性能设计。

MAX20092的高度集成优势可降低材料清单(BOM)成本，同时节省空间；每个开关管理1-2 颗LED灯，12位脉冲宽度调制(PWM)调光；内置淡入/淡出调节，简化LED编程控制，降低系统总线负担；在性能和安全上，低至70 mohm RDS_ON的内部开关支持高达1.5A的LED电流；具备先进的故障保护功能和导通、短路及断路LED检测管理；支持多达27片MAX20092设备并联，且不采用菊花链，管理多达324个LED的大型像素阵列；允许设计者为每个IC配置1串x12串联开关、2串x 6串联开关，以及4串x 3串联开关，拥有很高的灵活性；此外，MAX20092对相移的控制可有效降低EMI及噪音。

美信的整车解决方案

美信为客户提供信息娱乐、安全性、进入系统、动力系统四大部分，全方位的汽车解决方案。比如在串行链路，外部LED照明，ADAS；信息娱乐系统中的电源管理、USB充电；进入系统里的智能钥匙等方面，美信都会制定出符合客户需求的解决方案。

LED照明在市场产品竞争中除了效率和EMI两个关键特性之外，还存在着其他差异化的表现。Tamer说到：“目前OME厂商大都选择PWM调光方式，它和传统的模拟调光在设计的时候存在着一定竞争，这需要考虑它的PWM频率包括EMI和设计的差异等因素，所以LED最终呈现的亮度的不同可能是目前另一个挑战。

E小结

目前，LED在车内照明和刹车灯、应急灯、日行灯等方面的应用已经取得了显著的成效，LED在整车内外部照明光源的比重已经超过了80%。随着LED照明技术的快速发展和成本的逐步下降，LED前照灯经过近年来的技术验证、概念车展示等阶段之后，众多像美信一样的厂商将会相继推出LED车灯解决方案，这种良好的势头会让LED大灯越来越接近大范围应用于量产车系统中的美好前景。