“ROHM的汽车照明处理方案”

汽车技术正在经历巨大的变革。 例如，电子元件达到了自动驾驶技术所需的安全功能和感应功能，这是大家都知道的事实。

以前照灯和尾灯为代表的汽车外灯也从以前传来的灯泡型外灯迅速发展为led(lightemittingdiode )灯，光源技术取得了很大的进展。 近年来，不仅使led作为照明发挥作用，通过控制led的照明来提高安全性的产品也逐渐普及。 另外，摩托车的技术和产品更新也日新月异，同时和汽车一样对质量要求非常高。

在这样的背景下，rohm开发了车载行业用的小型且可靠性高的led，以及控制led点亮不可缺少的led驱动ic，提供了适合汽车照明的处理方案。 本文介绍了rohm所具有的特色技术和产品。

2、led驱动器ic的市场诉求

2-1 .市场对led灯的诉求

外灯从灯泡型迅速发展到led灯，可以使光源更小、更薄，许多厂家都在致力于开发具有优良设计灵活性的led灯。

为了提高led灯的设计灵活性，需要提高led的输出，降低驱动led的控制电路的功耗，实现小型化。 另外，还需要延长招聘寿命。 灯泡形外灯的前提是，达到一定的寿命后可能会断线，需要更换。 另一方面，led灯一般是led和控制电路一体化的模块型产品，但这种更换并不容易，因此以不损坏为前提进行设计，需要从部件层面确保可靠性。

对降低价值成本的要求也不容忽视。 例如，在以摩托车为第一移动手段的东盟( ASEAN )和印度，摩托车的售价非常便宜。 这对于各模块的价格要求也非常苛刻，所以led灯也不例外。

2-2 .电阻电路和led驱动ic电路的不同

迄今为止，由于价格方面的特点，用于控制led的电路主要使用了通过电阻控制电流的电阻电路。 因为电阻电路可以用和以往的灯泡型外灯同样简单的结构点亮led灯，所以这个价格很便宜。 但是，存在电路热损失导致的效率降低、无法检测出led的故障的问题。

另一方面，近年来备受瞩目的采用led驱动ic的电路(以下称为led驱动ic电路)具有能够实现更低的功耗、能够通过内置的保护功能检测led的故障来确保可靠性等特征，但存在部件价格变高的问题。

让我们具体证明这些差异。

①耗电量方面

作为驱动电路的电源输入的电池电压上升时，电阻电路和led驱动ic电路控制的led电流的特征有很大不同。 电阻电路的情况下，led电流随着电池电压的上升而增加。 另一方面，使用led驱动ic电路时，即使电池电压上升，也可以通过预先设定的电流值进行恒流驱动。 例如，以电池电压13v时的电流值为例，与电阻电路相比，led驱动ic电路的功耗可以减少50%。 因此，led驱动ic电路在低功耗方面更具特征。 (图1 )

图1 .功耗特征比较

②可靠性方面

在可靠性方面，led驱动ic电路也更具特点。 这是因为安装的零件数量少，控制基板内的零件故障的可能性也低。 另外，led驱动ic可以比较led灯的开路故障和短路故障，检测led的异常，输出异常信号通知外部。 由此，可以早期发现led问题引起的led灯亮度降低等不安全状态，可以早期采取对策。

③价格方面

在价格方面，电阻电路更有特点。 例如，在图1中，9个( 3列led×； 3级串联，约150ma/列( led，这种情况下电阻电路至少需要10个1w的电阻器，而led驱动ic电路需要4个ic (具体数量因封装而异)。 电阻电路看起来零件数量很多，价格也很高，但是通过采用多个比ic便宜得多的大功率电阻器，可以降低价值成本。 另一方面，在led驱动ic电路中，需要控制点亮的led越多，所需的ic也越多，与电阻电路相比价格越贵。

综上所述，以往的电阻电路和led驱动ic电路都只能满足市场要求的低功耗、高可靠性、低价格的一部分诉求。 为了将来进一步普及led灯，有必要比较这三种诉求，开发三者兼顾的led驱动ic。

3. rohm上的新led驱动器集成电路ic

rohm不仅提供里程表的灯光源用的led驱动ic、cid (中央信息显示)和液晶表面板的白色背光源用的led驱动ic，还提供前照灯和尾灯用的led驱动ic

与上述市场最新诉求相比，rohm确立了新的控制方法“能源共享”，将功耗从led驱动ic内部分散到外部电阻，使用该控制方法的mosfet内置型4通道线性led驱动icbd 183 x7 efv-m ( BD 1833 EFV-m，

介绍能源共享的控制方法。

3-1 .降低led驱动ic的功耗是一个课题

首先，一般的led驱动ic的电路结构及其特征如图2所示。 在led驱动ic的内部有向led提供电流的恒流电路，ic的输入端连接着电池电源，ic的输出端连接着led。 与电池电源的输入电压连接的电源a上升一定程度后，led驱动ic内部的恒流电路可以输出一定的led电流。 因此，输出端子的电压与所连接的led的正向电压特性相同，是恒定的。

led驱动ic的耗电量是恒流电路的输入输出间电压差与led电流的积，因为这种耗电量会随着电池输入电压的上升而增加。 这样，为了降低led驱动ic的功耗，需要降低恒流电路的输入输出间电压差和led电流。 由于led电流是根据顾客的要求决定的，不容易变更，因此rohm开发了控制恒流电路输入输出间电压的方法。

图2 .普通led驱动ic的电路结构及其特点

3-2 .通过降低IC功耗来降低价值成本的能源共享控制方法

其次，rohm开发的新控制方法- -能源共享的电路结构如图3所示。 该控制方法通过降低led驱动ic的功耗，实现了更低的价格。 通过将led电流的一部分分流到驱动ic外部的电阻r，控制恒流电路的输入输出间电压，抑制led驱动ic的发热量。 通过新追加的模块监视输出端子电压，将电源a的电压控制在一定电压。 电阻器中流过的电流由电阻两端产生的电池电压和电源a电压的电压差(电池电压-电源a电压)以及外置电阻r表示。 随着电池电压的增加而增加电阻电流，从而将电源a的电压控制在恒定电压。 通过该控制方法，可以通过外置电阻r消耗以往的led驱动ic自身消耗的大部分电力，与以往相比，可以将led驱动ic的消耗电力降低约75%。 这样，通过由led驱动ic和外置电阻r分别分担功耗的结构，只需要1个ic和大功耗就可以实现以往由4个ic实现的功率。

图3. rohm的led驱动ic电路结构及其特点

搭载led驱动ic的新产品的电路价格比电阻电路稍高，但与以往的led驱动ic电路相比可以降低40%左右。 除了低功耗和高可靠性之外，还可以通过与外置电阻组合，实现电阻电路的低价格化。 rohm只需在以往的led驱动ic的输入端子上追加1个端子，就可以实现该功能。 此外，还支持摩托车特有的on/off模式，所需功能的大部分仅通过ic就可以满足。

4、适用于汽车的rohm led

最后介绍rohm的车载级led产品。

rohm自1973年开始生产炮弹型led以来，在产品开发方面连续45年处于行业领先地位。 rohm的最大特征是进行全面、严格的质量管理，可以利用垂直整合型生产体制(从零部件制造阶段开始就严格贯彻产品概念)进行独自的产品开发。 另外，能够提供高质量的产品也是rohm的特征之一。 例如，rohm使用了组装工序中容易制造的芯片设计、超小型产品的可追溯性管理、符合车载产品质量要求的工艺管理等一系列确保高质量的手段。

4-1 .仪表盘灯光源用led

近年来，更多的仪表板显示灯光源使用了小型的led。 但是，为了应对汽车严酷的温度环境，一般设置空之间，以使遮光壁和pcb板不接触，从该空之间向邻接部位的led的光泄漏一直是急需应对的课题。 另外，随着led在各行业的应用越来越广泛，特别是在环境严峻的汽车行业，为了应对环境压力导致的老化，需要可靠性高的产品。

在这种背景下，rohm针对可能在恶劣环境中采用的汽车仪表板灯光源，开发了小型、高功率的透镜型表面安装ledcsl0901/0902系列。 将光源位置提高到0.49mm，处理了漏光问题。 这样可以使用小型led，与传统的反射式led相比，体积减少了1/18，有助于节约APP空之间的时间。 另外，通过使用rohm新开发的模制树脂，即使是短波长高亮度产品，也成功改善了高温通电时的光衰减问题。 例如在蓝色led的高温通电加速度试验( ta=85℃、if=20ma、通电1000hr )中，与现有产品相比，光束改善了约80%。 不仅如此，还可以提高耐硫化性能，防止车载APP老化的原因之一即硫化问题。

4-2 .车内照明光源用led

随着目标APP的多功能化，在包括仪表板在内的车内设备中，对照亮图标显示、汽车导航等所有面板的照明光源用led的小型化的要求也越来越高。

与这种市场诉求相比，rohm通过改善封装形状、反射器材质、元件以及表面镀层等，推动了小型高亮度led的开发。 另外，通过对元件和荧光体进行精细调整，大幅改善了色度的不均衡。 通过这些努力，rohm实现了1608尺寸的小型封装，同时亮度与传统大型封装相同的产品。

4 .车外照明光源led的迅速发展趋势

4-3 .车外照明光源用led

从设计灵活性的观点出发，车外照明光源不仅要实现led的小型化和薄型化，为了减少搭载数量，对高功率led的诉求也逐年增加。 另外，汽车刹车灯等一般采用在恶劣的环境中，为了确保可靠性，需要采取硫化对策。 因此，rohm现在正在开发维持高亮度，同时硫化防止性能优异的大功率led产品。 通过将这些产品和上述led驱动ic组合，有望实现适合车外灯的性能。

5.未来的迅速发展方向

过去，rohm坚持质量第一的公司宗旨，开发适合汽车照明的先进产品。 本文从rohm丰富的产品系列中，选择并介绍了包括3个市场诉求并存的led驱动ic和小型、可靠性高的led在内的2种具有独特特征的产品。

将来，随着自动驾驶的普及，汽车照明不仅有在夜间照亮前方或刹车时注意后方的作用，还可能起到向外部通知车辆状态等新闻的作用。 因此，led需要提高输出，led驱动ic需要能够应对动态控制光源，向外部发布新闻的控制方法。 rohm希望通过迅速捕捉这些市场变化，继续提供满足顾客和社会诉求的产品。