技术文章 | 适用于ADB前照灯的智能高分辨率LED光源

ADB 前照灯已经逐渐成为一种潮流，目前多安装在高中端汽车上，可以为驾驶员提供更舒适、更安全的驾驶体验。集成高分辨率LED芯片(1024像素)和电子驱动与逻辑单元的EVIYOS，能够为ADB的应用创建高分辨率的发光模式。在这篇文章中,将介绍一个由2pcs EVIYOS和1 pcs OSLON Black Flat S 5芯片组合而成的模块，以此实现满足ECE R123标准要求，并可在检测目标区域内提供2048像素的高分辨率(水平方向14°和垂直方向7°)功能，从而提高驾驶的舒适性和安全性。

ADB模型采用2pcs高分辨率智能LED光源(EVIYOS)用于检测目标，以及1pc OSLON Black Flat S 5芯片用于保证光线的水平分布。检测目标区域内的2048个像素可以单独寻址，以实现高性能的ADB功能。

EVIYOS是一种智能化LED高像素阵列，集成微结构LED芯片和智能硅驱动IC，在4mm x 4mm区域中实现1024个可单独寻址的LED像素点 (如图1所示) 。

图1：智能LED像素阵列技术

图2：集成CMOS LED驱动

该ADB模型包括3个单独的光学单元。两个带有成像透镜的EVIYOS模块实现了具有高分辨率的目标检测功能，另一个模块由OSLON Black Flat S 5芯片组成，具有反射扩散功能。(如图3所示)。

图3：模块的光学系统

具有目标检测功能的 ADB模块由2个相同的成像透镜系统构成，每个透镜系统包含1 pc EVIYOS和3个成像透镜(如图4所示)。光学系统的光束角为±45°,效率是36.1%。通过运用2pcsEVIYOS，可进行高分辨率（2048像素）的目标检测。EVIYOS中每个LED像素包含一个CMOS驱动，可提供高达18mA的恒定电流(如图2所示)，每个LED像素在额定电流下的最小光通量为3lm。当所有像素都打开时，可达到3000lm的光通量。最大光强为78300cd。

图4:ADB 目标检测模块的成像透镜系统

另外一个模块由带有反射器的1pc  OSLON Black Flat S 5芯片构成，以实现宽度方向±35°和高度方向14°的光分布。(图5) 最大光强可达到17800cd。

图5:模块的光学系统

由于EVIYOS分辨率高，模型可以实现ECE和SAE标准中近光灯、远光灯、恶劣天气模式、无眩光、甚至特殊符号等多种光线分布，适用于各种场景。(如图6.7.8所示)

图6:SAE近光灯模式

图7:远光灯模式

图8:驾驶引导线

模型的散热系统包括PCB、散热器、风扇，以确保LED结温在最大额定值范围内（150℃）。

图9:散热系统示意图

在该模型中，热量主要来自LED，也就是2 pcs EVIYOS和1ps OBFS-5芯片。当1024像素都打开，标准电流占空比为100%时，1pc EVIYOS总功耗为40W。当然这是最坏的一种情况，虽然在实际情况下一般不会发生，但根据这种最坏的情况进行散热设计是很有必要的。因此，每个EVIYOS都有独立的PCB、散热器和风扇，以实现更好的散热性能。

OSLON Black Flat S 5芯片采用铝基板。EVIYOS和EVIYOS and OSLON Black Flat-S 5芯片都有通风风扇。散热器表面的P-Q值为0.4m³/Min，如图10所示。

图10:P-Q曲线

散热仿真结果说明，当环境温度是25℃时， 1024个像素全部打开且驱动电流为12mA情况下，EVOYOS最大Taj值为103.63℃。同时，驱动电流为1.5A时，OSLON Black Flat-S 5芯片的最大Taj值为87.68℃。(如图11所示)

当EVIYOS的1024个像素全部被打开时，需要的总电流是11A(额定电流)。为了给2pcs EVIYOS提供足够的电流，模块的电源输出为3.8V，30A，以保证系统的稳定性。

在内部，EVIYOS被分为四个象限。每个象限有256个像素，并且有各自的通信接口，称为“SCI”(串行通信接口)。它由时钟(CLK)、数据输入(SI)和更新(UPD)信号组成。像素排列和SCI协议的细节如图12、13所示。除了SCI接口外，还有一个用于配置的I2C接口，如电流调节、温度监控等。

图12:像素排列及SCI协议

图13:SCI协议

对于每个象限，存储像素状态的寄存器(on/off)有264位，前256位表示256个像素的状态，其余8位用于数据完整性检查。因此，用32 MHz时钟频率的模型投影的一张图像的更新时间为8.3ms，即更新频率为1/8.3ms = 120Hz。在这种情况下，人眼将不会观察到闪烁。FPGA中的PWM调光概念示意图如下图14所示。

图14:PWM调光概念

EVIYOS作为一种高分辨率的有源像素矩阵LED阵列，能够在道路上提供高亮度，可以通过单独控制的1024像素实现光的数字化。在不久的将来，高分辨率ADB将成为最重要的前照灯系统。这种基于EVIYOS的系统不仅可以满足一定照度要求，还可以实现ADB/AFS概念，甚至是图像投影功能，显著提高驾驶员的安全性和驾驶舒适性。