以下文章来源于元芯半导体 ，作者元芯
元芯半导体.
元芯半导体，高性能模拟功率IC和解决方案的领导者。
日前，特斯拉推出了采用先进的48V供电系统的首款车型赛博皮卡Cybertruck。在此背景下，同创伟业成员企业元芯半导体推出了全球首款-支持特斯拉48V供电系统的升降压车灯LED驱动器（可直驱GaN）-元芯YX8265系列。
随着汽车车灯智能化升级，矩阵式LED大灯、ADB（Active Driving Bean）、AFS（自适应前照灯）等智能车灯已经逐步被各大汽车主机厂接受。
与传统车灯相比，自适应前照灯系统可以根据天气，光照，道路情况和驾驶信息自动改变前照灯的工作模式，把有效光源投射到驾驶员需要看清的位置，同时消除无效光源对行人及其他车辆的影响。汽车供电系统需要对光源进行智能控制，即LED灯的颗数和亮度需要在一定范围内灵活调节。
由于LED驱动的输出电压会随着LED灯珠颗数变化宽范围波动，对于传统的输入电池电压为12V的汽车供电系统而言，车灯LED驱动器需要具备升降压功能才能灵活提供LED灯串数量以及需要的电压和电流。不过随着特斯拉48V电池供电系统应用的推广，车灯领域的供电架构也随之改变。由于48V供电系统架构简洁，线路损耗低，可以将整车线束从3公里减少至100米，在降低成本的同时也提升了系统的稳定性，这将加速国内外车企对48V供电系统的采纳。
在此背景下，元芯半导体推出了全球首款YX8265车灯LED驱动控制器产品，可直驱氮化镓GaN FET以及传统的硅MOS FET，以应对不同车厂对LED驱动方案的需求。图2 特斯拉赛博皮卡Tesla Cybertruck (48V System)元芯的产品不仅可以支持48V供电系统方案，也可以兼容传统12V供电系统方案。传统12V供电系统的前照灯架构有PreBoost+Buck架构和单级四管Buck-Boost 架构。同时针对特斯拉48V供电系统，提出了可支持48V直接供电的多路Buck方案。如下图3所示，此结构首先通过Boost电路将输入12V或者48V的电池电压升压到60V左右。
再通过Buck电路降压来提供不同输出电压来驱动相应的LED颗数。LED颗数控制可通过专用的矩阵控制器芯片来实现。
在该系统应用中，元芯提供的Boost 控制器YX2165可以支持大电流Boost功率转换，并支持并联模式。在实际应用中可实现功率扩展，以及故障诊断功能，以满足功能安全需求。
其中，Boost控制器氮化镓版本可以直接驱动GaN FET，实现高工作频率以及系统的高效高功率密度，为车灯驱动提供紧凑型方案。在第二级中，元芯提供了独立的Buck LED控制器YX8065，实现多路Buck LED输出对多串LED的独立控制，为前照灯提供方便灵活的控制方案。除PreBoost+Buck架构（图3）之外，元芯创新性的提出了四管Buck-Boost结合多串LED分时控制的车灯LED驱动方案，如下图4所示。同时，元芯推出首款高压升降压LED控制器YX8265芯片，这款芯片输入输出电压高达65V。在输入为12V或者48V电池电压的情况下，输出电压可以实现在大范围内灵活调节，以满足不同LED颗数的恒流驱动。为了实现多串LED的恒流控制，元芯通过在每串LED上串接开关的方式，在一个开关周期内对多串LED进行分时控制。如下图5所示，对两串LED分时控制时，可在一个开关周期内划分每串LED对应需要用的时间区间，比如在String1 Dimming 区间内，S2开关关闭。仅通过S1和控制器对灯串String 1进行PWM和模拟调光。该架构的优势在于将两级架构浓缩为一级，这不光节省了电感，缩小了体积，同时也提高了电能转换效率,减少了系统对散热的需求。该方案适合应用在一些对体积要求严格，灯串较少且LED满载亮度较高的应用场合。图5 元芯Buck-Boost驱动两串LED分时控制方案随着Tesla Cybertruck 48V系统的逐步推广，车灯架构将直接采用多路Buck控制LED灯串的结构。元芯半导体推出的YX8065 Buck LED控制器将满足该架构需求，如上图3中红色虚线框内所示。YX8265是一款可直驱氮化镓的升降压LED控制器，可完美支持汽车LED矩阵式前照灯ADB控制，尾灯流水灯控制，迎宾模式控制等高端智能车灯应用。
同时该系列控制器支持高精度模拟调光和PWM调光，支持高精度恒流控制，通过混合调光模式，可同时满足高亮度和高调光精度的需求。
YX8265控制器集控制和驱动于一体，兼容Si/GaN功率管。输入输出均支持到65V范围，并集成高压侧的电流采样，集成模拟电压和PWM高精度调光，集成功能安全单元对LED开路和LED短路进行保护和报警，这不仅优化了系统设计，还提高了系统的安全性和稳定性，这非常适合汽车车灯，高端LED照明等应用场景。汽车矩阵式LED前照灯，ADB灯
尾灯，内饰灯
高亮度手电筒等
当输入电压低于或高于输出电压时，YX8265可在Buck, Boost及Buck-Boost三种工作模式中进行切换，如下图6所示。YX8265可以实现非常平滑的工作模式切换，同时不产生额外的电压或电流过冲，这保证了车灯LED在电压动态变化过程中的恒流控制和亮度的稳定性。下图7为YX8265通过ICTRL模拟输入情况下的调光曲线，可提供±3%的模拟调光精度。下图8为YX8265在不同的PWM占空比调节下的调光曲线以及LED电流的误差范围。下图9为在PWM调光下的电感电流和LED电流响应波形。当PWM开通或关断时，系统可以在极短的时间内建立或切断恒流输出 。YX8265系列产品提供了丰富的LED保护模式，在不同的模式下发生故障时，系统响应和报警的方式不同，以实现系统的安全性和可靠性。下图展示了元芯控制器实现的车灯LED两种方案的演示板（Demo），如图10和11所示。图10 元芯四管Buck-Boost车灯LED驱动演示板图11 元芯PreBoost+Buck车灯LED驱动演示板图12 元芯四管Buck-Boost驱动车灯LEDYX8265系列包括升压，降压，升降压，以及GaN应用优化等各种版本，为各个应用场景提供最优解决方案。杭州元芯半导体科技有限公司以高性能高可靠性模拟芯片解决方案和第三代半导体生态系统为核心，面向电动汽车、数据中心、光伏储能、5G通讯等领域，提供硅基高性能模拟芯片和第三代半导体功率芯片一站式系统整体解决方案，推动低能耗高性能高可靠性功率电子技术的发展以满足节能减碳的迫切需求。元芯的使命是通过不断的核心芯片技术创新，帮助我们的客户解决最困难的技术问题，进而帮助客户建立终端产品的技术优势。
元芯核心团队成员曾在美国硅谷顶尖半导体公司担任高管职务，在美国硅谷和世界顶尖半导体公司平均拥有超过15年的芯片设计和产品研发经验，并成功实现总共100多款高性能电源和模拟芯片的大规模量产。元芯核心团队成员工业界背景涵盖美国德州仪器(TI)，亚德诺半导体(ADI)，凌特电子(Linear Technology), 美信(Maxim Integrated)，谷歌公司(Google)等世界顶尖高科技公司。核心团队成员均具备电气或电子工程专业博士和硕士学位，毕业于美国加州大学，德州大学，弗吉尼亚理工，交通大学和浙江大学等世界知名学府。
元芯掌握多项芯片设计领域和系统开发领域的核心技术，并拥有数十项核心专利，核心团队成员拥有丰富的产品开发和团队管理经验。元芯建立了“以人为本，超越自我，勇于创新，追求卓越”的公司价值体系，通过不断的核心芯片技术创新，助力打造千亿级别的功率及模拟半导体市场。
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