如何在炎热的夏日保持汽车前摄像头的热性能

如今，当人们开始研究购买汽车时，他们很可能会了解到提供便利性和安全性的高级驾驶辅助系统（ADAS）。ADAS的一些功能示例包括车道偏离警告、行人检测、自动紧急制动、自适应巡航控制和交通标志识别。

这些功能的一个共同主题是，它们都是驾驶员需要避免的危险，或者是基于道路上或道路附近的物体需要驾驶员采取行动的事件。配备前置摄像头模块的汽车能够感知前方道路，并为车辆提供物体检测能力。此外，配备雷达的汽车能够提供精确的距离测量，但本文的重点将是前置摄像头。

根据特定车辆提供的ADAS功能集，前置摄像头模块会有一些差异，但图1展示了汽车前置摄像头的常见组成部分。

图1

图1展示了一个带有集成处理单元的前置摄像头，该单元主要利用控制器局域网（CAN）作为通信接口。在环视分布式摄像头系统中，处理单元从各个摄像头模块中移除，由一个集中的电子控制单元（ECU）负责处理。在这种分布式摄像头系统中，每个摄像头都会通过平板显示器（FPD）-Link III接口与ECU通信。前置摄像头模块通常安装在后视镜与挡风玻璃之间，以便清晰地观察前方道路。然而，这种安装在挡风玻璃后的布局使前置摄像头模块暴露在直射阳光下，导致前置摄像头的板温升高。

前置摄像头模块配备了加热器，用于消除挡风玻璃上可能形成的水汽凝结，这种凝结会扭曲摄像头的视野。需要监测加热器和加热器驱动器的温度，以确保它们保持在正常工作范围内。最后，电源管理集成电路（PMIC）和Jacinto™ TDAx ADAS处理器在运行过程中会散发热量，从而导致前置摄像头板温进一步升高。

互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器可以在高达125°C的温度下工作，但在达到这个工作温度之前，图像质量就会开始下降。这是因为随着温度的升高，CMOS图像传感器内的电流/噪声会增加。温度导致的图像传感器性能下降可能会对之前讨论过的基于视觉的关键安全系统功能产生负面影响。

此外，许多FPD-Link序列器的环境温度上限为105°C，超过这一温度可能会危及环视分布式摄像头系统中的通信。通常，电源管理集成电路（PMIC）、CMOS图像传感器、FPD-Link SerDes和ADAS处理器会配备某种形式的内部芯片温度传感器。然而，这些内部温度传感器在估算板温时非常不准确，而外部温度传感器是实现有效板级热管理策略的必要条件。

对于配备板载ADAS处理能力的前置摄像头模块（例如由Jacinto™ TDAx处理器提供的处理能力），TMP112-Q1是一款数字温度传感器IC，可在-40°C至+125°C的温度范围内以±1°C的精度监测板温。TMP112-Q1能够通过I²C接口直接与ADAS处理器通信，这使得前置摄像头在热管理方面具有完全的自主性，并保护关键的ADAS处理器。对于环视/分布式摄像头，LMT87-Q1是一种成本效益较高的选择，它可以在-40°C至+150°C的温度范围内以±2.7°C的精度监测板温。您可以将LMT87-Q1的模拟输出连接到FPD-Link SerDes的双功能GPIO/模数转换器（ADC）引脚上，然后将温度数据传输到中央ADAS ECU。

基于视觉的ADAS安全系统正在帮助塑造汽车行业未来的发展，同时提高驾驶员、乘客和行人的安全性。前置摄像头是确保基于视觉的系统安全运行的关键部件。由于直射阳光和芯片加热器等热源导致的过温条件可能会损坏前置摄像头板。德州仪器（TI）提供了几种易于使用的解决方案，以解决这些担忧并帮助您实施完整的热管理策略。