克服汽車系統(tǒng)中HB LED集成的挑戰(zhàn)

此外，雙向通信功能還解決了上述一個LED失效或開路引發(fā)的問題。一旦發(fā)生這種情況，升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓開始上升，達(dá)到過壓保護(hù)門限時即可識別故障的LED串，禁止或移出該串對應(yīng)的AVO控制環(huán)路，其它LED串保持正常工作。除了降低照明亮度外(而不是全部關(guān)閉LED)，失效的LED不會對用戶造成其它影響。

新一代驅(qū)動器調(diào)節(jié)LED亮度時，內(nèi)部開關(guān)和線性調(diào)節(jié)環(huán)路采用了與圖2不同的方式，具有更低噪聲。LED關(guān)閉時可能禁止升壓轉(zhuǎn)換器工作，如圖3b所示。換句話說，轉(zhuǎn)換器在此期間停止了開關(guān)操作，功率開關(guān)MOSFET保持在斷開狀態(tài)，補(bǔ)償電路也處于開路。補(bǔ)償電容保持其電荷量(補(bǔ)償環(huán)路工作時的狀態(tài))。升壓輸出電壓由輸出電容Cout維持，由于LED關(guān)閉電容不放電，放電電流只是漏電流。LED恢復(fù)導(dǎo)通時，轉(zhuǎn)換器重新啟動開關(guān)操作，具有極小的紋波。這種方案中，升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓在PWM亮度調(diào)節(jié)期間幾乎保持恒定，大大降低了EMI噪聲和輸出電容上的可聞噪聲。

這種方案的唯一限制是PWM調(diào)光的導(dǎo)通周期需要大于幾個(三個或四個)開關(guān)周期，以便升壓轉(zhuǎn)換器為輸出電容重新充電，補(bǔ)償關(guān)斷期間的漏電流損耗。這限制了能夠獲得的最小占空比。

新一代驅(qū)動器的應(yīng)用解決方案

汽車的日間行駛燈和平視顯示器具有一個相同的性能要求，即在汽車行駛過程中始終保持開啟狀態(tài)，要求較高的可靠性/冗余設(shè)計(jì)，任何情況下確保正常工作。利用MAX16814等新一代LED驅(qū)動器能夠保證行駛燈和平視顯示器高度可靠，同時還大大減少了外部元件的數(shù)量，有助于降低系統(tǒng)成本、提高可靠性。這類應(yīng)用還要求工作在較寬的輸入電壓范圍，能夠承受汽車電池高達(dá)40V的峰值電壓(拋負(fù)載)并具有極低的EMI。

故障容限對于這類使用壽命長，而且即使在發(fā)生故障時也不允許關(guān)閉LED燈的應(yīng)用非常重要。MAX16814利用多串驅(qū)動架構(gòu)能夠在出現(xiàn)一個LED開路或短路時只關(guān)閉出現(xiàn)故障的LED串，其它LED保持有效工作。此外，MAX16814的故障指示輸出還可以提供LED失效報警(圖5)。

平視顯示器還要求較寬(1000:1或更大)的PWM調(diào)光范圍，MAX16814集成了一個獨(dú)特的PWM調(diào)光電路，能夠有效抑制升壓輸出電壓的紋波(頻率為調(diào)光頻率)，從而降低了EMI和可聞噪聲。該方案與圖3b使用的方案類似，但能夠以200Hz提供5000:1的調(diào)光范圍(高于其它產(chǎn)品)，克服了上述最小導(dǎo)通時間的限制。

芯片可以驅(qū)動四串LED，開關(guān)和線性調(diào)節(jié)器之間可進(jìn)行雙向通信，大大減少了外部元件的數(shù)量。此外，MAX16814具有完備的故障保護(hù)措施和檢測功能，任何一串出現(xiàn)開路或短路的LED時將關(guān)閉這一串的工作，并向系統(tǒng)發(fā)出故障報警輸出。滿足汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的所有要求，例如可承受40V拋負(fù)載，工作在-40°C至125°C溫度范圍。

設(shè)計(jì)HB LED系統(tǒng)時需要折衷考慮多方面因素，包括元件數(shù)量、效率、可靠性等。表1對多種LED驅(qū)動方案進(jìn)行了對比和歸納，有助于設(shè)計(jì)人員針對具體應(yīng)用選擇最佳方案。