汽車LED應(yīng)用給電源管理IC帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
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LED照明
諸如小外形尺寸、低功耗和快速接通時(shí)間等優(yōu)勢(shì)開創(chuàng)了高亮度LED被當(dāng)今汽車所廣泛采用的局面。LED在汽車中的初始應(yīng)用是中央高架停車燈(CHMSL)；這些應(yīng)用使用紅光LED來(lái)提供一個(gè)非常扁薄的照明陣列，該照明陣列易于安裝，而且永遠(yuǎn)不需要更換。
傳統(tǒng)上，白熾燈泡是最為經(jīng)濟(jì)的光源，而且仍然被許多汽車所采用。然而，隨著可用照明空間的日益縮小以及對(duì)照明光源使用壽命要求的不斷提高，由LED所提供的燈光色彩和設(shè)計(jì)方案正在迅速取代白熾燈泡應(yīng)用。即使是傳統(tǒng)的CCFL TFT-LCD背光源應(yīng)用，目前也在逐漸地被白光LED陣列所取代。
更有甚者，人們還在利用一種電“可操縱”型高電流LED陣列來(lái)開發(fā)車前燈，而該領(lǐng)域一直是被鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)所把持的。幾乎所有的汽車照明應(yīng)用(包括車身內(nèi)部/外部照明和背光照明應(yīng)用)都將逐步過(guò)渡為采用LED。采用LED的好處具有諸多積極的含意。首先(也許是最重要的一點(diǎn))，它永遠(yuǎn)不需要更換，因?yàn)槠溟L(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)的固態(tài)壽命(服役年限：11年半)比汽車的使用壽命還要長(zhǎng)。這使得汽車制造商能夠把它們永久性地嵌入車艙內(nèi)的照明系統(tǒng)中，而無(wú)需像以往那樣留有用于更換燈絲燈泡的入口。由于LED照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡所要求的安裝深度或面積，因此還可使汽車的造型發(fā)生顯著的變化。LED的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是其具有低功耗，因而能夠使得耗油量有所減少。
汽車LED照明的設(shè)計(jì)參數(shù)
為了確保最佳的性能和長(zhǎng)久的工作壽命，LED需要一個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)電路。這些特殊的驅(qū)動(dòng)電路必須能夠從一根相當(dāng)苛刻的汽車電源總線獲取工作電源，而且還應(yīng)兼具成本和空間“效益性”。為了維持其長(zhǎng)久的工作壽命，一定不得超過(guò)LED的電流和溫度限值。表1羅列了針對(duì)一個(gè)高電流白光LED的典型正向電壓與驅(qū)動(dòng)電流的相互關(guān)系。
在單個(gè)LED至三個(gè) (串聯(lián)) LED的應(yīng)用中，將需要一個(gè)降壓型LED驅(qū)動(dòng)器(比如：凌力爾特的LT3475)，用于把汽車總線電壓(標(biāo)稱值為12V)降至一個(gè)更加合適的LED電壓，根據(jù)應(yīng)用的LED彩色和亮度要求的不同，該LED電壓的變化范圍可在2.68V至4.88V(每個(gè)LED)之間。與此相反，在諸如剎車燈等需要多個(gè)由多達(dá)8個(gè)串聯(lián)LED組成的LED串的應(yīng)用中，所需的輸出電壓為21V至39V，所以必需采用一個(gè)升壓型LED驅(qū)動(dòng)器(例如：凌力爾特的LT3496)。凌力爾特公司提供的所有LED驅(qū)動(dòng)器均采用了電流模式架構(gòu)，旨在輸送恒定的電流。
如欲在輸入電壓不規(guī)則的情況下產(chǎn)生恒定的LED亮度，就必須從這些驅(qū)動(dòng)器IC獲得一個(gè)恒定的電流源。一個(gè)內(nèi)部檢測(cè)電阻器用于監(jiān)視輸出電流，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電流調(diào)節(jié)。在一個(gè)很寬的電流范圍內(nèi)(35mA至1A)保持了高輸出電流準(zhǔn)確度，從而實(shí)現(xiàn)了寬調(diào)光范圍。由于凌力爾特的高電流LED驅(qū)動(dòng)器是電流模式穩(wěn)壓器，因此它們并不直接調(diào)整電源開關(guān)的占空比，而是由反饋環(huán)路來(lái)控制每個(gè)周期中流經(jīng)開關(guān)的峰值電流。與電壓模式控制相比，電流模式控制改善了環(huán)路的動(dòng)態(tài)性能，并提供了逐周期電流限制功能。
最后，車載電子產(chǎn)品可能對(duì)噪聲很敏感，尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)線電路和AM無(wú)線電波段接收機(jī)。為了最大限度地降低發(fā)生噪聲干擾的可能性，凌力爾特在其LED驅(qū)動(dòng)器IC中采用了恒定頻率開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，用戶還可在200kHz至2MHz的范圍內(nèi)設(shè)置開關(guān)頻率，以使開關(guān)噪聲遠(yuǎn)離關(guān)鍵頻段(比如：AM無(wú)線電波段)。高開關(guān)頻率還允許使用小的電感器和陶瓷電容器，從而最大限度地縮減了解決方案的尺寸和成本。
評(píng)論