3S3P汽車尾燈(RCL) LED驅(qū)動器參考設(shè)計

綜述

　　該參考設(shè)計采用MAX16823 3通道線性LED驅(qū)動器和外部BJT，實現(xiàn)3S3P RCL驅(qū)動電路。圖1和圖2給出了PCB和安裝了散熱器的圖片；圖3為參考設(shè)計的電路板布局；圖4為參考設(shè)計的原理圖。

　　以下詳細討論了該參考設(shè)計，給出了主要功能電路的分析、設(shè)計規(guī)格以及測試數(shù)據(jù)。

圖1. PCB和安裝的散熱器


圖2. 安裝了散熱器的側(cè)視圖

圖3. LED驅(qū)動器布線

圖4. LED驅(qū)動器原理圖

設(shè)計分析

　　參考設(shè)計由四部分電路組成：輸入保護電路與輸入選擇器、10%占空比發(fā)生器、拋負載和雙電池檢測、LED驅(qū)動電路。

輸入保護

　　輸入保護主要由金屬氧化物變阻器MOV1和MOV2提供。設(shè)計中，我們采用了Littelfuse的V18MLA1210H (EPCOS也提供高質(zhì)量的MOV器件)。根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境選取不同額定焦耳的MOV。

輸入選擇器

　　輸入電壓建立后，除非剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入端作用有效電源，否則，輸入選擇器將電源切換到尾燈節(jié)點。一旦電源為剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入供電，輸入選擇器將自動屏蔽尾燈輸入電流。這種架構(gòu)將為剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入提供600mA電流，指示RCL功能。當LED驅(qū)動器發(fā)生故障或者LED本身發(fā)生故障時，MAX16823將徹底關(guān)斷所有LED，此時只有不足5mA的電流流出剎車燈/轉(zhuǎn)向燈。燈的輸出級電路能夠成功檢測到這一低電流，根據(jù)設(shè)計要求發(fā)出報警信號。

　　D5、R16組成檢測電路。當尾燈輸入節(jié)點電壓為9V或更高電壓，并且剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入節(jié)點接地或為高阻時，該檢測電路打開Q4。輸入電壓通過二極管D3加載到V_IN，提供LED驅(qū)動器的主電源。當剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入電壓達到尾燈電壓的2V以內(nèi)時，Q4斷開，V_IN通過二極管D4供電。R17提供2.1kΩ對地電阻，確保此節(jié)點的最大阻抗。R17在雙電池條件下(24V)功率達到270mW，所以必須選取0.5W功率的電阻。這個電路的主要限制是：當剎車燈/轉(zhuǎn)向燈和尾燈同時工作時，假設(shè)剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入電壓與尾燈輸入電壓的差值在2V以內(nèi)。

10%占空比發(fā)生器

　　10%占空比發(fā)生器產(chǎn)生占空比為10%的方波信號，該信號送入MAX16823 LED驅(qū)動器，用于調(diào)節(jié)LED亮度。只要尾燈輸入端提供有效電壓，調(diào)光電路將有效工作。R10和D2提供5.1V穩(wěn)壓源，用于U3 (ICM7555ISA)供電。雙電池條件下，由于功耗可能達到44mW，所以R10必須選取0.25W功率的電阻。定時器U3配置為非穩(wěn)態(tài)振蕩器，導(dǎo)通時間由通過D1和R11對C6充電的時間決定(t_ON = 0.693 × R11 × C6 = 0.418ms [典型值])；關(guān)斷時間由通過R12對C6放電的時間決定(t_OFF = 0.693 × R12 × C6 = 3.8ms [典型值])。導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間之和構(gòu)成周期大約為237Hz的方波信號，占空比為9.9%，圖5為占空比周期。

　　電阻R13提供限流保護，降低該開關(guān)節(jié)點可能產(chǎn)生的EMI輻射。R13的物理位置應(yīng)盡量靠近U3，以降低EMI。占空比為10%的方波信號通過D7和R14耦合至U1。只要剎車燈/轉(zhuǎn)向燈沒有有效電源，D7提供的邏輯“或”電路將允許10%占空比脈沖通過。這種配置在尾燈輸入作用有電源電壓時，提供較低的LED亮度。而當剎車燈/轉(zhuǎn)向燈輸入作用有效電壓時，D7將電壓提供至DIM1、DIM2和DIM3輸入，使LED亮度達到100% (高LED亮度)。因為LEDGOOD信號不能超出6V，電阻R14將電流限制在2mA以內(nèi)，D9和D2提供電壓箝位，避免過高的節(jié)點電壓。當D7陽極沒有作用電壓時，電阻R15為下拉電阻。使用400kΩ電阻時，R15將保持DIM節(jié)點電壓低于0.6V，此時的吸電流為1.5μA—遠低于DIM輸入的0.1μA源出電流。

圖5. 振蕩器輸出