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驅動LED發光必須考慮的問題

電子設計 ? 來源:網友電子設計發布 ? 作者:網友電子設計發布 ? 2021-12-29 14:26 ? 次閱讀

各大汽車制造商都在廣泛使用發光二極管(LED),除了傳統的前照燈、尾燈、日間行車燈、停車燈和轉向燈,以使他們的汽車在市場上脫穎而出以外。目前,示廓燈、車牌、品牌標志、迎賓燈和環境燈上都出現了LED的身影。

驅動這些LED發光,必須考慮以下問題:

電流的精度,LED的同質性會有顯著改進;

LED的亮度變化,要求具有某種調光功能;

LED開路/短路的診斷與保護,以及熱防護,因為安全問題一直是汽車關注的焦點。

如何提高能效。

傳統意義上,LED都是由離散解決方案驅動的。圖1顯示了三種典型的方案:運算放大器(op amp)(方案1)、直接與汽車電池連接的電源(方案2)或某種分流規則(方案3)的雙極配置。

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圖1:用于驅動LED的典型離散解決方案

讓我們首先來看看方案1,即從低側驅動的運算放大器。利用運算放大器,可以獲得相對較高的準確度(<10%),還能對LED進行調光操作。但采用該解決方案很難對LED開路和短路進行診斷。此外,輸入輸出電壓差高達1伏,不是很節能。

方案2也很受歡迎,它由二極管和一個NPN型(n通道p通道n通道)晶體管組成。該解決方案不僅簡單而且成本效益高,但其準確度只有20%左右,該指標遠遠不夠。由于其輸入輸出電壓差高達1.2伏,因此其能效甚至低于方案1。另外,無法對LED開路和短路進行診斷,也沒有脈寬調制(PWM)調光功能。該解決方案對如今的設計來說實在太落后了。

方案3在需要極高輸出精度的應用中很流行(<5%)。其輸入輸出壓差極高,達到3伏。該解決方案或無法實現診斷,或無脈寬調制調光功能;因此,該解決方案的使用范圍較窄,付出的代價也較大。

誠然,每一種解決方案都具有其相應的優缺點,但相較于離散解決方案,成本較低的整體解決方案不僅能夠減少系統級部件數量,還可以顯著提高電流精度和可靠性。圖2所示的TPS9261x-Q1系列就是專為此而設計的產品

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圖2: TPS9261x-Q1簡化電路圖

TPS92610-Q1器件是一個由汽車電池驅動的單通道高側LED驅動器。它是一種簡單且優雅的解決方案,可以為具有完整LED診斷功能的單一LED串提供恒定電流。其精度高達7%,能滿足大多數應用的需求。

TPS9261x-Q1具有多種不同的封裝方案,從小外形晶體管(SOT)-23, MSOP-8到熱增強的薄型小外形尺寸封裝(HTSSOP)-14,可支持不同的輸出功率級別。采用該系列單通道汽車LED驅動器,您可以立即告別傳統的離散解決方案。

審核編輯:何安

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