汽車LED驅動器必須具有高調光比和更高的精度，以正確再現顏色并提供低噪聲，以避免對汽車收音機的干擾。LED 驅動器必須足夠堅固，以便直接與電池連接。在此設計解決方案中，我們回顧了LED驅動器安全連接到電池所需的功能，同時在靈活的架構中提供高性能，以便于重復使用。隨后，我們推出了一種新型LED驅動器IC，可滿足汽車LED照明的這些嚴格要求。

介紹

用于汽車應用的LED驅動器IC必須滿足許多要求。它必須是靈活的，實施 多種功能，如遠光燈、近光燈、霧燈、日間行車燈 （DRL）、定位和 轉向信號燈。在平視顯示器 （HUD） 等應用中，它必須具有高調光比，以便 在明亮的陽光下產生清晰的圖像，并在 晚上。它還必須足夠堅固，以承受汽車產生的瞬態高壓傾倒 電池。

電流強度必須非常準確，因為它控制LED顏色。PWM調光頻率必須 高于100Hz 不會被人眼檢測到閃爍。高且控制良好的 PWM 開關頻率 需要高于AM頻段以減少射頻干擾（RFI）。擴頻調制 也是滿足電磁干擾 （EMI） 標準的必要條件。最后，高效率有助于減少 發熱并提高汽車系統的可靠性。

在此設計解決方案中，我們回顧了汽車LED驅動器與汽車電池安全接口的必要特性，同時在靈活的架構中提供高性能，以便在許多應用中輕松重用。隨后，我們將介紹滿足這些要求的新型IC。

為 LED 驅動器供電

由汽車電池供電，LED驅動器輸入電壓通常為12V，但在完全 充電的電池。采用啟動/停止技術的車輛在發動機啟動時會遇到較大的電壓驟降， 因此，電源的下限可以是6V或更低。

如果在充電過程中汽車電池意外斷開與交流發電機的連接，電壓浪涌高達 產生120V。該電壓浪涌由瞬態電壓抑制器（TVS）箝位，其鉗位范圍 必須高于最大電池電壓（16V）且低于前端穩壓器的擊穿電壓 （例如 36V）。

還需要一個反極性保護二極管來保護系統免受意外電池極性的影響 在維護期間斷開電池并重新連接時反轉。

圖2顯示了典型的前端保護和調節電子器件與電池接口。

圖2.典型的汽車保護和調節前端。

變 暗

調光是許多汽車照明應用中無處不在的功能，也是 大燈。人眼幾乎無法檢測到從100%到50%的光線變暗。調光必須下降到 至少 1% 或更少才能清晰辨別。特別是平視顯示器（圖3），需要高調光 在明亮的陽光下產生清晰的圖像和柔和的圖像，不會遮擋駕駛員的視線 在晚上。考慮到這一點，調光由 5000：1 或更高的比率指定也就不足為奇了。鑒于 人眼在適當的條件下可以感知單個光子，這幾乎沒有限制 功能。

由于電流必須保持恒定以保持顏色，因此LED的最佳調光策略是PWM （脈寬調制），其中光強度通過對電流進行時間切片而不是通過改變幅度來調制。PWM 頻率必須保持在 100Hz 以上，以防止 LED 閃爍。

采用PWM調光時，最小LED“開/關”時間的限制是開關穩壓器電感中電流斜坡上升/減小所需的時間。這可能會增加數十微秒的響應時間，這對于需要快速復雜調光模式的LED前照燈集群應用來說太慢了。調光在此 案例只能通過專用MOSFET單獨打開/關閉串中的每個LED來執行 開關。電流控制環路面臨的挑戰是足夠快，以便快速從由于開關輸入和退出二極管而產生的輸出電壓瞬變中恢復。

基本大燈系統

可容納一系列LED的基本前照燈系統架構使用升壓轉換器。在助推中 圖4所示的控制器IC，三個反饋環路（電流環路）之一，確保對輸出的嚴格控制 當前。另外兩個反饋環路執行過壓保護（OVP 環路）和過流保護 （OCP LOOP） 表示 12 個二極管串，在燈串兩端產生 42V 電壓（每個 LED 產生 3.5V）。

圖4.典型的升壓 LED 控制系統。

除了電流和電壓控制外，IC還必須配備前面描述的所有功能 （調光、擴頻等）。需要高端電流檢測（通過電阻 RS）來保護 LED系統在從輸出到地面或電池輸入短路的情況下。

靈活的 LED 控制器架構

理想情況下，LED控制器應具有靈活的架構，支持可實現不同功能的多種配置。我們已經討論了升壓配置，但我們還應該考慮降壓-升壓配置。如果二極管串很短，則需要降壓-升壓模式配置，對于 例如，兩個或三個 LED（7V 或 10.5V）的電池電壓可能小于 6V（冷啟動） 高達 16V。如果關注的是輸入至輸出隔離，則SEPIC（不連續輸出電流）或卡盤 （連續輸出電流）轉換器可能是正確的解決方案。單個控制器支持多個 架構具有規模經濟和易于重用的明顯優勢。

高調光比控制器

例如，圖5所示的單通道HB LED驅動器用于汽車前燈應用 如遠光燈、近光燈、日間行車燈 （DRL）、轉向指示燈、霧燈和其他 LED 燈。它可以 采用 5V 至 36V 的輸入電壓，并以 65V 的最大輸出電壓驅動一串 LED。

這款 36V LED 驅動器 IC 提供最靈活的 LED 驅動方案，支持升壓、高邊降壓、 SEPIC模式或降壓-升壓模式配置。PWM 輸入提供高達 5000：1 的 LED 調光比，并且 REFI 輸入提供額外的模擬調光功能。該 IC 具有內置擴頻調制功能 用于提高電磁兼容性性能。該 IC 也可用于 zeta 和 Cuk 轉換器 配置。

圖5.升壓LED應用示意圖。

對于高效率應用，A 版本的開關頻率在內部設定為 350kHz。對于喜歡小無源器件和小PCB尺寸的應用，B版本的頻率設置為2.2MHz。該 IC 采用小型 4mm x 4mm 12 引腳 SWTQFN-EP 封裝，帶裸焊盤，可實現最佳散熱。

圖2中的TVS可以使用Littlefuse TPSMF4L20A實現，鉗位范圍在22.2V至32.4V之間。?

圖2中的二極管D1可通過理想的二極管控制器（MAX16141）和兩個外部MOSFET來實現，用于 最小的功率損耗。

結論

汽車LED驅動器必須足夠靈活，以支持許多不同的照明應用。它必須有 高調光比和精度，可正確再現顏色，提供低噪聲以避免干擾 汽車收音機，并且足夠堅固，可以直接與電池連接。在此設計解決方案中，我們回顧了 LED 驅動器安全連接到電池所需的功能，同時在 靈活的架構，便于重復使用。隨后，我們推出了一款滿足這些要求的新型LED驅動器IC。 嚴格的要求。

審核編輯：郭婷