隨著越來越多的汽車制造商轉向LED照明以利用該技術的效率和節能,下一代LED驅動器正在提供一些功能,為汽車照明設計人員提供了新的方法來優化他們的性能和尺寸設計。這些功能包括可調開關頻率和電流檢測閾值,以及獨立的脈沖寬度調制(PWM),以及與不同調光控制方法和電流匹配相連的模擬輸出,無需鎮流電阻。
IMS Research(現為IHS Electronics& Media的一部分)表示,內部和外部汽車照明是LED驅動器IC快速增長的市場之一。內部應用包括LCD顯示器背光,導航顯示,信息娛樂和儀表板。它們還用于環境,閱讀,腳部空間和行李箱照明。據IMS稱,LED驅動器的主要外部應用是后部和剎車燈。
本文將研究解決其中許多應用程序的LED驅動程序示例。這些例子包括Allegro MicroSystems的A6263,A6269和A6268,以及德州儀器的TPS92690。
Allegro MicroSystems公司開發了用于汽車內部照明的雙通道和四通道LED驅動器。 A6263(圖1)是一款線性可編程電流調節器,可從四個輸出中的每一個輸出高達100 mA的電流,以驅動高亮度LED陣列。這些驅動器IC的應用包括地圖和圓頂照明以及外部重點照明。
圖1:Allegro MicroSystems的四通道LED驅動器針對地圖和圓頂照明以及外部重點照明(由Allegro MicroSystems提供)。
單個參考電阻設置每個輸出的穩壓LED電流。鎮流電阻器不需要匹配每個串中的電流。 Allegro表示,“以恒定電流驅動LED確保安全運行,并實現最大可能的光輸出”。
該器件可防止常見故障,包括LED串短路至GND,單個或多個LED短路,LED燈串開路,IC引腳開路/短路和過熱。如果一個LED燈串打開或短接到地,則該串被禁用,而其他LED串繼續工作。
驅動器包括一個溫度監控器,可在芯片溫度超過熱閾值時降低LED驅動電流。 Allegro表示可以調整或禁用熱降額閾值。
Allegro的雙通道A6269(圖2)驅動器是一種線性可編程電流調節器,可以驅動兩個高亮度LED串,每個高達200 mA。該設備可用于室內照明應用,如地圖和圓頂照明,手套箱,梳妝鏡,門(水坑燈)和行李箱燈。
圖2:Allegro MicroSystems的A6269驅動兩個LED燈串,每個LED燈串高達200 mA,目標是地圖和圓頂燈,手套箱,梳妝鏡,門和行李箱燈(由Allegro MicroSystems提供)。
與A6263一樣,單個參考電阻設置A6269的每個輸出的穩壓LED電流,鎮流電阻不需要匹配每個串中的電流。它還包含一個溫度監控器,可在溫度超過可調溫度閾值時降低LED電流。
主要功能包括用于開關(開/關)和主控制(開/關/調光/調光)信號的雙控制引腳,以及用于在短路接地期間保護LED和器件的短路檢測在任何LED輸出引腳。當短路被移除時,輸出自動恢復調節電流。
Allegro在其產品組合中增加了汽車級高電流LED驅動器。 DC/DC轉換器控制器提供可編程恒定電流輸出,用于串聯驅動高功率LED。 A6268(圖3)的汽車應用包括LED頭燈,日間行車燈(DRL)和霧燈。該驅動器IC也可用于工業應用。
圖3:Allegro MicroSystems的A6268可配置為接地參考或電源參考升壓轉換器(由Allegro MicroSystems提供)。
Allegro表示,A6268可在寬輸入電壓范圍內工作,適用于啟動/停止設計以及處理雙電池和拋負載條件。它還旨在通過使用外部邏輯電平MOSFET和最少的額外外部元件來降低成本。
器件的最大LED電流通過一個外部檢測電阻設置,可以使用電流基準輸入進行修改。通過使能輸入可以實現直接PWM控制,該輸入還提供關斷模式。
DC/DC轉換器具有設計靈活性,可配置為以地為參考的升壓轉換器或以電源為參考的升壓轉換器,以提供降壓 - 升壓功能。根據Allegro的說法,降壓 - 升壓拓撲結構的優勢在于它確保在關斷時沒有通過LED的泄漏路徑,并且在上電時沒有浪涌電流。此外,100至700 kHz的可編程開關頻率可最大限度地降低EMI/EMC和AM頻帶避免。
主要功能包括集成診斷和兩個故障輸出,可指示VIN和VREG欠壓,芯片過熱,輸出開路,LED短路和LED欠電流。該器件可配置為LED連接提供短路和短路保護,以及LED過流和短路LED串保護。 Allegro說,一個獨特的功能是該設備能夠檢測一個或多個短路LED。
德州儀器(TI)還開發了一款用于汽車前照燈和霧燈的大功率LED驅動器。 TPS92690(圖4)也可用于通用區域照明。這款高功率,可調光,多拓撲DC/DC LED驅動器具有可調開關頻率和低側電流檢測功能。
圖4:TI的TPS92690大功率LED驅動器支持多種拓撲結構,包括升壓,SEPIC,Cuk和反激(德州儀器公司提供)。
具有低端電流檢測的TPS92690 N溝道MOSFET控制器支持升壓(升壓)或升壓/降壓(SEPIC,Cuk,反激)LED驅動器拓撲。據TI稱,DC/DC LED控制器提供多種功能,可幫助設計人員優化系統。其中包括可調節的開關頻率(最高2 MHz)和電流檢測閾值,使設計人員能夠優化LED驅動電子設備,實現小尺寸,高效率或兩者之間的平衡。其他優化功能包括獨立的脈沖寬度調制(PWM)和模擬輸入接口,以及常見的調光控制方法,以調節LED電流或實現熱折返。
TPS92690還具有內部振蕩器,用于設置轉換器的開關頻率,但TI表示,它可以通過外部時鐘過驅動,以便在設計中將開關頻率與其他轉換器同步。由于該器件的低端電流檢測,可以使用低EMI拓撲結構,例如Cuk轉換器,同時仍然保持與LED負載的單線連接。
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