汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用的LED驅(qū)動解決方案

使用串聯(lián)/并聯(lián)LED的組合尾燈

另一個常見的照明應(yīng)用是尾燈/閃光燈組件，也被稱為組合尾燈(RCL)。對于在12V~14V直流電源供電中具有3V典型正向電壓(VF)的LED來說，一個可能的解決方案是使用降壓開關(guān)穩(wěn)壓器。由于最低值為12V，因此只允許3個LED串聯(lián)。可以采用圖7所示的串聯(lián)/并聯(lián)組合，因?yàn)樵谝粋€串聯(lián)燈組中所有必備的LED的總電壓將超過12V。

圖7串聯(lián)/并聯(lián)陣列

對于此應(yīng)用的調(diào)光和閃光部分，可以使用多種方法降低向LED陣列提供的功率。最常用的一種方法是脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光，這種方法通常使用專門的邏輯信號高速開啟和關(guān)閉LED以控制總體光輸出。這種方法簡單有效，但可能極少用于汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用，因?yàn)樵诰€束中需要一根額外的線路用于調(diào)光信號。另一種方法稱為雙線調(diào)光，向LED驅(qū)動器提供的電源定期中斷以控制調(diào)光。1.5A整體式開關(guān)穩(wěn)壓器LM3406具有此功能，其真實(shí)電流平均值實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)密的光輸出控制。集成的N通道MOSFET不提供控制器集成電路具有的靈活性，因此降低了板上的復(fù)雜性。圖8顯示了使用雙線調(diào)光方法的LM3406應(yīng)用示例。

圖8雙線調(diào)光的LM3406配置

LM3406包含輸入電壓感應(yīng)針腳(VINS)使照明設(shè)計(jì)師可以魚和熊掌兼得，因?yàn)樗麄兛梢詫?shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)PWM調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)，同時降低系統(tǒng)接線復(fù)雜性（照明部件距離控制電路較遠(yuǎn)）。阻擋二極管D2允許輸入電容器CIN保持與LM3406的連接，這與非雙線調(diào)光設(shè)置相同，因此使LM3406在調(diào)光階段可以保持完全供電。這比簡單的開啟和關(guān)閉零部件來實(shí)現(xiàn)調(diào)光更為高效，因?yàn)長M3406的所有內(nèi)部支持電路在調(diào)光過程中保持通電。因此，部件可以立即進(jìn)入調(diào)光階段，集成電路沒有恢復(fù)和運(yùn)行延時。這樣，在雙線調(diào)光設(shè)置中，LM3406的工作方式與輸出控制中使用邏輯調(diào)光針腳的方式相同。標(biāo)準(zhǔn)PWM設(shè)置需要的附加部件只有阻擋二極管D2、VINS下拉電阻器RPD和用于實(shí)現(xiàn)理想斬波開關(guān)S1的部件。

使用串聯(lián)LED和升壓/降壓穩(wěn)壓器組合的RCL示例

在并聯(lián)燈組陣列中，配置LED通過允許LED功率級在12V~14V軌道下直接運(yùn)行，極大地簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但并聯(lián)/串聯(lián)組合也同樣具有一些缺點(diǎn)。在查看LED制造商數(shù)據(jù)表時，可以注意到兩個重要的事實(shí)：LED的光輸出與流經(jīng)的電流成正比，LED的動態(tài)電阻隨著VF而變化。制造商按VF、光通量和顏色（或色溫）對LED分級。例如，典型的VF級別可能包含范圍從3.27V到3.51V（25℃時）的LED，所有級別的整個范圍可以從2.8V到4.2V。由于LED制造商通常向客戶銷售多個級別的LED，關(guān)注成本的設(shè)計(jì)師依賴所有LED都具有緊密VF分布是不實(shí)際的。

下例顯示了VF變化的影響。在實(shí)驗(yàn)中，使用圖9所示兩種設(shè)置收集數(shù)據(jù)。一種設(shè)置用于4個LED（每個LED都具有專門的電流源），另一種設(shè)置用于并聯(lián)的4個LED（共享一個電流源）。表1所示數(shù)據(jù)在25℃加電后5秒內(nèi)測得，以最大限度降低LED自發(fā)熱的影響。

圖9實(shí)驗(yàn)性設(shè)置