冷啟動條件下的LED驅動器設計

　　圖4展示了考慮到冷啟動情況下，汽車中使用的LCD面板背光普遍采用LED驅動器的電路，該電路使用了美國國家半導體的LM3492芯片。該電路驅動2個LED燈串，每個燈串都含有工作電流為100mA的6個LED。電路的標稱輸入電壓范圍為9V至16V，標稱開關頻率為300kHz。該電路的基本組成元素包括一個升壓轉換器和一個雙通道線性穩流器。MOSFET開關集成在LM3492內，實現了更小的方案體積。LM3492的VIN針腳通過二極管連到輸入電壓，當電池電壓低于最低要求的4.5V時，芯片內部連接了VIN和VOUT引腳(后者連接升壓轉換器的輸出電壓)的電路就會為LM3492供電。這里選用了一個飽和電流為3.36A 的33μH電感器，盡管對于正常輸入電壓而言，1A的飽和電流就已足夠。

　　圖4 考慮冷啟動條件的LM3492參考設計

　　測量結果

　　圖5和圖6顯示了輸入電壓為12V(標稱值)和2.8V(冷啟動時的最壞情況)下LM3492電路的波形。表1總結了LM3492電路工作在標稱條件和冷啟動條件下的測量結果。可以看到，即使輸入電壓低至2.8V，LED電流也保持不變，這表示背光亮度并不受冷啟動條件影響。從圖6的波形可知，輸入電壓為2.8V時的占空比大于90%，同時還測量了2.61A的大輸入電流，如表1所示。為此，其內部MOSFET開關的功率損耗也就相對較大。LM3492外殼上可測得90℃的溫升(標稱輸入電壓范圍下僅為30℃)。參考表1中的效率可知，冷啟動條件下的效率會下降到56%，盡管標稱輸入電壓范圍內的效率可高達90%。

　　圖5 輸入電壓為12V時LM3492電路的波形

　　圖6 冷啟動條件下LM3492電路的波形

　　表1. 測量結果總結

　　結論

　　考慮到汽車應用中的冷啟動條件，本文介紹了一款普遍用于LCD面板背光的LED驅動器電路。前面已經討論了一些特殊設計考慮，包括雙電源供電、飽和電流更高的電感器選擇和熱管理。測量波形顯示，LED電流并未受影響，即使輸入電壓降到2.8V時仍可保證正常工作。在9V至16V的標稱輸入電壓下，可以實現約90%的高效率。