LED及CCFL在汽車照明中的應用
對于較小型的顯示面板,就可以使用LED矩陣來取代CCFL背光,不過使用多個LED串也會帶來相對的設計挑戰,其中最明顯的是如何能夠在整個區域提供一致的照明與色彩輸出。推動LED背光矩陣的一個方式是采用內含8個LED驅動通道,分別可以提供55mA電流輸出的MAX16807與MAX16808,請參考圖4(a),圖4(b)則顯示了采用MAX16807的典型電路如何簡化系統,只需少數幾個元件就能夠完成背光驅動子系統的設計。
MAX16807M808可以應用在降壓、升壓或SEPIC模式下,依輸入電壓范圍以及每個輸出上所串聯的LED數量而定,加上一個外部電阻以及一個齊納二極管就可以讓組件不受負載突降的影響。雖然所有LED串的電流只通過一個電阻控制,但是每個LED串的電流也可以獨立控制,這樣的結構可以達到每個LED串間±3%以下的電流匹配誤差,不需外加任何元件。
由于每個LED串可以獨立進行控制來調整相互間不匹配的情形,因此所有LED串的明暗可以同時通過使能(Enable)接腳加以控制,通過50Hz到30kHz的明暗控制頻率范圍,可以達到5000:1的明暗比變化,這么高的明暗比對必須在黑暗以及明亮陽光照射下還能輕松檢視的汽車顯示相當重要,由20kHz到1MHz的可調切換頻率范圍更讓我們可以選擇不會與系統中其它部分,例如收音機接收器干擾的頻率,此外,MAX16808更加入了LED開路錯誤監測等功能,這些控制器也可以通過串接來推動較大的LED矩陣。
外部照明需求
外部照明應用帶來了安全性與維護等新問題,因此需要更高功率的照明,外部照明,例如尾燈、剎車指示燈以及緊急警告燈或霧燈等,都必須能夠正常運作以避免發生嚴重的安全問題,尾燈必須在遠距離就能看清,同時不會對大區域提供照明,因此汽車內部照明所使用的相同LED與電流規格也可以使用在這些外部照明應用上,這代表了以上所討論,針對內部照明應用設計的MAX16800、807與808驅動芯片也可以應用在這些場合,由于尾燈所使用的LED數量通常高于內裝應用,因此必須使用多顆驅動芯片,使用多顆驅動芯片同時還可以帶來單一線路失效仍能保證運作的容錯備用功能,相同的作法也可以應用在剎車指示燈或其它信號燈的設計上。
對于需要高照明功率,例如照明燈或霧燈等應用就必須使用多個高亮度LED(High BrightLED;HBLED),但是高亮度LED卻需要超高驅動電流,要產生所需的電流會使用太多的驅動芯片,因此較簡單的解決方案是使用可以推動高電流晶體管的控制器,為高亮度LED提供高達30A的電流,這類組件的一個范例為MAX16818,請參考圖5。
MAX16818可以以降壓、升壓以及SEPIC模式運作,同時高達1.5MHz的寬廣切換頻率范圍更使得它可以搭配小型外接元件,外部照明應用通常需要快速激活或立即切換亮度,為了達成這個目標,MAX16818是美信(Maxim)公司第一款可以達到20AMms快速電流切換的LED驅動器產品,如果需要更高的電流或容錯備用能力,MAX16818擁有一個180°的延遲脈沖輸出,可以用來控制第二顆LED驅動器。
以上提出的所有解決方案都能夠滿足包括短路安全輸出、溫度過熱關機以及-40℃到+125℃工作的汽用應用要求,這些產品以小型強化散熱的QFN或TSSOP封裝形式,可以簡單地安排在汽車照明應用中空間受限的電子模塊里。
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