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汽车电子系统应用的LED驱动解决方案
发布时间:2014-12-17 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]
图2LM3424热返送电路使用LM3424驱动LED和执行热电流控制具有多项优点。首先，不需要在外部配备大部分复杂的部件（例如多个运算放大器），因为这些在集成电路中已集成。在最简单的配置中，实现热返送只需要少量标准电阻器和负温度系数(NTC)热敏电阻。如果需电感器的作用是什么要更高的精度，设计师可以使用LM94022等精确温度传感器替换RBIAS和RNTC。此外，LM3424使用户可以设置LED电流开始热返送的温度（TBK，通过RREF1,2、RBIAS和RNTC设置）和电流返送的斜率（通过RGAIN设置）。这使设计师可以使用少量外部部件精确重现制造商数据表中提供的电流额定值下降曲线，同时提高随温度变化表现出的性能，如图3所示。
图3随温度变化的额定值下降曲线示例如图2使用LM3424所示，集成电路将在到达某温度时返送LED电流，此时，LED电流为零。这与LED作为系统中主要热发生器的情况不同。对于大灯组件等应用，设计师可能想要设置一项安全功能，即使LED可能在超出安全工作区的条件下工作，也始终能够提供光输出。对于此类情况，LED电流与温度曲线将如图4中示例所示。虽然LM3424没有这项内置功能，但这可以使用外部箝位电路轻松实现，并且防止TSENSE针脚上的电压低于预规定值。
图4随温度变化的额定值下降曲线示例(最低值非零)使用SEPIC稳压器的大灯示例
虽然汽车电气系统通常在12V~14VDC条件下工作，但在特殊情况下，向系统部件的供电电压可能超出或低于正一体电感器常工作值范围。例如，在冷启动情况下，系统供电可能为4.5V或更低，在负载突降状况下，电压可能在40V到60V之间。如果在这些特殊情况下仍需要LED工作或保护，设计师可能希望选择可提供恒定LED电流的功率级，而不管电源电压与LED组电压的关系如何。一种采用SEPIC的开关稳压器可以执行升压和降压操作，如图5所示。
图5SEPIC转换器基本拓扑结构SEPIC转换器的效率可能不如降压或升压转换器，但拓扑结构具有多项优点。除了具有升压和降压功能外，另一项尤其适用于汽车电子系统应用的优点是CSEPIC电容器提供了输入和输出之间的隔离。SEPIC转换器的不足是需要两个电感器，但两个电感器可以轻松地缠绕在同个芯上，而不是作为两个分立的部件。图6显示同样使用LM3421控制器的应用电路示例。
图6SEPIC配置中的LM3421使用串联/并联LED的组合尾灯
另一个常见的照明应用是尾灯/闪光灯组件，也被称为组合尾灯(RCL)。对于在12V~14V直流电源供电中具有3V典型正向电压(VF)的LED来说，一个可能的解决方案是使用降压开关稳压器。由于最低值为12V，因此只允许3个LED串联。可以采用图7所示的串联/并联组合，因为在一个串联灯组中所有必备的LE绕行电感D的总电压将超过12V。
图7串联/并联阵列对于此应用的调光和闪光部分，可以使用多种方法降低向LED阵列提供的功率。最常用的一种方法是脉宽调制(PWM)调光，这种方法通常使用专门的逻辑信号高速开启和关闭LED以控制总体光输出。这种方法简单有效，但可能极少用于汽车电子系统应用，因为在线束中需要一根额外的线路用于调光信号。另一种方法称为双线调光，向LED驱动器提供的电源定期中断以控制调光。1.5A整体式开关稳压器LM3406具有此功能，其真实电流平均值实现更严密的光输出控制。集成的N通道MOSFET不提供控制器集成电路具有的灵活性，因此降低了板上的复杂性。图8显示了使用双线调光方法的LM3406应用示例。
图8双线调光的LM3406配置LM3406包含输入电压感应针脚(VINS)使照明设计师可以鱼和熊掌兼得，因为他们可以实现标准PWM调光的优点，同时降低系统接线复杂性（照明部件距离控制电路较远）。阻挡二极管D2允许输入电容器CIN保持与LM3406的连接，这与非双线调光设置相同，因此使LM3406在塑封电感调光阶段可以保持完全供电。这比简单的开启和关闭零部件来实现调光更为高效，因为LM3406的所有内部支持电路在调光过程中保持通电。因此，部件可以立即进入调光阶段，集成电路没有恢复和运行延时。这样，在双线调光设置中，LM3406的工作方式与输出控制中使用逻辑调光针脚的方式相同。标准PWM设置需要的附加部件只有阻挡二极管D2、VINS下拉电阻器RPD和用于实现理想斩波开关S1的部件。
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