面向汽车和HDTV应用的最佳LED驱动器解决方案
图1示出了近期投产的Lexus LS600h LED车前灯。Audi (奥迪) 公司的R8和GM公司的Escalade拥有类似的选项。所有这些功率电感车辆的总体照明配置都是相似的。每个车前灯部件包含5种专为所有照明要求而优化的LED光束,这些光束包括:近光、远光、弯道光、昼间行驶灯和转向信号,它们全部都由LED来提供。标准光束一般将需要35W至50W的功率。听起来好像并不太多,但请不要忘记:LED提供的光通量是卤素灯的10倍,塑封电感因此50W LED的光输出与500W卤素灯是相当的。远光所需的功率与标准光束相同或稍高,而弯道光、昼间行驶灯和转向信号将需要较少的功率。这些光束均可利用单个HB LED驱动器来驱动,这就是凌力尔特公司的LT3755。由于电能消耗有可能超过200W,可见采用发热量极少的高效率LED驱动器是何等的重要。
图1:HB LED Lexus LS600h车前灯/转向信号/行驶灯。
汽车LED照明的设计参数
为了确保最佳的性能和长久的工作寿命,LED需要一个有效的驱动电路。这些驱动电路必须能够从相当苛刻的汽车电源总线获取工作电源,而且还应兼具成本和空间“效益性”。为了维持其长久的工作寿命,一定不得超过LED的一体电感电流和温度限值。
大多数车前灯应用都需要大约50W的LED电流。凌力尔特的LT3755专为服务于此类应用而设计。它能够把汽车总线电压 (标称值为12V)电感的单位 提升至高达60V,以驱动多达14个串联的1A LED,如图2所示。
图3描绘了LT3755的效率 (可高达93%)。这一点极其重要,因为它免除了对任何功率元件进行散热的需要,从而实现了非常紧凑的占板面积。虽然图2中的电路是升压模式拓扑结构,但LT3755运用了独特的高压侧电流检测设计,因而使其还能够根据应工字电感用的特殊要求而被配置成升压、降压模式、降压-升压模式或反激式拓扑结构。
图3:图2所示LT3755电路的效率曲线。
LT3755从一个内部调节7V电源来驱动一个低压侧外部N沟道MOSFET。固定频率、电流模式架构在一个很宽的电源和输出电压范围内实现了稳定和精准的运作。LT3755提供了一个恒定电流源,LED驱动器IC要想在输入电压不稳定的情况下实现恒定的LED亮度,这是必不可少的。在汽车应用中,这一一体电感点特别重要,原因是输入电压会由于在诸如“冷车发动”和“负载突降”等过程中遇到的瞬变而发生巨大的摆动。LT3755的最大输入电压为40V,这令其即使在主汽车总线承受40V瞬态电压的情况下 (这在负载突降条件下是很常见的) 也能够调节LED电流和电压。
一个参考于地电位的电压反馈引脚充当众多LED保护功能电路 (例如:开路LED保护) 的输入,并可使转换器起一个恒定电压源的作用。一个频率调节引脚允许用户在100kHz至1MHz的范围内进行频率设置,以优化效率和性能,同时最大限度地缩减外部元件尺寸。如果需要进行外部同步,则可使LT3755-1版本在其整个100kHz至1MHz的频率范围内同步至一个外部时钟。
LT3755的True ColorTM PWM调光功能实现了高达3000:1的调光比,而发射光的色彩无变化 (见图4),从而使得能够利用PWM的占空比来对LED车前灯进行经常性的调节,以适应各种环境条件。由于凌力绕行电感器尔特的高电流LED驱动器是电流模式稳压器,因此它们并非直接调节电源开关的占空比,而是由反馈环路负责在每个周期中控制开关中的峰值电流。与电压模式控制相比,电流模式控制改善了环路动态特性,并提供了逐周期电流限制。
图4:图2中的True Color PWM调光。
HDTV背面照明
虽然看似并无关联,但汽车中的信息娱乐和导航显示器的LED背面照明却刺激了具高调光比的HB LED背光源的应用,汽车内部各种各样的环境照明条件使得宽调光比范围成为必需,而在HDTV应用中,这也是产生彩色的最大动态范围所需要的。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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