2車用LCD面板背光應(yīng)用電源浪涌設(shè)計考量

電源浪涌條件下的線性電流調(diào)節(jié)器

　　在電源浪涌條件下，VOUT可能上升到VIN，PEAK，但由于存在LED電流，每串LED（VLED1至VLEDn）的順向電壓保持不變，它仍然是由線性電流調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)，所以不會受到影響。因此，VCS1至VCSn顯著增加。例如在正常工作條件下，可使VLED1和VCS1分別為38V和1V。如果在浪涌條件下VIN，PEAK為48V，VCS1可能為10V，這是正常情況的10倍。由于流經(jīng)線性電流調(diào)節(jié)器的電流保持不變，VCS1至VCSn突然上升會大幅增加功率損耗。如果VIN，PEAK較大或VLED1至VLEDn較小，VCS1至VCSn則更大。這增加了線性電流調(diào)節(jié)器的功率損耗程度并可能會導致徹底損壞。為保護電路，良好的線性電流調(diào)節(jié)器設(shè)計應(yīng)能減少調(diào)節(jié)電流，以限制浪涌條件下的功率損耗程度。

　　建議使用的電路設(shè)計和測量結(jié)果

　　圖3所示為使用升壓轉(zhuǎn)換器和採用德州儀器旗下美國國家半導體LM3492雙通道線性電流調(diào)節(jié)器組成的LED驅(qū)動器。該電路可驅(qū)動2個LED串，每串由12個150mA的LED組成，LED串的額定順向電壓為38V。圖4和圖5所示分別為在12V和24V正常輸入電壓下LM3492的SW、IOUT1（即線性電流調(diào)節(jié)器1的壓降VCS1）接腳的電壓穩(wěn)態(tài)波形，以及總LED電流（ILED1+ILED2）。由此可以看出在正常條件下，VCS1低于1V。在VIN，PEAK為50V（圖6）的浪涌條件下，升壓轉(zhuǎn)換器停止運轉(zhuǎn)（VSW波形中看不到開關(guān)），總LED電流保持不變，但VCS1上升到約9V，這表示功率損耗為9倍以上。當VIN從峰值下降至額定電壓時，升壓轉(zhuǎn)換器通常不會很快開啟，因此LED電流出現(xiàn)小幅下降。如果VIN，PEAK增加至65V（如圖7所示），VCS1進一步上升至27V，但總LED電流被內(nèi)部過功率保護電路降至大約200mA（即每個通道為100mA，而不是150mA），以便保護線性電流調(diào)節(jié)器。

結(jié)論

　　越來越多人採用LED作為車用LCD面板背光的設(shè)計，但在電源浪涌條件下，車用電子模組可能要承受高出額定值5至7倍的輸入電壓。浪涌電壓可透過瞬態(tài)電壓抑制器等外部元件來進行箝制，而箝位電壓可以由客戶設(shè)定。電子工程師總是致力于設(shè)計可在寬廣輸入電壓範圍工作的電子模組，從而使單一的設(shè)計能夠滿足客戶的多樣化需求。本文說明由升壓轉(zhuǎn)換器和採用LM3492的雙通道線性電流調(diào)節(jié)器組成的LED驅(qū)動器。在浪涌條件下，LED串仍然可以工作，這表示該設(shè)計能夠滿足在ISO失效模式嚴重程度分類的A類和B類規(guī)範；同時說明推薦電路在正常運行條件和浪涌條件下的波形。