5個汽車電子系統(tǒng)LED驅(qū)動的應(yīng)用案例

3　使用SEPIC穩(wěn)壓器的大燈示例

雖然汽車電氣系統(tǒng)通常在12V~14VDC條件下工作，但在特殊情況下，向系統(tǒng)部件的供電電壓可能超出或低于正常工作值范圍。例如，在冷啟動情況下，系統(tǒng)供電可能為4.5V或更低，在負載突降狀況下，電壓可能在40V到60V之間。如果在這些特殊情況下仍需要LED工作或保護，設(shè)計師可能希望選擇可提供恒定LED電流的功率級，而不管電源電壓與LED組電壓的關(guān)系如何。一種采用SEPIC的開關(guān)穩(wěn)壓器可以執(zhí)行升壓和降壓操作，如圖5所示。

圖5SEPIC轉(zhuǎn)換器基本拓撲結(jié)構(gòu)

SEPIC轉(zhuǎn)換器的效率可能不如降壓或升壓轉(zhuǎn)換器，但拓撲結(jié)構(gòu)具有多項優(yōu)點。除了具有升壓和降壓功能外，另一項尤其適用于汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)點是CSEPIC電容器提供了輸入和輸出之間的隔離。SEPIC轉(zhuǎn)換器的不足是需要兩個電感器，但兩個電感器可以輕松地纏繞在同個芯上，而不是作為兩個分立的部件。圖6顯示同樣使用LM3421控制器的應(yīng)用電路示例。

圖6 SEPIC配置中的LM3421

4　使用串聯(lián)/并聯(lián)LED的組合尾燈

另一個常見的照明應(yīng)用是尾燈/閃光燈組件，也被稱為組合尾燈。對于在12V~14V直流電源供電中具有3V典型正向電壓的LED來說，一個可能的解決方案是使用降壓開關(guān)穩(wěn)壓器。由于最低值為12V,因此只允許3個LED串聯(lián)。可以采用圖7所示的串聯(lián)/并聯(lián)組合，因為在一個串聯(lián)燈組中所有必備的LED的總電壓將超過12V.

圖7串聯(lián)/并聯(lián)陣列

對于此應(yīng)用的調(diào)光和閃光部分，可以使用多種方法降低向LED陣列提供的功率。最常用的一種方法是脈寬調(diào)制調(diào)光，這種方法通常使用專門的邏輯信號高速開啟和關(guān)閉LED以控制總體光輸出。這種方法簡單有效，但可能極少用于汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用，因為在線束中需要一根額外的線路用于調(diào)光信號。另一種方法稱為雙線調(diào)光，向LED驅(qū)動器提供的電源定期中斷以控制調(diào)光。1.5A整體式開關(guān)穩(wěn)壓器LM3406具有此功能，其真實電流平均值實現(xiàn)更嚴密的光輸出控制。集成的N通道MOSFET不提供控制器集成電路具有的靈活性，因此降低了板上的復雜性。圖8顯示了使用雙線調(diào)光方法的LM3406應(yīng)用示例。

圖8雙線調(diào)光的LM3406配置

LM3406包含輸入電壓感應(yīng)針腳使照明設(shè)計師可以魚和熊掌兼得，因為他們可以實現(xiàn)標準PWM調(diào)光的優(yōu)點，同時降低系統(tǒng)接線復雜性。阻擋二極管D2允許輸入電容器CIN保持與LM3406的連接，這與非雙線調(diào)光設(shè)置相同，因此使LM3406在調(diào)光階段可以保持完全供電。這比簡單的開啟和關(guān)閉零部件來實現(xiàn)調(diào)光更為高效，因為LM3406的所有內(nèi)部支持電路在調(diào)光過程中保持通電。因此，部件可以立即進入調(diào)光階段，集成電路沒有恢復和運行延時。這樣，在雙線調(diào)光設(shè)置中，LM3406的工作方式與輸出控制中使用邏輯調(diào)光針腳的方式相同。標準PWM設(shè)置需要的附加部件只有阻擋二極管D2、VINS下拉電阻器RPD和用于實現(xiàn)理想斬波開關(guān)S1的部件。