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汽車顯示器追求更明亮的背光照明

作者: 時間:2011-12-09 來源:網(wǎng)絡 收藏

“冷車發(fā)動”指的是,當汽車發(fā)動機承受寒冷或冰凍溫度一段時間時發(fā)生的情況。發(fā)動機油變得極度黏滯,需要發(fā)動機啟動器提供更大的扭矩,這反過來又從電池吸取更大的電流。這種大電流負載在點火時可能將電池 / 主總線電壓拉低至 6V,之后負載通常返回標稱的 12V。


幸運的是,對這些問題已經(jīng)有了解決方案,那就是凌力爾特公司的 ,該器件能在這兩種情況出現(xiàn)時不被損壞,并調節(jié)一個固定輸出電壓。 6V 至 40V 的輸入電壓范圍使其非常適用于汽車環(huán)境。甚至當 VIN 大于 VOUT (這種情況可能在 40V 瞬態(tài)時發(fā)生) 時, 仍將調節(jié)所需的 LED 電流。


由于大多數(shù)汽車 LCD 背光照明應用都需要 20W 至 35W 的 LED 功率,所以 LT3760 設計為滿足這些需求。該器件可以將汽車總線電壓 (6V 至 18V / 標稱 12V) 升高至 44V,以驅動 8 個并聯(lián) LED 串 (每串含有 10 個 80mA 的串聯(lián) LED)。圖 4 顯示了 LT3760 驅動 8 個并聯(lián) LED 串的原理圖,每串由 10 個 80mA 的 LED 組成,總功率為 28W。


圖 4:采用 LT3760、效率為 90% 的 28W LED 背光照明電路。

LT3760 采用自適應反饋環(huán)路設計,該設計調節(jié)輸出電壓以使其略高于 LED 串的最高電壓。這最大限度地減小了通過鎮(zhèn)流電路損失的功率,并幫助優(yōu)化了效率。圖 2 中的電路提供高于 90% 的效率。這很重要,因為消除了任何散熱需求,從而實現(xiàn)了占板面積非常緊湊的扁平解決方案。就驅動 LED 陣列而言,同樣重要的是,提供準確的電流匹配,以確保在整個儀表板上保持背光照明亮度一致。LT3760 在 -40°C 至 125°C 的溫度范圍內保證 LED 電流變化不到 ±2%,而且正如在圖 5 中能看到的那樣,它的典型值較接近 ±0.5%。


圖 5:圖 4 中的 LED 電流匹配。


LT3760 采用固定頻率、恒定電流升壓型控制器拓撲。該器件采用單個 60V 外部 N 溝道 MOSFET,能驅動 8 串由多達 10 個 100mA 串聯(lián)連接 LED 組成的 LED 串。其開關頻率是可編程的,并可在 100kHz 至 1MHz 范圍內同步,從而使其能提供最佳效率,同時最大限度地減小外部組件尺寸。其設計還使該器件能運行 4 串 200mA 的 LED 串或甚至兩串 400mA 的 LED 串。每個 LED 串能使用同樣數(shù)量的 LED,或能以每串不同數(shù)量的 LED 非對稱地運行。


LT3760 以高達 3,000:1 的調光比和通過控制引腳的模擬調光 (提供高達 25:1 的調光比) 提供直接 PWM。在需要高達 30,000:1 調光比的應用中,這兩種調光功能可以結合起來,以達到所需調光比。似乎隨著汽車顯示器技術的完善,大多數(shù)制造商都更喜歡使用較高的 LED 電流 (50mA 至 100mA),以使顯示器在明亮的環(huán)境照明條件下更可讀,同時更喜歡使用較大的調光比,以補償不斷變化的環(huán)境照明條件。


此外,LT3760 有集成的保護功能,包括開路和短路保護以及一個 /FAULT 診斷引腳。例如,如果一個或多個 LED 串開路,那么 LT3760 就會調節(jié)其余的 LED 串,并將 /FAULT 引腳設定為高。如果所有 LED 串都處于開路狀態(tài),那么該器件仍會調節(jié)輸出電壓,而且在兩種情況下,都會將 /FAULT 引腳設定為高。類似地,如果在 VOUT 和任何 LED 引腳之間發(fā)生短路,那么 LT3760 就立即斷開該通道,并繼續(xù)調節(jié)其余通道。停用該通道可保護 LT3760 不受大功率熱耗散的影響,并確??煽抗ぷ鳌榱藢崿F(xiàn)額外的 LED 保護,LT3760 的 CTRL 引腳允許通過 LED 串的環(huán)境溫度設定 LED 電流降額曲線。一個放置在靠近 LED 處的 NTC 電阻器隨著溫度升高降低 CTRL 引腳電壓,從而降低了 LED 電流。其他優(yōu)化可讀性的特點包括停機時輸出斷接、可編程欠壓閉鎖、微功率停機和內部軟啟動。


結論


對更高性能和經(jīng)濟實惠性永不滿足的需求驅動著 LED 背光照明應用在汽車顯示器中的持續(xù)加速。這些需求必須由新的 LED 驅動器 IC 來滿足。結果,這些 LED 驅動器必須提供恒定電流,以不管輸入電壓或 LED 正向電壓如何變化都保持一致的亮度,必須以高效率工作,必須提供非常寬的調光比,且必須有各種保護功能以提高系統(tǒng)可靠性。當然,這些 LED 驅動器電路還必須提供占板面積非常緊湊、扁平和熱效率高的解決方案。幸運的是,凌力爾特公司在不斷重新定義 LED 驅動器系列,以用面向顯示器應用的 LT3760 等高亮度 LED 驅動器 IC 迎頭客服這些苛刻的挑戰(zhàn)。此外,凌力爾特公司已經(jīng)開發(fā)出了一個完整、專門針對汽車應用的大電流 LED 驅動器 IC 系列,涵蓋從 LCD 背光照明到轉向指示信號燈以及先進的前向照明前燈等各種應用。隨著汽車照明系統(tǒng)繼續(xù)需要更高性能的 LED 驅動器,設計師們也將有滿足需求的 IC 解決方案。


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