3S3P汽車尾燈(RCL) LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)

拋負(fù)載和雙電池檢測(cè)

　　拋負(fù)載和雙電池檢測(cè)電路決定“或”邏輯輸入電壓是否超過21V。輸入電壓超過21V意味著發(fā)生拋負(fù)載(400ms)或雙電池條件(無時(shí)間限制)，這將在三個(gè)LED驅(qū)動(dòng)晶體管上產(chǎn)生過大的功耗。因此，檢測(cè)電路將DIMx輸入拉低，關(guān)閉輸出驅(qū)動(dòng)器。另外，檢測(cè)電路還將LGC電容(C2)拉低，以避免可能發(fā)生的錯(cuò)誤檢測(cè)。由于DIMx和LGC引腳電壓被控制在10V以內(nèi)，Q5和D6的額定電壓并不嚴(yán)格。檢測(cè)電壓是D8擊穿電壓與R18對(duì)地電壓的總和，大約為22V。當(dāng)電阻為20kΩ時(shí)，R9將在Q5導(dǎo)通之前產(chǎn)生20μA的旁路漏電流。

用于3S3P RCL的LED驅(qū)動(dòng)器

　　參考設(shè)計(jì)的核心IC是MAX16823ATE LED驅(qū)動(dòng)器，IN引腳輸入電壓最高為45V。IC從OUTx引腳提供電流驅(qū)動(dòng)LED。使用檢流電阻對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)，MAX16823調(diào)節(jié)OUTx引腳的輸出電流，根據(jù)需要將CS引腳的電壓保持在203mV。因?yàn)镮C本身的每個(gè)輸出通道只能提供70mA輸出，我們?cè)诿看甃ED增加了外部驅(qū)動(dòng)，為每串LED提供200mA的驅(qū)動(dòng)電流，并有助于解決散熱問題。晶體管Q1、Q2和Q3 (ZXT690BKTC)提供所需的電流增益。這些晶體管提供TO-262封裝，為管芯提供良好的散熱。

　　Q1、Q2和Q3為45V、2A晶體管，當(dāng)I_C/I_B增益為200倍時(shí)具有低于200mV的飽和壓降V_CE(Sat)。因?yàn)樽钚≥斎腚妷?9V)和LED串最大導(dǎo)通電壓(3 × 2.65V = 7.95V)之間的壓差只有1.05V，所以V_CE(Sat)的額定值非常重要，必須留有足夠的設(shè)計(jì)裕量，以滿足Q4和D3的壓降，以及Q1、Q2和Q3的V_CE(Sat)要求，詳細(xì)信息請(qǐng)參考數(shù)據(jù)表。

　　電阻分壓網(wǎng)絡(luò)R1/R2、R3/R4和R5/R6保證每個(gè)OUTx的輸出電流不小于5mA，從而確保IC穩(wěn)定工作。設(shè)計(jì)步驟中，分析晶體管基極電流的最小值和最大值。這些電流流經(jīng)電阻R1、R3和R5。電阻壓降、晶體管的V_BE以及檢流電阻壓降之和為R2、R4和R6兩端的電壓。合理選擇這些電阻，以保證流過電阻的電流與晶體管基極電流之和不小于5mA。另一方面，OUTx的輸出電流必須小于70mA (額定電流)，詳細(xì)信息請(qǐng)參考數(shù)據(jù)表。

散熱考慮

　　本設(shè)計(jì)中調(diào)整管需要耗散的功率達(dá)到6W，為了降低晶體管的溫升，將晶體管焊盤通過多個(gè)過孔連接到PCB的底層，并通過電絕緣(但導(dǎo)熱)的粘膠墊將熱量傳遞到鋁散熱器上。散熱器耗散6W功率時(shí)自身溫度上升31°C。雖然Zetex的晶體管沒有給出結(jié)到管殼的熱阻，但可以參考其他晶體管供應(yīng)商提供的TO-262封裝的熱阻，約為3.4°C/W。該熱阻表示每個(gè)晶體管內(nèi)部的溫度會(huì)比管殼高出5.4°C?？傊?，在最差工作條件下，結(jié)溫比環(huán)境溫度高出35°C至40°C。本參考設(shè)計(jì)實(shí)際測(cè)量的溫度大約高出30°C。

瞬態(tài)響應(yīng)

　　圖6和圖7給出了尾燈供電時(shí)晶體管的瞬態(tài)響應(yīng)。測(cè)試時(shí)，振蕩器輸出10%占空比的脈沖信號(hào)對(duì)MAX16823進(jìn)行脈寬調(diào)制，驅(qū)動(dòng)外部晶體管導(dǎo)通/關(guān)斷；圖6中下沖持續(xù)3μs，圖7中過沖持續(xù)100μs，均不會(huì)引起任何問題。

圖6. 晶體管導(dǎo)通時(shí)，Q1的集電極波形(V_IN = 12.5V)


圖7. 晶體管斷開時(shí)，Q1集電極的波形(V_IN = 12.5V)