汽車照明應用典型LED驅動器方案探討
LED為汽車照明應用提供眾多優勢
LED在汽車中的應用領域非常廣泛,但可以簡單歸納為內部照明及外部照明(參見圖1)。外部照明有如前照燈、尾部照明等,內部照明包括內部便利及舒適照明和儀表盤背光等。
圖1:多種多樣的汽車LED照明應用
利于靈活或新穎的造型設計——LED物理尺寸很小,能用于開發極緊湊、極薄的模塊。與鹵素燈和氙氣燈相比,多串LED模塊需要更小、更簡單的透鏡和光擴散片硬件。且多個LED光源的光更易于導向,大大減輕工程設計對造型的影響。
光強度及能效不斷提升——LED光強度處于極快的提升曲線上,呈現出每18至24個月光通量將會翻一番的趨勢。LED光輸出已經超過鹵素燈,未來LED實際光效性能還將能氙氣燈相匹敵。
高可靠性及長壽命——只要為LED前照燈模塊進行有效的熱管理以保持較低的結溫,并保護其免受開關導通/關閉、調光期間可能出現的電流尖峰和電池脈沖的影響,期望它們在汽車整個壽命周期內持續使用就并非不切實際。
顯著節能——與其它方案相比,LED前照燈使用的燃料/能源要少得多。使用高能效智能電源技術/芯片,而非需多個外部元件的一般IC,可以更節能。
因此,LED在汽車照明中的應用日漸增多,且被眾多汽車制造商當作設計賣點。
應用于汽車照明的LED驅動器方案比較
LED在汽車照明中的應用多種多樣,不同應用對LED電流的要求又各不相同,故需要結合具體應用要求,選擇適合的LED驅動器方案。
LED驅動方案的一項主要功能是在多種工作條件下穩流,而不論輸入條件如何及正向電壓如何變化。驅動方案必須符合能效、外形因數、成本及安全性方面的應用要求。同時,所選方案必須易用及足夠強固,從而適應特定應用的嚴格環境。
汽車應用中的典型LED驅動器方案包括電阻、線性LED驅動器、開關LED驅動器及創新的照明管理LED驅動器等。一般而言,根據應用中LED電流大小的不同,在20到200 mA的低電流應用中,可以選用分立元件(即電阻)或線性驅動方案;在200至500 mA的中等電流應用中,可以選用線性或開關驅動器方案;而在大于500 mA的大電流應用中,一般選擇開關驅動器方案。
實際上,電阻是最簡單、最低成本的LED限流方案,但是它們并不“穩流”,只是在LED正向電壓變化及輸入電源電壓變化并導致電流變化從而引起LED亮度變異時,簡單地限制LED最大電流。雖然這種方案的成本低,但能效也最低,且存在著LED篩選成本及熱失控等問題。
CCR是一種比電阻方案性能更高但成本又低于線性驅動器或開關驅動器的方案,適合于電流小于200 mA的低電流LED照明應用。CCR廉價并強固,在寬電壓范圍下提供恒定亮度,在輸入電壓較高時保護LED免受過驅動,且在低電池電壓條件下仍提供較高亮度。這種方案能夠減少或消除LED篩選產生的庫存,使方案總成本更低。CCR最大工作電壓達50 V,能夠承受電池負載突降。CCR提供SOD123、SOT123及DPAK等不同封裝,能在嚴格熱環境下工作(125℃),負溫度系數特性在高環境溫度條件下保護器件本身及LED。此外,CCR不產生電磁干擾,易于設計。
圖2:雙端及三端CCR電路圖
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