汽车电子系统的LED大灯驱动设计

图8双线调光的LM3406配置

LM3406包含输入电压感应针脚 (VINS)使照明设计师可以鱼和熊掌兼得,因为他们可以实现标准PWM调光的优点,同时降低系统接线复杂性(照明部件距离控制电路较远)。阻挡二极管 D2允许输入电容器CIN保持与LM3406的连接,这与非双线调光设置相同,因此使LM3406在调光阶段可以保持完全供电。这比简单的开启和关闭零部件来实现调光更为高效,因为LM3406的所有内部支持电路在调光过程中保持通电。因此,部件可以立即进入调光阶段,集成电路没有恢复和运行延时。这样,在双线调光设置中,LM3406的工作方式与输出控制中使用逻辑调光针脚的方式相同。标准PWM设置需要的附加部件只有阻挡二极管D2、VINS下拉电阻器RPD和用于实现理想斩波开关S1的部件。

使用串联LED和升压/降压稳压器组合的RCL示例

在并联灯组阵列中,配置 LED通过允许LED功率级在12V~14V轨道下直接运行,极大地简化系统设计,但并联/串联组合也同样具有一些缺点。在查看LED制造商数据表时,可以注意到两个重要的事实:LED的光输出与流经的电流成正比,LED的动态电阻随着VF而变化。制造商按VF、光通量和颜色(或色温)对LED分级。例如,典型的VF级别可能包含范围从3.27V到3.51V(25℃时)的LED,所有级别的整个范围可以从2.8V到4.2V。由于LED制造商通常向客户销售多个级别的LED,关注成本的设计师依赖所有LED都具有紧密VF分布是不实际的。

下例显示了VF变化的影响。在实验中,使用图9 所示两种设置收集

数据。一种设置用于4个LED(每个LED都具有专门的电流源),另一种设置用于并联的4个LED(共享一个电流源)。表1所示数据在 25℃加电后5秒内测得,以最大限度降低LED自发热的影响。

汽车电子系统的LED大灯驱动设计

图9实验性设置

表1多电流源设置(左)和单电流源设置(右)的数据

汽车电子系统的LED大灯驱动设计

从这些数据可以明显看出LEDVF变化在并联运行时将导致不均匀电流分布。即使对于分级的LED,也可以看到类似的影响,并联阵列中各串联灯组的电流分布不均。改进并联灯组间电流分布的一种方式是向各灯组增加镇流电阻器。这有助于使电流分布均匀化,但存在的主要问题是由于镇流电阻器的功耗而降低了效率。

根据具体的设计,上述问题的影响可能可以忽略。但是,如果系统设计师对上述影响存有顾虑,可以采用单个串联灯组作为首选拓扑结构。在这种解决方法中,仍可以使用LM3406等部件,但将增大系统复杂性,因为需要新前端部件用于传输超出12V~14V的电源电压为LED驱动器供电。然后,LED驱动器降低此新电压,为单个LED灯组供电。这可以通过在直流电源和LM3406之间增加升压DC/DC功率级轻松实现,如图10所示。通过此拓扑结构,串联灯组中的所有LED均具有相同的电流,无论各LED的VF值是多少。