汽車LED照明系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和解決方案

盡管負載突降會造成負載電壓升高，但大部分先進的交流發(fā)電機都配備了中央控制式負載斷電箝位電路。12V總線系統(tǒng)的參考電平會被限制在35V到42V之間，而24V總線系統(tǒng)的參考電平會被鉗定在50V到60V之間。

在天氣寒冷的時候，啟動裝置會令電池供電電壓大幅下跌，圖2顯示“冷啟動”測試的典型波形。

圖2 “冷啟動”測試的典型波形

由于LED驅(qū)動器的輸入供電端連接電池的輸入端，因此像剎車燈這類涉及駕駛安全的汽車燈必須不受負載斷電及冷啟動的影響，甚至必須能夠在這種情況下繼續(xù)正常運行。在典型的情況下，12V總線系統(tǒng)的輸入范圍為6V到42V，24V總線系統(tǒng)的輸入電壓范圍為12V到60V。

LED驅(qū)動技術

電阻限流是LED驅(qū)動方法之一，其優(yōu)點是成本較低、設計簡單；缺點是電流會隨著正向電壓和驅(qū)動電壓的不同而改變，所以LED發(fā)出的亮度會改變。當電池電壓比較高時，驅(qū)動的效率很差，因為此時大部分的功率會消耗在電阻上。此外，限流電阻會產(chǎn)生很大的熱量，導致散熱的問題。所以這是一個簡單、但并不是一個最高效的方法。

第二種方法是線性穩(wěn)流器，也叫恒流源。它的優(yōu)點是設計簡單、電流恒定；缺點是效率很低，而且隨著輸入電壓的升高，線性芯片承載的壓降也就越大，所以線性芯片也會產(chǎn)生很大的熱量。但它改善了電阻限流方法中電流波動的缺點。

除了以上兩種方法，還有一種開關電源式的驅(qū)動方法。表1是三種不同方法的比較，用開關電源作為LED驅(qū)動的方法具有很高的效率，而且電流恒定。由于開光電源轉(zhuǎn)換器的效率較高，因此被越來越多的車燈生產(chǎn)商使用。其最大的缺點是設計線路要復雜些，而且成本相對較高。

表1 三種LED驅(qū)動方法比較

用于高亮度汽車燈的升壓/降壓LED驅(qū)動器

汽車照明中為什么要用到升壓/降壓LED驅(qū)動器呢？這是因為電池電壓是波動的，在電壓波動時，我們需要保持流過LED的電流恒定，升壓/降壓LED驅(qū)動器可以確保無論輸入電壓高于還是低于輸出電壓，電流都能保持恒定。這保證了在負載斷電和冷啟動的時候，和安全有關的照明燈可以保持恒定的亮度。另外，多樣化的LED汽車照明應用也需要不同的LED驅(qū)動器拓撲結(jié)構(gòu)。部分汽車燈生產(chǎn)商希望能夠有一個LED驅(qū)動平臺可以適用于不同燈光系統(tǒng)的不同LED配置。升壓/降壓LED驅(qū)動器是大部分高亮度汽車燈光系統(tǒng)的理想驅(qū)動器解決方案。

LM3423（圖3）是NS公司一款升壓/降壓LED驅(qū)動器芯片，它不僅可以提供快速的調(diào)光控制、可靠的保護和故障顯示等功能，還可以配置升壓、浮動降壓及浮動的升壓/降壓LED驅(qū)動器，滿足不同的LED車載驅(qū)動的要求。

圖3 LM3423升壓/降壓應用原理圖

用于LED背光系統(tǒng)的升壓LED驅(qū)動器

在一般的應用情況下，我們都會采用升壓恒流LED驅(qū)動器驅(qū)動多串數(shù)量較多的LED，采用這種配置的LED背光系統(tǒng)可為汽車儀表板及導航系統(tǒng)顯示器提供背光。另外，汽車儀表板顯示器必須加設調(diào)光控制功能，以便控制LED背光燈的亮度。如在周圍環(huán)境較光亮時可以調(diào)高亮度，而在周圍環(huán)境較暗時，可以調(diào)低亮度，以防駕駛者的眼睛無法適應急劇的亮度轉(zhuǎn)變，影響駕駛安全。此外，具有PWM調(diào)光功能的控制器必須具有很好的對比度，即具有很好的線性調(diào)整度。