5個汽車電子系統(tǒng)LED驅(qū)動的應(yīng)用案例

在設(shè)計照明系統(tǒng)時，除了LED供電外，還需要考慮很多因素。LED電路設(shè)計的另一項主要考慮因素是熱管理。LED驅(qū)動器集成電路改進熱性能的一種方式是通過控制LED正向電流，LED正向電流是關(guān)于溫度的函數(shù)。這可以通過使用外部電流來感應(yīng)溫度和控制對LED的電流供應(yīng)來實現(xiàn)，但更高效的解決方案是利用具有必要內(nèi)置功能的集成電路。

美國國家半導(dǎo)體的產(chǎn)品包含可實現(xiàn)多種拓撲結(jié)構(gòu)的眾多開關(guān)穩(wěn)壓器集成電路。此外，美國國家半導(dǎo)體專為LED應(yīng)用開發(fā)了一系列集成電路，其中很多具有適合汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用的功能。本文將探討幾個汽車電子系統(tǒng)大燈驅(qū)動的應(yīng)用示例。

1　使用升壓穩(wěn)壓器的大燈示例

LED正越來越多地用于汽車大燈及其他前視照明系統(tǒng)。典型的大燈應(yīng)用可能使用以多種方式排列的10個白色LED.對于各LED最大VF為4V的情況，如果設(shè)計師希望使用在一個燈組中串聯(lián)全部LED的拓撲結(jié)構(gòu)，將需要設(shè)置DC/DC級來驅(qū)動LED.在這種情況下，可以對標(biāo)稱12V~14VDC電源總線使用單個升壓開關(guān)功率級。

美國國家半導(dǎo)體研發(fā)的多種集成電路正是符合這種應(yīng)用要求，例如LM342x系列：LM3421、LM3423、LM3424和LM3429部件。此系列集成電路包含多種多用途部件，可用作升壓、降壓、降壓/升壓或SEPIC拓撲結(jié)構(gòu)中低側(cè)外部MOSFET的控制器。LM3421、LM3423和LM3429部件都使用峰值電流模式控制器和預(yù)測性關(guān)閉時間設(shè)計來調(diào)節(jié)LED電流。峰值電流模式控制器與預(yù)測性關(guān)閉時間設(shè)計的組合簡化了回路補償設(shè)計，同時提供內(nèi)在的輸入電壓前饋補償。LM3429是系列中的基本部件，是優(yōu)化了成本和尺寸特點的控制器解決方案。LM3421增設(shè)了用于控制外部調(diào)光FET和系統(tǒng)“零電流”關(guān)閉特點的集成驅(qū)動器。LM3423進一步增加了LED狀態(tài)輸出標(biāo)記、故障標(biāo)記、可編程故障計時器和邏輯針腳，用于控制調(diào)光驅(qū)動器的極性。最后，LM3424與LM3421類似，但使用標(biāo)準(zhǔn)峰值電流模式控制器。LM3424還具有對開關(guān)頻率編程的功能，或通過可編程斜率補償、軟啟動和LED電流熱返送功能使開關(guān)頻率與外部來源同步。

LM342x系列使用控制器集成電路實現(xiàn)所需功能和總體系統(tǒng)設(shè)計的最大靈活性。圖1以LM3421為例，顯示升壓配置中使用LM342x系列驅(qū)動LED燈組的一個示例。LM342x拓撲結(jié)構(gòu)的一個主要特點是在LED高側(cè)進行電流感應(yīng)，允許燈組中的最后LED的陰極局部在底盤接地，并使感應(yīng)電壓可以差分地饋送回集成電路。這是一個重要的優(yōu)點，因為使LED燈組和驅(qū)動器集成電路可以彼此分離。

圖1使用LM3421的升壓穩(wěn)壓器驅(qū)動10個LED