車(chē)用高亮度LED驅(qū)動(dòng)電路(08-100)

　　近年來(lái)，高亮度LED應(yīng)用發(fā)展神速，特別是在指示牌、交通信號(hào)燈方面。而對(duì)汽車(chē)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，LED亦有極大的吸引力，長(zhǎng)壽命、抗震、高效、對(duì)光源良好的控制能力，都是它的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，相對(duì)于白熾燈，LED需要驅(qū)動(dòng)電路，還有汽車(chē)電氣是靠酸鉛蓄電池供電的，是機(jī)械驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)充電，這類電池適合白熾燈，不適用LED，因此，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)壓性能良好而又低噪聲的驅(qū)動(dòng)電路是十分必要的。

　　理論上，LED光輸出與驅(qū)動(dòng)電流有關(guān)，而與電源電壓無(wú)關(guān)。最對(duì)低要求應(yīng)用，如果電源電壓穩(wěn)定的話，一個(gè)電阻就可限制電流。值得注意的是，對(duì)這種最簡(jiǎn)單的應(yīng)用電路，LED在一定程度上顯示出自穩(wěn)定特性。亦即，若溫度升高的話，LED的光輸出減少，但同時(shí)其正向壓降亦降低，使驅(qū)動(dòng)電流增加，從而補(bǔ)償了較高溫度下光輸出的減少。遺憾的是，汽車(chē)電源的變化范圍是很大的，在8V-18V之間，峰值電壓可達(dá)幾十伏。此外，高亮度LED驅(qū)動(dòng)電流大，會(huì)在電阻上產(chǎn)生大量的熱量，使散熱設(shè)計(jì)復(fù)雜化。

　　相對(duì)簡(jiǎn)單的方案是使用線性降壓穩(wěn)壓器(圖1)，D1是一個(gè)穩(wěn)壓二極管，通過(guò)LED的電流設(shè)定為VD1/RSET。D2對(duì)基極二極管進(jìn)行濕度補(bǔ)償。這個(gè)電路仍然存在能量損失問(wèn)題和電阻散熱問(wèn)題。對(duì)于低電流LED，尤其是串聯(lián)后的LED正向壓降和稍低于電源電壓的場(chǎng)合，這個(gè)電路不失為經(jīng)濟(jì)有效的方案。

　　圖1 簡(jiǎn)單穩(wěn)流電路

　　在多數(shù)場(chǎng)合，開(kāi)關(guān)電源提供一種更佳的電氣解決方案。顧名思義，開(kāi)關(guān)電源是開(kāi)關(guān)工作的，在一個(gè)周期，對(duì)RLC電路充電;在下一個(gè)周期，存儲(chǔ)的能量用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。這類電路效率極高，一般都能達(dá)到90%以上，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器能提升電壓，降低電壓，還能產(chǎn)生極性相反的電壓，這是線性穩(wěn)壓器所不具備的。

　　最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器是圖2所示的降壓穩(wěn)壓器，輸入電壓與LED電壓之間的壓差對(duì)電感L充電，電流隨之增加，當(dāng)流達(dá)到預(yù)設(shè)的值時(shí)，控制電路將串聯(lián)的晶體管關(guān)閉，在LED通路形成一個(gè)交變電流。注意，在LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路控制電流的峰值。這個(gè)值由可編程IC或外部元件來(lái)設(shè)定。電流值也由FET開(kāi)關(guān)漏極上檢測(cè)電阻來(lái)定義。降壓穩(wěn)壓器流過(guò)LED的電流是連續(xù)的，但是交變的，而對(duì)電源而言是不連續(xù)的，這對(duì)電源工作會(huì)產(chǎn)生一事實(shí)上的影響，也增加了電源線上的噪聲。