新型LED驱动器IC可实现大功率汽车LED前灯

到2015年，高亮度(HB)LED的市场规模预计将达到202亿美元(数据来源：StrategiesUnlimited)。驱动这种增长的关键应用领域之一是汽车设计中使用的LED，包括前灯、白天行车灯、刹车灯、仪表显示板背光照明、各种车内梳妆照明等。这种令人惊叹的增长速度不仅是因为LED具备高可靠性、低功耗以及更紧凑的外形尺寸，还因为LED能够用来实现创新设计，例如可转向前灯和防眩调光等。在汽车环境中，所有这些改进都必须优化，同时还要承受相对严苛的汽车电气及物理环境的考验。不用说，这些解决方案还必须非常扁平、占板面积非常紧凑，同时能够提高总体性价比。
　　
　　尽管LED用于白天行车灯、刹车灯、转向指示灯和内部照明已经多年，但是少数特定于前灯的应用还是不久前才出现的，例如应用于奥迪A8和R8以及雷克萨斯LS600h的前灯。不过，在过去一年间，多家汽车制造商已经在其最流行的车型中引入了LED前灯。2014年，丰田为其最畅销的卡罗拉车型引入了LED前灯，此外，丰田的其他几款车型也采用了LED前灯。本田、日产、保时捷和奥迪也在大多数即将上市的车型中引入了LED前灯。很多人估计，2014年LED前灯市场规模将超过30亿美元。
　　
　　汽车照明系统设计师面临的最大挑战之一是怎样充分发挥最新一代HBLED的所有优势。HBLED一般需要一个准确和高效率的直流电流源和一种调光方法。LED驱动器IC设计必须能够在多种条件下满足这些要求。因此，电源转换解决方案必须效率非常高、功能非常可靠，同时必须非常紧凑，并具有很高的性价比。可以说，就驱动HBLED而言，要求最严苛的应用之一就是汽车前灯应用，因为这类应用须承受严苛的汽车电气环境的考验，必须提供很大的功率(一般情况下为50W~75W)，必须能够放进热量和空间都受限的外罩中，与此同时还必须保持富有吸引力的成本结构。
　　
　　汽车LED前灯
　　
　　尺寸小、寿命极长、低功耗、强大的调光能力等优势是HBLED前灯得到广泛采用的催化剂。几年前，奥迪、戴姆勒、雷克萨斯等汽车制造商都开始采用LED，以设计非常与众不同的行车灯或前灯的“眉毛”，以此彰显其品牌的与众不同。在讴歌的宝石眼设计、保时捷的4象限设计以及无数新出现的设计中，LED前灯设计都体现了类似的趋势。
　　
　　将LED用于汽车前灯有几种积极影响。首先，这种前灯不需要更换，因为其固态器件寿命超过10万小时(11.5年使用年限)，这超过了车辆的使用寿命。因此汽车制造商可以永久性地将LED嵌入到前灯设计中，而无需考虑更换问题。这使前灯的款式能够有很大的变化，因为LED照明系统不需要氙气灯(HID)或卤素灯那样的深度或面积。在靠输入电功率提供光输出(以流明为单位)时，HBLED的效率也比卤素灯高(而且不久就将高于HID).这有两个方面的积极影响。首先，LED照明系统从汽车总线消耗的电功率较低，这在电动型汽车和混合动力汽车中尤其重要，而同等重要的是，LED照明系统减少了需要从外壳散出的热量，从而无需任何笨重、昂贵的散热装置。最后，通过使用HBLED阵列，并以电子方式改变其方向或对其进行调光，这样的解决方案可设计成在很多不同的行驶条件下优化照明。
　　
　　设计参数
　　
　　为了确保最佳性能和较长的工作寿命，LED需要一种有效的驱动电路。这类驱动器IC必须提供准确的直流电流源，而且无论输入电源的变化范围有多宽，都要提供严格控制的LED电压调节。汽车电池总线中见到的极端电压范围为冷发动/启停情况下的4.7V至负载突降情况下的60V.但更常见的是，电池总线电压在通常情况下工作在9V~16V.因为很多这类新型LED前灯应用使用4至8个串联HBLED，且电压降为12V~25V，而电池总线电压范围可能为4.7V~60V，所以需要升降压拓扑给LED供电，其原因是输入电压可能高于、低于或等于所需的LED串电压。其次，LED驱动器必须提供一种调光方法，并提供多种保护功能，以防遭遇LED开路或短路问题。除了可在电气环境十分严苛的汽车电源总线可靠工作，LED驱动器还必须具备高性价比和占用空间小的特点。
　　
　　一种新型同步升降压HBLED驱动器
　　
　　凌力尔特公司的LT3791LED驱动器可以应对上述困境。LT3791是一款同步升降压DC/DCLED驱动器和电压控制器，可提供超过100W的LED功率。其4.7V~60V输入电压范围使该器件非常适合多种应用，包括汽车、卡车，甚至航空电子设备的HBLED前灯。同样，其输出电压可以在0V~60V范围内设置，从而使其能够在单串中驱动多个LED。
　　
　　图1所示为一个典型50W前灯应用。该应用使用单个电感准确地调节25V/2ALED串，提供50WLED功率。这个电路提供50：1PWM调光比，能很好地满足防眩光自动调光要求。输入和输出LED电流受到监视，同时提供故障保护，以承受并报告开路或短路LED情况。
　　
　　其内部4开关升降压控制器能够在高于、低于或等于输出电压的输入电压下工作，非常适合汽车应用。降压、直通和升压工作模式之间的转换是无缝的，尽管电源电压变化范围很宽，也能提供良好稳定的输出。LT3791的独特设计采用3个控制环路，监视输入电流、LED电流和输出电压，从而提供最佳的性能和可靠性。
　　
　　LT3791采用4个外部开关MOSFET，能够以高达98%的效率连续提供从5W直至超过100W的LED功率，参见图2.在以常规方法供电的车辆中，高效率很重要，可最大限度降低对散热措施的需求，实现占板面积非常紧凑的扁平解决方案。而在电动汽车中，这种功率节省还延长了两次充电之间车辆可行驶的里程。
　　
　　±6%的LED电流准确度确保了一个LED串中的每个LED都有恒定亮度，同时，±2%的输出电压准确度可用来提供几种LED保护功能，而且还使转换器能够作为恒定电压源工作。LT3791可按照应用要求，使用模拟或PWM调光。此外，其开关频率可在200kHz~700kHz设定，或同步至一个外部时钟。其他功能包括输出断开、输入和输出电流监视，以及集成的故障保护。
　　
　　结论
　　
　　人们对LED提供更高性能和更高性价比的需求永不满足，这促使了多种新车型迅速采用LED前灯。新型HBLED驱动器IC满足了这些需求。这些新型LED驱动器必须提供恒定电流，无论输入电压或LED正向电压如何变化，都能保持一致的亮度。同时，它们必须以高效率工作，提供范围非常宽的调光比，并且提供各种保护功能，以提高系统可靠性。当然，这些LED驱动器电路还必须提供占板面积非常紧凑、扁平和高热效的解决方案。凌力尔特公司不断重新定义其LED驱动器系列，用LT3791等HBLED驱动器IC应对这些挑战。此外，凌力尔特也已开发了一整套大电流LED驱动器IC系列，专门针对汽车应用，包括前灯正向照明和LCD背光照明等。在汽车照明系统不断需要更高性能LED驱动器的情况下，设计师将有满足需要的创新IC解决方案。

  1. The connection is convenient and flexible. 2. Small volume. 3. A kinds of channel choice. 4. cooperate with prefabricated cable connection.

  The Relay Module integrates and serializes the single small power library relay in the electrical control cabinet, reduces the intermediate wiring link and improves the product performance. The product conforms to the development trend of miniaturization and integration, and is the renewal product of the original single relay. The installation form adopts the general 35mm U-shaped guide rail for installation, which is convenient and fast.Our products are made of Idec, Omron, Tyco, Panasonic relay and deca terminal.

Breakout Board

Breakout Board,Breakout Module,CNC Breakout Board,USB Breakout Board

Suzhou WeBest Electronics Technology Co.Ltd , https://www.webestet.com