常見汽車LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及其特點(diǎn)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）LED作為一種發(fā)光器件，需要特定的驅(qū)動(dòng)電路去控制其電流。一般當(dāng)發(fā)光二極管的數(shù)量很多或者二極管耗電量比較大，這時(shí)候就需要驅(qū)動(dòng)了，而且這個(gè)驅(qū)動(dòng)往往是幾級(jí)的驅(qū)動(dòng)，把這幾級(jí)驅(qū)動(dòng)做到一個(gè)集成芯片中，也就是LED驅(qū)動(dòng)IC。

從消費(fèi)電子產(chǎn)品到工廠自動(dòng)化設(shè)備到汽車系統(tǒng)，照明系統(tǒng)中的LED設(shè)計(jì)越來越多樣化，而且高度集成。對(duì)于汽車應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)來說，合適的LED驅(qū)動(dòng)組合不僅可以延長照明系統(tǒng)的使用壽命，還能使駕駛員和行人更加安全，并可提升駕駛員體驗(yàn)。

常見汽車LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及其特點(diǎn)首先我們必須了解的是LED的伏安特性曲線通常都很陡，即使電壓出現(xiàn)微小的波動(dòng)，電流都會(huì)出現(xiàn)劇烈的變化，因此恒壓供電對(duì)LED來說是并不理想的。根據(jù)LED這種特點(diǎn)，使用恒流源是驅(qū)動(dòng)LED最佳的方式。

目前常見的LED驅(qū)動(dòng)方式分三種，電阻限流、線性穩(wěn)壓器以及開關(guān)型變換器。使用串聯(lián)電阻直接驅(qū)動(dòng)這種方式，受限于串聯(lián)電阻的封裝，一般來說效率比較低，只適合小功率應(yīng)用場景。在效率要求高、輸入電壓范圍寬的汽車照明系統(tǒng)中采用這種驅(qū)動(dòng)的地方很少。而且限流電阻一旦發(fā)生變化，驅(qū)動(dòng)電流很容易發(fā)生偏移，這些電流偏移將導(dǎo)致較差的均勻性和使用壽命縮短。

線性穩(wěn)壓器用于汽車LED驅(qū)動(dòng)同樣會(huì)存在效率和輸入電壓范圍偏小的問題，比較適合低電流或者LED正向壓降稍低于電源電壓的應(yīng)用。線性穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng)屬于恒流驅(qū)動(dòng)，可以支持模擬和數(shù)字調(diào)光，一般適合尾燈等小電流應(yīng)用場合。

開關(guān)型轉(zhuǎn)換器（恒流）同樣支持模擬和數(shù)字調(diào)光，支持的拓?fù)浔染€性穩(wěn)壓器多很多，升壓，降壓，升降壓都可。開關(guān)型變換器這種驅(qū)動(dòng)效率高，非常適合高功率的場合。汽車照明系統(tǒng)在考慮工作效率、靜態(tài)電流、電壓范圍等因素后，多會(huì)選用此種驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然，使用這種驅(qū)動(dòng)會(huì)需要更多外圍器件，并且器件選型時(shí)需要考量EMC要求。

還有一種基于開關(guān)電源恒壓加上線性恒流的驅(qū)動(dòng)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同樣很靈活，適合多通道應(yīng)用，總功率也較高。

權(quán)衡不同拓?fù)湓谄嘗ED系統(tǒng)中的取舍降壓LED驅(qū)動(dòng)的矩陣開關(guān)能夠并聯(lián)整個(gè)燈串，可以安全地接地，確保系統(tǒng)的安全。降壓LED驅(qū)動(dòng)在帶寬表現(xiàn)上很不錯(cuò)，再通過設(shè)計(jì)擴(kuò)頻調(diào)頻能夠獲得高EMI性能。而且配合降壓LED驅(qū)動(dòng)的電感是相比其他拓?fù)涫亲钚〉?。在汽車LED系統(tǒng)的近遠(yuǎn)光燈、矩陣式前照燈上常采用這種形式驅(qū)動(dòng)。但是降壓LED驅(qū)動(dòng)要求輸入電壓必須高于LED電壓，需要具備出色的開關(guān)控制。

?

升壓型LED驅(qū)動(dòng)的EMI性能同樣很優(yōu)秀，而且電池直接向LED轉(zhuǎn)換，在汽車近遠(yuǎn)光燈、背光上應(yīng)用頗多。一般來說，升壓型LED驅(qū)動(dòng)是相比其他類型拓?fù)鋪碚f最小的驅(qū)動(dòng)方案。使用升壓型LED驅(qū)動(dòng)在帶寬上會(huì)相對(duì)來說低一些，同時(shí)額定電感電流會(huì)更高，這是需要權(quán)衡的地方。

?

使用升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行升－降壓能夠驅(qū)動(dòng)一個(gè)高于、低于或等于電源電壓的LED串。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局限性是只受轉(zhuǎn)換器的限制－－低端受控制器IC的最小電源電壓限制，高端受控制器IC的最大輸出電壓限制。而降壓－升壓LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最復(fù)雜卻也最靈活，只會(huì)受到控制IC的限制。

LED驅(qū)動(dòng)必不可少的靈活調(diào)光控制對(duì)于調(diào)光控制，模擬調(diào)光和PWM調(diào)光仍然是驅(qū)動(dòng)里主流的控制方法。模擬調(diào)光具有連續(xù)的輸出電流，可以減少閃爍問題，在和攝像頭相關(guān)的應(yīng)用中很受歡迎。模擬調(diào)光使用直流電壓輸入或者PWM輸入。采用直流電壓輸入的模擬調(diào)光受限于電壓精度，調(diào)光比通常偏低；PWM輸入可以實(shí)現(xiàn)高調(diào)光比，幾乎能達(dá)到0-100%。

另一種調(diào)光控制PWM調(diào)光的輸出電流是不連續(xù)的，依照不同的PWM調(diào)光方式能實(shí)現(xiàn)的效果不一。如果采用PWM調(diào)光想實(shí)現(xiàn)快速地調(diào)光速度并調(diào)光比也不低，并聯(lián)FET調(diào)光是不錯(cuò)的選擇。

小結(jié)對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，設(shè)計(jì)出最佳的LED驅(qū)動(dòng)越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則以系統(tǒng)中LED的總功率水平為指標(biāo)來選擇不同的LED驅(qū)動(dòng)。但是隨著調(diào)光能力需求的提高以及其他需求的出現(xiàn)，在選擇LED驅(qū)動(dòng)時(shí)不僅要考慮到功率水平，還要充分考慮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、效率、散熱等各方面?！　?/p>