引言

隨著消費(fèi)者環(huán)保理念的加強(qiáng),，固態(tài)照明方案迅速成為汽車應(yīng)用中首選的照明技術(shù),。按照市場調(diào)研公司Strategies Unlimited得出的結(jié)論，通用照明,、背光及汽車應(yīng)用將是高亮LED (HB LED)市場在今后幾年的主要增長動(dòng)力，到2011年,，整個(gè)市場規(guī)模將會(huì)達(dá)到19億美元¹,。

與傳統(tǒng)的照明技術(shù)相比，HB LED具有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢：它們不含任何有害物質(zhì),，例如CCFL中的汞元素,；消耗較低的功率而且具有更長的使用壽命。另外,，HB LED比傳統(tǒng)方案具有更高的成本競爭優(yōu)勢,，大大降低了系統(tǒng)的整體成本(例如：運(yùn)行和維護(hù)成本)。當(dāng)然，HB LED的使用也面臨一些特殊挑戰(zhàn),，特別是汽車等嘈雜的工作環(huán)境,。本文討論了HB LED驅(qū)動(dòng)器選擇的基本原則，比較了不同的驅(qū)動(dòng)器拓?fù)?，針?duì)不同的汽車照明應(yīng)用提供了配置方案,，其中包括：汽車頂燈、日間行駛燈(DRL),、尾燈(RCL),、霧燈和近光燈/遠(yuǎn)光燈等。

HB LED需要恒流驅(qū)動(dòng)

HB LED驅(qū)動(dòng)器用于管理HB LED的供電,，驅(qū)動(dòng)電路保持恒定的電流和最小的電壓波動(dòng)非常關(guān)鍵,。過大的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)提高HB LED的結(jié)溫，加快HB LED的退化,。照明應(yīng)用中,，為了獲得更高的流明，需要使用大功率HB LED,。這些HB LED的正向?qū)娏饕话銥?50mA到1A,。白光、藍(lán)光和綠光 HB LED的正向電壓在2.8至4.5V范圍內(nèi),，紅光和琥珀光 HB LED的正向電壓在2.3至3.5V范圍,。為了保持固定的色譜和亮度，HB LED驅(qū)動(dòng)必須滿足特定的額定電流要求,。用電壓源驅(qū)動(dòng)HB LED,、串聯(lián)電阻限流，可能產(chǎn)生不可接受的亮度及光譜的變化,。

HB LED亮度調(diào)節(jié)

HB LED的發(fā)光顏色會(huì)隨著電流的變化而發(fā)生變化,，因此，采用脈寬調(diào)制(PWM)方式對(duì)固定電流進(jìn)行調(diào)節(jié)效果優(yōu)于調(diào)節(jié)實(shí)際電流的幅度,，即將直流電流保持在HB LED廠商規(guī)定的固定值,，按照一定的頻率和占空比進(jìn)行電流斬波，利用脈寬調(diào)制調(diào)節(jié)亮度可以在不同的亮度等級(jí)保持一致的光譜,。為了避免視覺閃爍,，調(diào)光頻率應(yīng)高于100Hz。調(diào)光范圍取決于HB LED驅(qū)動(dòng)器所允許的最小占空比,。

大部分LED驅(qū)動(dòng)器需要由微處理器或外部定時(shí)器產(chǎn)生亮度控制信號(hào),。MAX16806等HB LED驅(qū)動(dòng)器則由內(nèi)部產(chǎn)生PWM信號(hào)，通過DIM輸入端作用的外部電壓進(jìn)行調(diào)制(圖1),。這種配置在汽車內(nèi)部照明等應(yīng)用中可以省去微處理器,。

圖1：350mA線性HB LED驅(qū)動(dòng)器IC，MAX16806能夠省去微控制器或開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器

汽車內(nèi)部照明——線性驅(qū)動(dòng)器

驅(qū)動(dòng)HB LED的最佳方案是使用恒流源。實(shí)現(xiàn)恒流源的簡單電路是：用一個(gè)MOSFET與HB LED串聯(lián),，對(duì)HB LED的電流進(jìn)行檢測并將其與基準(zhǔn)電壓相比較,，比較信號(hào)反饋到運(yùn)算放大器，進(jìn)而控制MOSFET的柵極,。這種電路如同一個(gè)理想的電流源,，可以在正向電壓、電源電壓變化時(shí)保持固定的電流,。線性驅(qū)動(dòng)器相對(duì)于開關(guān)模式驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是：電路結(jié)構(gòu)簡單,，易于實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闆]有高頻開關(guān),，所以也不需要考慮EMI問題,。此外，線性驅(qū)動(dòng)器的外圍元件少,，可有效降低系統(tǒng)的整體成本,。

線性HB LED驅(qū)動(dòng)器，例如：MAX16806,，內(nèi)部集成了MOSFET和高精度基準(zhǔn),，能夠使每串LED保持一致的亮度(圖1)。例如：MAX16806所要求的輸入電壓只需比LED總壓降高出1V,。利用外部檢流電阻測量HB LED的電流,，從而在輸入電壓和LED正向電壓變化時(shí)，MAX16806能夠保證輸出恒定的電流,。線性驅(qū)動(dòng)器的功耗等于HB LED電流乘以內(nèi)部（或外部）串聯(lián)調(diào)整管的壓降,。當(dāng)HB LED電流或輸入電源電壓增大時(shí)，功耗也會(huì)增大,，從而限制了線性驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用,。由于過熱會(huì)影響HB LED的使用壽命——這也是這類燈源的一個(gè)缺陷——限制燈管的功耗非常重要。

值得慶幸的是,，可以通過調(diào)節(jié)HB LED的亮度避免出現(xiàn)過熱,。為了降低功耗，MAX16806對(duì)輸入電壓進(jìn)行監(jiān)測,，如果輸入電壓超過預(yù)先設(shè)定值,，它將減小HB LED的驅(qū)動(dòng)電流以降低功耗。該項(xiàng)功能可以在某些應(yīng)用中避免使用開關(guān)電源,，例如：汽車頂燈或DRL等，這些應(yīng)用中通常會(huì)在出現(xiàn)不正常的高電池電壓時(shí)將燈光調(diào)暗,。

汽車外部照明——開關(guān)模式降壓驅(qū)動(dòng)器