最新汽車led照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)實(shí)例(參考版)
2025-07-03 03:12本頁(yè)面
【正文】 利用MAX16807可以方便地構(gòu)建SEPIC控制器和8路可并聯(lián)的線性驅(qū)動(dòng)器。 HBLED陣列需要較寬的調(diào)光范圍，將自適應(yīng)開關(guān)調(diào)節(jié)器與線性驅(qū)動(dòng)器相組合可以得到一個(gè)極具成效的方案，既可以滿足瞬態(tài)響應(yīng)特性，也可以滿足較大占空比時(shí)對(duì)電源效率的要求。 如果電感儲(chǔ)能是造成過(guò)沖的主要原因，可以增大輸出電容，以限制過(guò)沖。當(dāng)負(fù)載電流從滿負(fù)荷變化到零時(shí)，輸出電壓可能出現(xiàn)過(guò)沖。需要注意的是雙控制環(huán)路（自適應(yīng)和靜止）和較大的輸入阻抗差異（R1=210kΩ，R2=10kΩ）。 SEPIC補(bǔ)償非常簡(jiǎn)單，電流模式控制將功率環(huán)路簡(jiǎn)化到單極點(diǎn)，該極點(diǎn)由輸出電容和負(fù)載電阻決定。占空比為3％時(shí)，VLED在返回到靜止電壓之前剛好達(dá)到自適應(yīng)電壓。占空比大于3％時(shí)，VLED進(jìn)入自適應(yīng)電壓控制。電源在電壓高于任何預(yù)期的工作電壓時(shí)進(jìn)入“靜止”模式。因此，當(dāng)PWM輸入返回到高電平時(shí)，F(xiàn)LED可能不足以驅(qū)動(dòng)HBLED串，經(jīng)過(guò)數(shù)十微秒后，SEPIC調(diào)節(jié)器補(bǔ)充所需電壓，但對(duì)短脈沖(低占空比)應(yīng)用意義不大。通、斷脈沖寬度即使低于1ms，也能保證正常工作。線性驅(qū)動(dòng)器吸收對(duì)應(yīng)的壓差和功耗，由于這個(gè)原因，最好選擇具有一致的正向?qū)妷旱腍B．LED，正向?qū)妷旱慕^對(duì)值并不嚴(yán)格，但它們之間的差異應(yīng)控制在200mV以內(nèi)，具體取決于每串HBLED的個(gè)數(shù)。由于R1～R2節(jié)點(diǎn)電壓與反饋電壓（2．5V）相等，HBLED驅(qū)動(dòng)器的電壓Vout為通過(guò)修正R2的數(shù)值，可以將Vout電壓穩(wěn)定在最小值。自適應(yīng)反饋電壓通過(guò)或邏輯二極管選擇較低的OUT端電壓作為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)，電阻（R2）的壓降使OUTx的電壓保持在至少1V，從而滿足上述設(shè)計(jì)要求。由于IC內(nèi)部HB．LED驅(qū)動(dòng)器的功耗是Voutx和乘以HBLED電流，由此可見，保持盡可能低的SEPIC電壓（VLED）非常重要。必要時(shí)，也可以通過(guò)J2連接SPI接口。還可以通過(guò)SPI接口獲悉驅(qū)動(dòng)器是否發(fā)生故障。該設(shè)計(jì)中將每路驅(qū)動(dòng)器電流設(shè)置在37．5mA，4路驅(qū)動(dòng)器并聯(lián)后可以為每串HB—LED提供150mA的電流。電阻R5用于設(shè)置每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的電流，每路驅(qū)動(dòng)器的最大電流可達(dá)50mA。考慮到設(shè)計(jì)靈活性，可以選擇分離電感。 當(dāng)然，與分離電感相比，耦合線圈的選擇范圍較窄。通常，使用一個(gè)耦合線圈要比使用兩個(gè)電感價(jià)格便宜。 晶體管VT2的基極連接在RTCT引腳，該引腳的紋波電壓通過(guò)驅(qū)動(dòng)VT2進(jìn)入VD2和R8，在R7，產(chǎn)生一個(gè)小電流，為電流檢測(cè)信號(hào)提供一個(gè)斜率補(bǔ)償。這是由于電流的上升（通）斜率高于下降（斷）斜率，不穩(wěn)定性表現(xiàn)為調(diào)節(jié)器為了獲得正確的占空比，會(huì)在大/小占空比之間交替變化。為了防止毛刺注入電路，采用由R7（1kQ）和C10（100pF）構(gòu)成的100ns濾波器，該濾波器足以消除電壓毛刺，而且不會(huì)對(duì)電流波形有太大影響。 MAX16807采用峰值電流控制模式，該模式將開關(guān)電流的峰值與輸出電壓誤差相比較，產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖占空比，控制輸出電壓。MAX16807數(shù)據(jù)手冊(cè)給出了一個(gè)公式，利用定時(shí)電阻（R6）和定時(shí)電容（C7）確定開關(guān)頻率。即L2的平均電流等于ILED，而厶的平均電流等于ILEDVout/Vin。Q1斷開時(shí)，L1的電感電流流過(guò)C3，與L2電流合并，為輸出電容充電并支持ILED。由于L1和L2具有相同的充、放電電壓，它們可以具有相同的電感量和紋波電流，但兩者的平均電流相差較大。由于C3上的電壓等于輸入電壓，導(dǎo)通期間每個(gè)電感將作用相同電壓。然而，為了復(fù)位隔直流電容，允許能量傳遞到輸出端，在次級(jí)放置了另一個(gè)電感L2。MAX16807控制器件組合了多項(xiàng)功能，電路首先建立公共電源電壓，然后由線性驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)每串LED的電流。為了獲得更高的電流，還可以將輸出連接在一起。Ic采用峰值電流控制模式，開關(guān)頻率可變。采用MAX16807構(gòu)成（SEPIC）的LED驅(qū)動(dòng)電路如圖11所示。當(dāng)亮度調(diào)節(jié)信號(hào)的開關(guān)頻率范圍為20kHz～1MHz時(shí)，可以避開干擾其他設(shè)備(如收音機(jī))的頻段。采用50Hz～30kHz的調(diào)節(jié)頻率，可以實(shí)現(xiàn)5 000：1的調(diào)光范圍。在不增加任何外圍組件的情況下，該結(jié)構(gòu)可以保證每通道之間的電流匹配度優(yōu)于3％。增加一個(gè)外部電阻和一個(gè)齊納二極管可以進(jìn)行拋負(fù)載測(cè)試。MAX16807的引腳功能見表1。MAX16807具有自動(dòng)檢測(cè)LED開路和過(guò)熱保護(hù)功能，可工作于擴(kuò)展的－40～+125℃溫度范圍，采用熱增強(qiáng)型、帶裸露焊盤的28引腳TSSOP封裝。MAX16807可運(yùn)行于獨(dú)立工作模式，也可以由微控制器（181。輸出使能引腳可用于同時(shí)對(duì)所有輸出通道進(jìn)行PWM調(diào)光（高達(dá)30kHz），亮度比可達(dá)5 000：1。LED電流控制電路可使LED串之間的電流匹配度精度達(dá)到177。(300mV)實(shí)現(xiàn)高效率，較寬的頻率調(diào)整范圍(20kHz～1MHz)允許通過(guò)對(duì)效率和電路板空間進(jìn)行折中優(yōu)化設(shè)計(jì)。三、基于MAX16807的汽車LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)MAX16807是集成的、高效白色或RGBLED驅(qū)動(dòng)器。其明顯的缺點(diǎn)是輸出紋波電壓大、瞬時(shí)恢復(fù)時(shí)間較慢,會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(EMI)。例如，VDD是5V，那么如果需要產(chǎn)生350mA的恒定電流，將需要R=V/I，此時(shí)R=(5—)V350mA=，電阻R將消耗的功率為RI2，(幾乎相當(dāng)于LED的功率)，因此總體效率就不可避免地低于50%。這種拓?fù)涞闹饕秉c(diǎn)是：電阻器上的功率損耗導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低；不能控制LED的發(fā)光亮度。使用串聯(lián)電阻器(線性法)調(diào)節(jié)電流是最簡(jiǎn)單方式，如圖8所示。線性變換器有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種。當(dāng)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。因?yàn)闆]有高頻開關(guān)
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