汽車led照明驅動電路設計實例(參考版)
2025-07-03 06:28本頁面
【正文】 利用MAX16807可以方便地構建SEPIC控制器和8路可并聯(lián)的線性驅動器。 HBLED陣列需要較寬的調光范圍，將自適應開關調節(jié)器與線性驅動器相組合可以得到一個極具成效的方案，既可以滿足瞬態(tài)響應特性，也可以滿足較大占空比時對電源效率的要求。 如果電感儲能是造成過沖的主要原因，可以增大輸出電容，以限制過沖。當負載電流從滿負荷變化到零時，輸出電壓可能出現(xiàn)過沖。需要注意的是雙控制環(huán)路（自適應和靜止）和較大的輸入阻抗差異（R1=210kΩ，R2=10kΩ）。 SEPIC補償非常簡單，電流模式控制將功率環(huán)路簡化到單極點，該極點由輸出電容和負載電阻決定。占空比為3％時，VLED在返回到靜止電壓之前剛好達到自適應電壓。占空比大于3％時，VLED進入自適應電壓控制。電源在電壓高于任何預期的工作電壓時進入“靜止”模式。因此，當PWM輸入返回到高電平時，F(xiàn)LED可能不足以驅動HBLED串，經過數(shù)十微秒后，SEPIC調節(jié)器補充所需電壓，但對短脈沖(低占空比)應用意義不大。通、斷脈沖寬度即使低于1ms，也能保證正常工作。線性驅動器吸收對應的壓差和功耗，由于這個原因，最好選擇具有一致的正向導通電壓的HB．LED，正向導通電壓的絕對值并不嚴格，但它們之間的差異應控制在200mV以內，具體取決于每串HBLED的個數(shù)。由于R1～R2節(jié)點電壓與反饋電壓（2．5V）相等，HBLED驅動器的電壓Vout為通過修正R2的數(shù)值，可以將Vout電壓穩(wěn)定在最小值。自適應反饋電壓通過或邏輯二極管選擇較低的OUT端電壓作為穩(wěn)壓調節(jié)，電阻（R2）的壓降使OUTx的電壓保持在至少1V，從而滿足上述設計要求。由于IC內部HB．LED驅動器的功耗是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，也可以通過J2連接SPI接口。還可以通過SPI接口獲悉驅動器是否發(fā)生故障。該設計中將每路驅動器電流設置在37．5mA，4路驅動器并聯(lián)后可以為每串HB—LED提供150mA的電流。電阻R5用于設置每個驅動器的電流，每路驅動器的最大電流可達50mA?？紤]到設計靈活性，可以選擇分離電感。 當然，與分離電感相比，耦合線圈的選擇范圍較窄。通常，使用一個耦合線圈要比使用兩個電感價格便宜。 晶體管VT2的基極連接在RTCT引腳，該引腳的紋波電壓通過驅動VT2進入VD2和R8，在R7，產生一個小電流，為電流檢測信號提供一個斜率補償。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)為調節(jié)器為了獲得正確的占空比，會在大/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）構成的100ns濾波器，該濾波器足以消除電壓毛刺，而且不會對電流波形有太大影響。 MAX16807采用峰值電流控制模式，該模式將開關電流的峰值與輸出電壓誤差相比較，產生相應的脈沖占空比，控制輸出電壓。MAX16807數(shù)據(jù)手冊給出了一個公式，利用定時電阻（R6）和定時電容（C7）確定開關頻率。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，L1的電感電流流過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，導通期間每個電感將作用相同電壓。然而，為了復位隔直流電容，允許能量傳遞到輸出端，在次級放置了另一個電感L2。MAX16807控制器件組合了多項功能，電路首先建立公共電源電壓，然后由線性驅動器調節(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，開關頻率可變。采用MAX16807構成（SEPIC）的LED驅動電路如圖11所示。當亮度調節(jié)信號的開關頻率范圍為20kHz～1MHz時，可以避開干擾其他設備(如收音機)的頻段。采用50Hz～30kHz的調節(jié)頻率，可以實現(xiàn)5 000：1的調光范圍。在不增加任何外圍組件的情況下，該結構可以保證每通道之間的電流匹配度優(yōu)于3％。增加一個外部電阻和一個齊納二極管可以進行拋負載測試。MAX16807的引腳功能見表1。MAX16807具有自動檢測LED開路和過熱保護功能，可工作于擴展的－40～+125℃溫度范圍，采用熱增強型、帶裸露焊盤的28引腳TSSOP封裝。MAX16807可運行于獨立工作模式，也可以由微控制器（181。輸出使能引腳可用于同時對所有輸出通道進行PWM調光（高達30kHz），亮度比可達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到177。(300mV)實現(xiàn)高效率，較寬的頻率調整范圍(20kHz～1MHz)允許通過對效率和電路板空間進行折中優(yōu)化設計。三、基于MAX16807的汽車LED驅動電路設計MAX16807是集成的、高效白色或RGBLED驅動器。其明顯的缺點是輸出紋波電壓大、瞬時恢復時間較慢,會產生電磁干擾(EMI)。例如，VDD是5V，那么如果需要產生350mA的恒定電流，將需要R=V/I，此時R=(5—)V350mA=，電阻R將消耗的功率為RI2，(幾乎相當于LED的功率)，因此總體效率就不可避免地低于50%。這種拓撲的主要缺點是：電阻器上的功率損耗導致系統(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)調節(jié)電流是最簡單方式，如圖8所示。線性變換器有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種。當LED電流或輸入電源電壓增大時，功耗也會增大，從而限制了線性驅動器的應用。因為沒有高頻開關
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