在許多系統(tǒng)中（包括部署在汽車供電系統(tǒng)中的無(wú)數(shù)穩(wěn)壓器），功率轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)通常是一項(xiàng)困難而復(fù)雜的任務(wù)。本文旨在通過(guò)解釋用于LED驅(qū)動(dòng)器的不同開關(guān)拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)、權(quán)衡和應(yīng)用來(lái)簡(jiǎn)化選擇過(guò)程。

LED不同于傳統(tǒng)的電光產(chǎn)生燈絲或氣體成分。利用特定的半導(dǎo)體結(jié)，LED制造商可以產(chǎn)生跨越整個(gè)可見光范圍的特定顏色的光，以及紅外和紫外線。在汽車應(yīng)用中，LED可以提高白天和夜間駕駛場(chǎng)景的安全性。提高效率可以延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的電池壽命，單個(gè)系統(tǒng)中的多個(gè)LED可以消除單個(gè)組件故障。

由于其多功能性，LED提供了以多種不同方式驅(qū)動(dòng)的能力。由于LED的輸出是控制良好的光，因此LED負(fù)載不同于電源系統(tǒng)的傳統(tǒng)負(fù)載。LED僅依靠精確調(diào)節(jié)的電流通過(guò)半導(dǎo)體結(jié)產(chǎn)生光，其中端子與系統(tǒng)接地（或汽車系統(tǒng)中的底盤）的相對(duì)電壓無(wú)關(guān)。因此，LED系統(tǒng)可以利用開關(guān)技術(shù)提供的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

如何為汽車LED系統(tǒng)選擇正確的開關(guān)拓?fù)?/p>

汽車系統(tǒng)中特定開關(guān)拓?fù)涞倪x擇與完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān);應(yīng)考慮最小輸入電壓、最大串電壓、機(jī)箱返回能力、短路輸出能力、最大輸入電流、輸出/LED 電流和 PWM 調(diào)光。

降壓轉(zhuǎn)換器

降壓（或降壓）LED驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)LED串中的電流，其電壓高于總LED串電壓。降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器可以安全地短路到系統(tǒng)地，使其本質(zhì)安全。它們可以具有底盤返回功能（一根電線供電），并且可以輕松適應(yīng)矩陣或動(dòng)畫應(yīng)用。圖1和圖2所示為控制器調(diào)制高邊開關(guān)以進(jìn)行電流控制的基本系統(tǒng)圖。

圖1.降壓轉(zhuǎn)換器。

降壓型LED驅(qū)動(dòng)器需要注意的幾個(gè)關(guān)鍵特性是固定頻率操作、通過(guò)出色的開關(guān)控制和低電阻開關(guān)實(shí)現(xiàn)高效率、整個(gè)模擬調(diào)光范圍內(nèi)的高精度，以及為實(shí)現(xiàn)出色的EMI而正確設(shè)計(jì)的擴(kuò)頻頻率調(diào)制。

升壓轉(zhuǎn)換器

升壓（或升壓）LED 驅(qū)動(dòng)器將 LED 串中的電流調(diào)節(jié)到低于總 LED 串電壓的電壓。這在許多汽車系統(tǒng)中非常有用，其中許多LED需要在單個(gè)燈串中導(dǎo)通。典型的12 V汽車系統(tǒng)的工作電壓范圍為6 V至18 V，要求LED驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行電壓低至6 V，從而為L(zhǎng)ED保持亮起提供較大的升壓比。圖3和圖4所示的示例原理圖顯示了控制器調(diào)制低邊開關(guān)以進(jìn)行電流控制的基本系統(tǒng)圖。

圖2.降壓轉(zhuǎn)換器示例：

LT3932

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圖3.升壓轉(zhuǎn)換器。

圖4.升壓轉(zhuǎn)換器示例：

LT8356-1

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使用升壓轉(zhuǎn)換器的升壓-降壓

某些升壓（或升壓）LED驅(qū)動(dòng)器可能配置為將LED陰極返回到電源。此配置稱為降壓-升壓。總輸出電壓為 V在（五電池），將其添加到總 LED 燈串電壓中。這種拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是能夠驅(qū)動(dòng)更高、更低或等于電源電壓的LED串。這種拓?fù)涞木窒扌詢H受轉(zhuǎn)換器的限制——低端是控制器IC的最小電源電壓，高端是控制器IC的最大輸出電壓。

圖5.升壓-降壓轉(zhuǎn)換器。

Figure 6. Boost-buck converter:

LT8386

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Buck Mode Using a Boost Converter

Some step-up (or boost) LED drivers may be configured to step-down from the supply (rather than ground referenced, as in a standard buck)—creating a buck-mode configuration. This configuration has the same limitations as a buck, where the total LED string voltage must be less than the input supply.

圖7.降壓模式轉(zhuǎn)換器。

圖8.降壓模式示例：

LT3756-2

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降壓-升壓轉(zhuǎn)換器

降壓-升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)來(lái)自高于或低于總 LED 燈串電壓的電源的 LED 電流。轉(zhuǎn)換器調(diào)制降壓模式下連接到輸入電壓的高邊開關(guān)，升壓模式下調(diào)制輸出側(cè)的低邊開關(guān)。這種拓?fù)涫亲顝?fù)雜的，但也是最靈活的。V在和 V外范圍僅受控制器 IC 的限制。這是矩陣應(yīng)用的不錯(cuò)選擇。

圖9.降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。

圖 10.降壓-升壓示例：

LT8391

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結(jié)論

汽車LED照明系統(tǒng)可以通過(guò)多種不同的方式與開關(guān)穩(wěn)壓器一起驅(qū)動(dòng)。根據(jù)應(yīng)用的不同，開關(guān)拓?fù)浜团渲玫倪x擇使照明設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)檎麄€(gè)汽車的不同照明要求創(chuàng)建完整的子系統(tǒng)。為系統(tǒng)選擇正確的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)拓?fù)浜团渲每蓛?yōu)化復(fù)雜性、效率、EMI 和安全性等要求。

審核編輯：郭婷