LED驅(qū)動(dòng)器為汽車應(yīng)用提供單一解決方案

臺(tái)積電宣布推出針對(duì)高亮度汽車應(yīng)用的 TS19501 單通道可調(diào)光 LED 驅(qū)動(dòng)器。該 LED 驅(qū)動(dòng)器可處理寬輸入電壓（4.2 至 42 V），支持多種拓?fù)浜筒僮髂Ｊ?，具有寬?a target="_blank">編程頻率操作和擴(kuò)頻時(shí)鐘，并通過 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

其集成設(shè)計(jì)使其適用于所有汽車 LED 應(yīng)用，例如遠(yuǎn)光燈和近光燈、日間行車燈、方向指示燈、位置指示燈、霧燈、ATV 和四輪驅(qū)動(dòng)燈。該 IC 還提供用于經(jīng)典應(yīng)用的非汽車版本。

汽車照明

LED 照明是汽車領(lǐng)域的一項(xiàng)使能技術(shù)：它提供了新功能、更高的安全性、設(shè)計(jì)靈活性、更高的每瓦流明效率、更容易與控制系統(tǒng)和電子設(shè)備集成、可靠性、照明設(shè)計(jì)的更多自由度以及更容易表征每個(gè)汽車制造商的風(fēng)格和個(gè)性。

LED 技術(shù)成功的主要原因在于較冷的色溫（通常為 5，000 K），這使汽車具有更具科技感和金屬感的外觀，以及使用的多功能性，它允許薄而均勻的光導(dǎo)使車輛的美學(xué)更加個(gè)性化成為可能。

然而，由于更高的光強(qiáng)度，LED 還提供了更大的投影深度，因此具有更高的安全性。LED技術(shù)通過新功能和電子控制系統(tǒng)的開發(fā)不斷更新；正如我們將在本文后面看到的那樣，今天的設(shè)計(jì)不僅涉及光源，還涉及光本身的形狀、投影和圖像。

LED驅(qū)動(dòng)器

LED 需要恒定電流來產(chǎn)生合適的光，而這正是 LED 驅(qū)動(dòng)器所需的操作所依賴的。電流供應(yīng)的準(zhǔn)確性引起了客戶的注意。必須避免隨車輛電壓變化而發(fā)生的電流變化。線性穩(wěn)壓器執(zhí)行簡(jiǎn)單的控制，不需要使用濾波器來抵抗電磁干擾。但是，對(duì)于高功率應(yīng)用，它們的散熱可能會(huì)變得過多。

“我們的客戶總是希望獲得高功率水平，”臺(tái)積電應(yīng)用工程總監(jiān) Kevin Parmenter 說。“但與此同時(shí)，他們必須遵守 EMC 要求，同時(shí)擁有可以做任何事情的靈活設(shè)備。對(duì)于車輛中的所有電子設(shè)備，EMC 性能非常重要?！?/p>

對(duì)具有低電氣噪聲、高光強(qiáng)度調(diào)節(jié)（調(diào)光）比以及極性保護(hù)、對(duì) GND 或 Vcc 短路、過流或過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等高級(jí)保護(hù)功能的緊湊、高效驅(qū)動(dòng)器的需求日益增加。所有參數(shù)確保電流和光通量之間的正確關(guān)系。

LED 驅(qū)動(dòng)器本質(zhì)上是一種電源，它以適合 LED 運(yùn)行的方式為 LED 提供專門的電源，通常是恒定電流，但這種功能可以通過配備邏輯功能的設(shè)備以或多或少的高級(jí)方式進(jìn)行控制。

有兩種主要類型的驅(qū)動(dòng)程序：隔離和非隔離。在第一種情況下，從交流電源到 LED 的電路鏈還包括一個(gè)變壓器，它允許將燈的表面與電氣系統(tǒng)電隔離；在第二種情況下，沒有隔離。對(duì)于低功率隔離驅(qū)動(dòng)器，一般建議使用反激拓?fù)洌鴮?duì)于大功率驅(qū)動(dòng)器，建議使用諧振半橋 LLC 拓?fù)洹?duì)于非隔離式驅(qū)動(dòng)器，最常見的電路類型是降壓-升壓、降壓和 SEPIC（單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器）。還有許多變體：例如，反激式拓?fù)湟部梢栽诎ㄉ龎杭?jí)的兩級(jí)版本中實(shí)現(xiàn)。技術(shù)要求，特別是功率因數(shù)校正，

“LED 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)有多種配置，”Parmenter 說?！癝epiChas 被用于各種項(xiàng)目，這要?dú)w功于其低傳導(dǎo)發(fā)射，因?yàn)榕c其他解決方案相比，電流消耗往往非常穩(wěn)定。選擇取決于您想要做什么、電源電壓是多少，以及傳導(dǎo)發(fā)射的 EMI 和 RFI 環(huán)境如何?！?/p>

臺(tái)積電的 TS19501 為設(shè)計(jì)人員提供了許多優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)：

2V 至 42V 輸入電壓：一臺(tái)設(shè)備可處理多種應(yīng)用

寬工作溫度：–40?C 至 125?C

低端電流感應(yīng)：在各種外部條件下具有更好的性能

擴(kuò)頻時(shí)鐘：降低 EMI/RFI 并促進(jìn)合規(guī)性

支持多種拓?fù)洌阂粋€(gè)器件用于升壓、降壓-升壓和 SEPIC 拓?fù)?/p>

支持多種操作模式：一臺(tái)設(shè)備用于 DCM、BCM 或 CCM

PWM 和模擬調(diào)光：適用于微控制器或模擬電路

70-kHz 至 700-KHz 可調(diào)頻率：在選擇頻率方面毫不妥協(xié)

MSOP-10EP 封裝：具有更少引線和外部元件的更小封裝

隨著電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上的發(fā)展，需要高度集成的 LED 驅(qū)動(dòng)器來節(jié)省安裝時(shí)間和成本，并為設(shè)計(jì)人員提供最大的設(shè)計(jì)靈活性，這一點(diǎn)非常重要。

TS19501的典型應(yīng)用電路

TS19501的功能塊

Parmenter 指出，雖然 TS19501 不是第一個(gè)應(yīng)對(duì)這一不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)器，但與競(jìng)爭(zhēng)器件相比，它確實(shí)為設(shè)計(jì)人員提供了更大的靈活性、更少的引腳以及通常更少的外部部件。

“我認(rèn)為有趣的一件事是，市場(chǎng)上的許多設(shè)備通常都采用引腳數(shù)非常多的封裝，”他說?！岸掖蠖鄶?shù)時(shí)候，當(dāng)你有很多引腳時(shí)，組裝成本會(huì)更高。一些客戶會(huì)告訴您，他們的裝配方程式中每個(gè)引腳都有成本。這取決于制造商。有些會(huì)，有些不會(huì)。但數(shù)字越高，對(duì)濕度的敏感程度也越高，這有時(shí)會(huì)使組裝復(fù)雜化。”

通過使 LED 工作在最佳工作點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)光轉(zhuǎn)換效率的最大化，因?yàn)樵谶@些器件中，電流、光通量和結(jié)溫之間存在特定的關(guān)系：通過增加電流，光通量LED 產(chǎn)生的光通量也會(huì)增加，但更大的功率耗散會(huì)導(dǎo)致結(jié)溫升高，進(jìn)而導(dǎo)致光通量降低。最后，為了延長(zhǎng) LED 的使用壽命，驅(qū)動(dòng)器必須保護(hù)發(fā)光二極管免受過壓和過熱的影響。

為了以最高效率運(yùn)行，LED 照明轉(zhuǎn)換器應(yīng)具有盡可能小的外形尺寸，并且應(yīng)能夠承受高溫，因?yàn)樗鼈兾挥诜浅？拷庠吹奈恢?。電子行業(yè)提供基于各種電路解決方案的驅(qū)動(dòng)器，以應(yīng)對(duì)所有不同的照明應(yīng)用，同時(shí)滿足所有技術(shù)要求。

審核編輯：郭婷