LED及CCFL在汽车照明中的应用

加强显示背光

目前有越来越多的LCD被应用在仪表总成、车用电脑、收音机、导航系统以及娱乐系统上，用来显示信息，和以上的例子不同，背光主要是将光分散在大区域面积上而非产生一个聚焦光束。

传统上LCD面板使用CCFL灯管作为背光源，主要是这项技术拥有良好效率、低温以及高照明能力等优势，虽然CCFL控制器在非汽车类应用中，例如液晶电视或液晶显示器上相当成功，但汽车的工作环境却对这项技术带来特殊的挑战与要求，为了让元件数减少，CCFL控制器必须包含包括如EMI抑制、灯管电流过度驱动（overdrive）能力，以及将接脚数降到最低的串行控制接口、各信道灯管失效监测、灯管频率与DPWM控制用精确内建振荡电路以及其它功能等，这类解决方案有美信（Maxim）公司的DS3881，请参考图3（a），其只需少许的外加电路，就能够组合出完整的CCFL电源控制子系统，请参考图3（b）。DS3881主要针对汽车应用环境进行最佳化设计，由于所采用的基础电路组态，因此外部晶体管、变压器以及灯管本身就形成了EMI的噪声来源，DS3881通过使用展频与频率偏移技术来降低EMI发射，并将任何未移除噪声移到非关键频带来解决这个问题。

汽车应用的另一个独特要求是能够在低温下工作，DS3881拥有特殊的灯管电流过度驱动模式，可以在低温环境下快速加热灯管，带来几乎立即激活的效果，这款产品同时拥有大量的错误监测功能，例如灯管失效、灯管开路、过电流、激活失败以及过电压等情况。

汽车应用的另一个独特要求是能够在低温下工作，DS3881拥有特殊的灯管电流过度驱动模式，可以在低温环境下快速加热灯管，带来几乎立即激活的效果，这款产品同时拥有大量的错误监测功能，例如灯管失效、灯管开路、过电流、激活失败以及过电压等情况。

由于具有高度整合的特性，DS3881只需搭配相当少的外部元件，因此能够降低材料成本并简化量产流程，对于需要超过一根灯管的大型显示应用，则可以直接将多个DS3881控制器加以串接，所有的功能都能够通过电路联机或串行接口进行控制，而设定值则可以存储在内建的非挥发性内存中。

对于较小型的显示面板，就可以使用LED矩阵来取代CCFL背光，不过使用多个LED串也会带来相对的设计挑战，其中最明显的是如何能够在整个区域提供一致的照明与色彩输出。推动LED背光矩阵的一个方式是采用内含8个LED驱动通道，分别可以提供55mA电流输出的MAX16807与MAX16808，请参考图4（a），图4（b）则显示了采用MAX16807的典型电路如何简化系统，只需少数几个元件就能够完成背光驱动子系统的设计。

MAX16807∕808可以应用在降压、升压或SEPIC模式下，依输入电压范围以及每个输出上所串联的LED数量而定，加上一个外部电阻以及一个齐纳二极管就可以让组件不受负载突降的影响。虽然所有LED串的电流只通过一个电阻控制，但是每个LED串的电流也可以独立控制，这样的结构可以达到每个LED串间±3%以下的电流匹配误差，不需外加任何元件。

由于每个LED串可以独立进行控制来调整相互间不匹配的情形，因此所有LED串的明暗可以同时通过使能（Enable）接脚加以控制，通过50Hz到30kHz的明暗控制频率范围，可以达到5000：1的明暗比变化，这么高的明暗比对必须在黑暗以及明亮阳光照射下还能轻松检视的汽车显示相当重要，由20kHz到1MHz的可调切换频率范围更让我们可以选择不会与系统中其它部分，例如收音机接收器干扰的频率，此外，MAX16808更加入了LED开路错误监测等功能，这些控制器也可以通过串接来推动较大的LED矩阵。

　　外部照明需求

外部照明应用带来了安全性与维护等新问题，因此需要更高功率的照明，外部照明，例如尾灯、刹车指示灯以及紧急警告灯或雾灯等，都必须能够正常运作以避免发生严重的安全问题，尾灯必须在远距离就能看清，同时不会对大区域提供照明，因此汽车内部照明所使用的相同LED与电流规格也可以使用在这些外部照明应用上，这代表了以上所讨论，针对内部照明应用设计的MAX16800、807与808驱动芯片也可以应用在这些场合，由于尾灯所使用的LED数量通常高于内装应用，因此必须使用多颗驱动芯片，使用多颗驱动芯片同时还可以带来单一线路失效仍能保证运作的容错备用功能，相同的作法也可以应用在刹车指示灯或其它信号灯的设计上。

对于需要高照明功率，例如照明灯或雾灯等应用就必须使用多个高亮度LED（High BrightLED；
HBLED），但是高亮度LED却需要超高驱动电流，要产生所需的电流会使用太多的驱动芯片，因此较简单的解决方案是使用可以推动高电流晶体管的控制器，为高亮度LED提供高达30A的电流，这类组件的一个范例为MAX16818，请参考图5。