几种车用LED驱动方案的比较
案对其进行驱动是无法产生足够的驱动电流的。此外,对上述串联LED进行驱动,电路中的电流可以被调整而实现的电流范围应该满足以下条件,即,经模拟调整实现的最大电流与经模拟调整实现的最小电流之间的比应大于10:1。一般情况下,经调整后电流的极值为1.5A,在试验研究中,模拟输出的电流的极值已经达到了大于3A小于6A的这个范围内,此时,用于实现点光源的单个二极管的光通量大于1000流明。
现在的问题是,哪种拓扑结构和哪种LED相匹配呢?下面的例子给出了一些用于特定应用领域,实现成本也合适的拓扑结构以及这些拓扑结构潜在的应用领域。选择这些例子的出发点是体现应用程序开发人员的愿望,也就是编制出一个拓扑结构为一个特定的组合,即,在照明设备上获得的恒定电流和电压的组合。如何设计这样的拓扑结构,有很多种思路。
线性拓扑结构
电源集成电路转换器适合于电流和功率比较小的LED灯,比如,转向灯、尾灯、雾灯,还有低成本的日间行车灯。这些电源集成电路的总成本比较小,而且典型的电源集成应用起来非常简单。原则上,电源集成电路工作期间对外的辐射量很小,所以几乎不需要为电源集成电路配EMC(电磁兼容性)滤波器。本文不讨论用于交换解决方案所需的电感式存储器的相关问题。
在选择对LED进行驱动的驱动方案时,选择哪种方案往往除了受到LED电路的限制之外,还要受到驱动器内的电流大小的限制。在车辆中常用的线性驱动器的电流极限值一般大于40mA小于70mA。电路设计人员必须针对此限制条件采取措施,以确保驱动器模块的温度不至于升至保证电路安全运行的极限值以上。当今业内已经开发出了相应的温度管理方案,能够确保在驱动器内的电流极限值能够大于150mA。elmos 半导体公司推出的E522.80/81/82/83LED控制器就是作为可行的温度管理方案的一个很好的例子,该系列LED控制器中内置了三个独立的电流源,在并联输出的情况下,向LED驱动的总电流可达450mA。
E522.81线性横流LED评估板
例如E522.80/81/82/83系列线性控制器可以作为电源集成电路型控制器控制如转向灯,尾灯等工作电流和功率比较小的LED灯,即,工作电流大约在大于40mA且小于70mA这个范围之内的LED灯。
此外,elmos Semiconductor公司还支持多颗芯片级联使用,当任何一串灯出现故障的时候进行故障诊断。在不同国家里针对处理单个LED故障设定了不同的处理目标和行业规则,这些目标和规则包括对故障公差的规定以及关于不完整的光源完全停止工作的规定和处理目标。如果设有一个本地的控制器,则PWM信号可以将可能存在的硬件缺陷精确地识别出来,并将识别得到的信息发回给控制器。
Boost-to-GND-拓扑结构
Boost-to-GND拓扑结构是一种典型的拓扑结构,它也被称作升压电路或者Step-Up升压转换器。它是一种效率很高且一般情况下EMC(电磁兼容性)非常友好的拓扑结构。然而,只有在所有的工作状态下,负载电压都大于输入电压时,才可以使用这种拓扑结构。所以在车辆照明电路中几乎不会使用这种拓扑结构。因为在这种拓扑结构中的驱动处设置了电感存储器,所在Boost升压转换器的输入电流大致维持不变,因此,这种拓扑结构相对于其他拓扑结构更容易被过滤。当这种拓扑结构的负载处于其可以使用的负载范围之内时,且考虑到Jumpstart的要求(在较长的一段时间内驱动电压在不高于28V的水平),则电路的电压在大于30V且小于60V的区间内。因为LED灯对温度条件要求非常高,所以从技术角度考虑,在上述电压区间内几乎不能在LED灯的电路中使用Boost拓扑结构。
最后但同样重要的一点是,如果输出电压超过了60V,则必须采取专门的措施,以确保人员在触碰相关电子器件不会被电击伤。当涉及带有更大的正向电压OLED stack时,Boost转换器的作用再一次扮演了更为重要的角色。例如, elmosE522.31/32/33/34就是作为LED控制使用的Boost转换器的解决方案。
Boost-to-Battery-拓扑结构
这种拓扑结构的基本原理和典型的Booster拓扑结构的基本原理类似,在这种拓扑结构中,LED负载的基点不是接地,而是驱动电压。Boost-to-Battery拓扑结构也可以被简称为Boost-to-Bat-拓扑结构,任意规格的输入电压在经过这种拓扑结构之后可以输出任意规格的输出电压。因此,从技术的角度上分析,它是一个Buck-Boost拓扑结构。
Boost-to-Battery拓扑结构也可以被简称为Boost-to-Bat-拓扑结构,任意规格的输入电压在经过这种拓扑结构之后可以输出任意规格的输出电压;然而,必须在这个拓扑结构中配置一个差分式电流检测放大器
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