汽车前灯需要降压-升压型 LED 驱动器设计

电时意外断接，则将发生"负载突降"的情况。当电池电缆在汽车工作时出现松动、或者电池电缆在汽车行驶时出现断裂，这种情况就有可能发生。电池电缆的这种突然断接有可能导致高达 60V 的瞬态电压尖峰，因为交流发电机试图给不存在的电池完全充电。交流发电机上的瞬态电压抑制器通常将总线电压箝位在 30V 至 34V 之间，并吸收大部分浪涌电流；但是，交流发电机下游的 DC/DC 转换器和 LED 驱动器要承受高达 36V 的瞬态电压尖峰。在这类瞬态事件发生时，要求这些 LED 驱动器不仅不被损坏，还必须持续调节输出电压和 LED 电流。

一种面向汽车应用的同步降压-升压型高亮度 LED 驱动器

幸运的是，对这些难题已经有了新的解决办法，那就是凌力尔特的 LT3791 LED 驱动器。LT3791 是一款同步降压-升压型 DC/DC LED 驱动器和电压控制器，可提供超过 100W 的 LED 功率。其 4.7V 至 60V 的输入电压范围使该器件非常适用于多种应用，其中包括汽车、卡车甚至航空电子的高亮度 LED 前灯。类似地，其输出电压可以在 0V 至 60V 的范围内设定，从而能驱动多种单串 LED。

典型的 50W 前灯应用如图 2 所示。这个应用运用单个电感器，以在 2A 时准确地调节一个 25V 的 LED 串，并提供 50W LED 功率。该电路可提供一个 50:1 的 PWM 调光比，非常适合于满足防眩目自动调光要求。对输入和输出 (LED) 电流均进行了监视，同时提供了故障保护功能，以安然承受并报告 LED 开路或短路情况。

图 2：效率为 98%、功率为 50W (25V、2A) 的降压-升压型 LED 驱动器具 50:1 的调光比

其内部的 4 个降压-升压型开关控制器在输入电压高于、低于或等于输出电压时工作，从而非常适用于汽车等应用，在这类应用中，输入电压在启动 / 停止、冷车发动和负载突降情况下可能变化很大。在降压、直通和升压工作模式之间的转换是无缝的，从而不管电源电压的变化范围有多宽，都能提供良好的稳压输出。LT3791 的独特设计采用了 3 个控制环路，以监视输入电流、LED 电流和输出电压，并提供最佳性能和可靠性。

LT3791 运用 4 个外部开关 MOSFET，可连续提供从 50W 直至超过 100W 的 LED 功率，效率高达 98%，如图 3 所示。在以传统方式供电的车辆中，高效率是非常重要，因为可最大限度降低对散热器的需求，从而实现占板面积非常紧凑的扁平解决方案。而在电动汽车 (EV) 中，这种功率节省可在充电之间增加车辆运行的里程数，这是非常宝贵的。

±6% 的 LED 电流准确度确保 LED 串提供恒定照明，同时 ±2% 的输出电压准确度可提供几种 LED 保护功能，并使转换器能作为恒定电压源工作。LT3791 可按照应用要求，采用模拟或 PWM 调光方法。此外，其开关频率可在 200 kHz 至 700 kHz 范围内设定，或同步至一个外部时钟。其他特点包括输出断接、输入和输出电流监视器以及集成的故障保护。

图 3：图 2 中 LED 的效率

结论

对更高性能和更高成本效益永无止境的需求驱动了高亮度 LED 应用，尤其是对汽车前灯应用的持续加速增长。这些需求必须由新型高亮度 LED 驱动器 IC 来满足。新型 LED 驱动器必须提供恒定电流，无论输入电压或 LED 正向电压如何变化，都可保持均匀的亮度，并以高效率工作，而且提供非常宽的调光范围和各种保护功能，进而提高系统可靠性。当然，这些 LED 驱动器电路还必须能构成占板面积非常紧凑、扁平和热效率非常高的解决方案。幸运的是，凌力尔特不断重新定义其 LED 驱动器系列，以利用 LT3791 这类高亮度 LED 驱动器 IC 迎头战胜这些挑战。此外，凌力尔特已经开发出了一个完整的大电流 LED 驱动器 IC 系列，该系列专门针对汽车应用，适用于从先进的前向照明前灯到 LCD 背光照明的各种应用。汽车照明系统持续需要更高性能的 LED 驱动器，现在，设计师有了创新的 IC 解决方案来满足这种需求了。