LED 背光照明在汽车显示器照明中占据主导地位

汽车行业的主要挑战之一是，应对严酷的汽车电源总线电气环境。主要挑战是应对称为"抛载"和"冷车发动"的瞬态情况。抛载指的是，电池电缆断接而交流发电机仍然在给电池充电的情况。这种情况可能在电池电缆连接不牢固同时汽车正在运行时出现，或者在电池电缆断裂同时汽车正在运行时出现。这种电池电缆的突然断接可能产生高达 40V 的瞬态电压尖峰，因为交流发电机试图给并未连接电池满充电。交流发电机上的浪涌抑制器通常将总线电压箝位到约 36V，并吸收大部分电流浪涌，然而交流发电机下游的 DC/DC 转换器必须承受这些 36V 至 40V 的瞬态电压尖峰。人们期望发生这类瞬态事件时，这些转换器能够不被损坏并能够调节输出电压。现在有各种不同的保护电路，通常采用浪涌抑制器，因为浪涌抑制器可以在外部实现。不过，浪涌抑制器增大了成本、重量和占用的空间。

当汽车发动机处于很冷或冰冻温度中一段时间后，会发生冷车发动情况。这时发动机油变得极度粘稠，需要发动机启动器提供更大的扭矩，而这会从电池吸取更大的电流。这种大电流负载在点火瞬间可能将电池 / 主总线电压拉低至 4.0V，之后一般回复至标称的 12V。

解决这些困境的一种新的解决方案是凌力尔特公司的 LT3599，该器件能够承受这两种情况而不被损坏，而且能够提供一个稳定的固定输出电压。其输入电压范围为 3V 至 30V，瞬态保护至 40V，因此该器件非常适合汽车环境。甚至当 V_IN 高于 V_OUT 时 (这种情况可能在 36V 瞬态时发生)，LT3599 仍会提供稳定的所需输出电压。

大多数 LCD 背光照明应用都需要 10W 至 15W LED 功率，LT3599 的设计满足这种应用需求。该器件可以将汽车总线电压 (标称 12V) 提高至 44V，以驱动多达 4 个并联的 LED 串 (每串包含 10 个 100mA 串联 LED)。图 2 显示了 LT3599 驱动 4 个并联 LED 串的原理图，每串由 10 个 80mA LED 组成，总共提供 12W 功率。

图 1：采用 LT3599、效率为 90% 的 12W LED 背光照明电路

LT3599 采用自适应反馈环路设计，该设计方案调节输出电压，使其略高于 LED 串的最高电压。这最大限度减小了镇流电路损失的功率以优化效率。图 3 说明了 LT3599 的效率，其效率可高达 90%。这很重要，因为这样就不需要任何散热器了，从而可实现占板面积非常紧凑的扁平解决方案。对于驱动 LED 阵列而言，同样重要的是提供准确的电流匹配，以确保整个显示面板上的背光照明亮度保持一致。LT3599 在 -40?C 至 125?C 温度范围内确保 LED 电流变化低于 2%。

电流匹配随温度的变化 

效率随 LED 电流的变化

图 2：图 1 中 LT3599 的 LED 电流匹配和效率

LT3599 采用固定频率、恒定电流升压型转换器拓扑。其内部的 44V、2A 开关能够驱动 4 个 LED 串 (每串包括多达 10 个 100mA 串联 LED)。其开关频率在 200kHz 至 2.5MHz 范围内是可编程和可同步的，从而使该器件能够保持开关频率位于 AM 收音机频段以外，同时最大限度减小外部组件尺寸。该器件的设计还使其能够驱动 1 至 4 个 LED 串。如果使用较少的 LED 串，那么每串还能有更大的 LED 电流。每个 LED 串可以使用相同数量的 LED，也可以使用不同数量的 LED，以非对称形式运行。

LT3599 可用 True Color PWM™ 调光方法对 LED 调光，或通过控制引脚用模拟调光方法对 LED 调光。True Color PWM 提供高达 3,000:1 的调光比，汽车应用常常需要这么高的调光比。通过以满电流对 LED 进行 PWM 调光，可以消除 LED 光的任何颜色偏移，而且由于频率非常高，所以人眼察觉不到。模拟调光提供了一种非常简便的方法，通过改变 CNTRL 引脚电压的值，可实现高达 20:1 的调光比。这种调光方法的效果取决于 LCD 面板所处环境光线的变化。最后，LT3599 集成了保护功能，包括开路和短路保护以及报警引脚。

结论

高亮度 (HB) LED 用于汽车应用的增长潜力很大，可以毫无疑问地说，相对于今天的采用率而言，这会导致对 LED 本身以及驱动 LED 所需的驱动器 IC 的需求出现显著增长。凌力尔特已经开发出专门针对汽车应用的完整大电流 LED 驱动器产品系列