汽車也需要?LED - LED 開始占據(jù)主導(dǎo)地位

今年，高亮度?LED?的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到?120?億美元，到?2015?年，預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到?202?億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了?30.6%?(根據(jù)Strategies?Unlimited?的研究)。驅(qū)動(dòng)這種顯著增長(zhǎng)的關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域之一是用于汽車中的?LED。應(yīng)用包括從前燈、白天行車燈和剎車燈到儀表板顯示器背光照明、以及所有種類的車內(nèi)梳妝照明。不過(guò)，為了保持這種令人印象深刻的增長(zhǎng)率，LED?不僅必須提供更高的可靠性、更低的功耗和更緊湊的外形尺寸，還必須在對(duì)比度和顏色準(zhǔn)確度方面做出改進(jìn)。此外，在汽車環(huán)境中，所有這些改進(jìn)都必須進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還要承受相對(duì)苛刻的汽車電氣及物理環(huán)境的考驗(yàn)。不言而喻，用在汽車中的解決方案必須提供非常扁平和緊湊的占板面積，同時(shí)還要提高總體成本效益。

不過(guò)，汽車照明領(lǐng)域這種令人印象深刻的增長(zhǎng)潛力是由哪些因素支撐的呢??首先，LED?的發(fā)光效率是白熾燈泡的?10?倍，而且?guī)缀跏菬晒鉄?(包括冷陰極熒光燈)?的兩倍，?因此降低了提供給定的光輸出量?(以?lm/W?為單位衡量)?所需的電功率。隨著?LED?的進(jìn)一步發(fā)展，其效用或從電源產(chǎn)生光輸出的能力只會(huì)繼續(xù)提高。其次，我們是一個(gè)關(guān)注環(huán)保的世界，而?LED?照明不需要處理、暴露和棄置于冷陰極熒光燈?(CCFL)?中常見的有毒水銀蒸氣。簡(jiǎn)言之，LED?是“綠色”的。最后，白熾燈泡在使用約?1000?小時(shí)以后，常常需要更換，而熒光燈可以持續(xù)使用長(zhǎng)達(dá)?1?萬(wàn)小時(shí)。不過(guò)，與?LED?照明提供超過(guò)?10?萬(wàn)小時(shí)的壽命相比，這些數(shù)字就相形見絀了。

在大多數(shù)應(yīng)用中，這種更長(zhǎng)的工作壽命使?LED?能永久性地嵌入到最終應(yīng)用中。這對(duì)汽車儀表板、儀器以及信息娛樂(lè)系統(tǒng)顯示器的背光照明而言，顯然非常重要，不過(guò)，對(duì)于前燈和剎車燈來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)工作壽命也成了“必須具備”的成份，因?yàn)樵谄嚬ぷ鲏勖趦?nèi)，這些燈就不需要更換了。此外，LED?的外形比其他燈可小好幾個(gè)位量級(jí)，也更緊湊，而且通過(guò)紅、綠和藍(lán)光?LED?配置，可以提供無(wú)限多種顏色。

不過(guò)，汽車照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師面臨的最大障礙之一是，怎樣優(yōu)化最新一代?LED?具有的所有特色和益處。因?yàn)?LED?一般需要一個(gè)準(zhǔn)確和高效率的電流源和一種調(diào)光方法，LED?驅(qū)動(dòng)器?IC?必須設(shè)計(jì)成能在多種工作條件下滿足這些要求。另外，它們的電源解決方案必須非常高效、堅(jiān)固和可靠，同時(shí)還必須非常緊湊和富有成本效益?？梢哉f(shuō)，就驅(qū)動(dòng)?LED?而言，最苛刻的應(yīng)用之一將是前燈組裝?(由遠(yuǎn)光燈和近光燈、白天行車燈、霧燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈組成)，因?yàn)檫@些燈處于嚴(yán)酷的汽車電氣環(huán)境中，同時(shí)必須適應(yīng)范圍很寬的溫度變化。與此同時(shí)，這些燈還必須能放入非常受限的空間中，并具富吸引力的成本結(jié)構(gòu)。

面向汽車前燈應(yīng)用的新型?LED?驅(qū)動(dòng)器?IC

LT3791?是一款同步?4?開關(guān)降壓-升壓型?LED?驅(qū)動(dòng)器和穩(wěn)壓器控制器，非常適用于驅(qū)動(dòng)汽車前燈應(yīng)用中的高亮度?LED。該控制器用高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓工作。該器件具有?4.5V?至?60V?的輸入范圍和?0V?至?60V?的輸出范圍，還能在工作模式之間無(wú)縫轉(zhuǎn)換。

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圖?1：LT3791?以高達(dá)?100W?的功率驅(qū)動(dòng)一個(gè)?3A?LED?陣列

LED?POWER：LED?功率

一個(gè)以地為參考的基準(zhǔn)電壓反饋引腳?(FB)?用作幾個(gè)?LED?保護(hù)功能的輸入，并使轉(zhuǎn)換器能作為恒定電壓源工作，如圖?1?原理圖所示。該器件提供故障保護(hù)，以承受并報(bào)告?LED?開路或短路情況，同時(shí)定時(shí)器允許?LT3791?連續(xù)運(yùn)行、在發(fā)生故障時(shí)鎖斷或重啟。

LT3791?具有專有的電流模式拓?fù)浜涂刂萍軜?gòu)，在降壓或升壓模式均使用電流檢測(cè)電阻器。被檢測(cè)的電感器電流由?VC?引腳上的電壓控制?(參見圖?2)，該引腳是反饋放大器?A11?和?A12?的輸出。

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圖?2：LT3791?方框圖

該?VC?引腳由?3?個(gè)輸入控制，一個(gè)來(lái)自輸出電流環(huán)路，另一個(gè)來(lái)自輸入電流環(huán)路，最后一個(gè)來(lái)自反饋環(huán)路。哪一個(gè)反饋環(huán)路電壓較高，哪一個(gè)就優(yōu)先，從而強(qiáng)制轉(zhuǎn)換器或者進(jìn)入恒定電流模式，或者進(jìn)入恒定電壓模式。

LT3791?設(shè)計(jì)為在兩種工作模式之間徹底轉(zhuǎn)換。再次參見圖?2?所示的方框圖，電流檢測(cè)放大器?A1?檢測(cè)?IVINP?和?IVINN?引腳之間的電壓，并向放大器?A11?提供預(yù)增益。當(dāng)?IVINP?和?IVINN?之間的電壓達(dá)到?50mV?時(shí)，A1?的輸出就提供?IVINMON_INT，以使?A11?的輸出倒相，而且轉(zhuǎn)換器處于恒定電流模式。如果電流檢測(cè)電壓超過(guò)?50mV，那么?A1?的輸出就提高，從而引起?A11?的輸出降低，進(jìn)而降低提供給輸出的電流。電流檢測(cè)電壓以這種方式調(diào)節(jié)到?50mV。

輸出電流放大器的工作過(guò)程與輸入電流放大器類似，但是具?100mV?電壓而不是?50mV。輸出電流檢測(cè)值是通過(guò)?CTRL?引腳可調(diào)的。強(qiáng)制?CTRL?達(dá)到低于?1.2V，就可強(qiáng)制?ISMON_INT?達(dá)到與?CTRL?相同的值，從而提供電流大小控制。輸出電流放大器提供軌至軌工作。類似地，如果?FB?引腳高于?1.2V，那么?A11?的輸出就降低，以減少電流值，并調(diào)節(jié)輸出。這是恒定電壓模式。

LT3791?提供監(jiān)視引腳?IVINMON?和?ISMON，這兩個(gè)引腳的電壓分別與輸入和輸出電流放大器上的電壓成正比。

結(jié)論

在任何類型環(huán)境?(包括汽車)?中使用?LED?照明的好處具有多項(xiàng)積極的意義。首先，這些?LED?燈從不需要更換，因?yàn)樗鼈兊目煽繅勖^(guò)了?10?萬(wàn)小時(shí)，相當(dāng)于?11.5?個(gè)使用年限。以汽車前燈為例，這允許汽車制造商永久性地將?LED?燈嵌入到車體中，而不需要為了更換而讓?LED?燈能拿出來(lái)。款式也有可能有很大的改變，因?yàn)?LED?照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡那么大的深度或面積。最后，在提供光輸出?(以?lm/W?為單位衡量)?方面，LED?一般還比熒光燈效率高。這產(chǎn)生了兩個(gè)積極影響。首先，LED?燈消耗更低的汽車總線電功率，另外，同樣重要的是這降低了需要在前燈中散出的熱量，從而不再需要笨重、昂貴的散熱器。

最后，希望您喜歡這篇光的簡(jiǎn)史，從近?140?億年前的宇宙大爆炸到今天?LED?開始占據(jù)主導(dǎo)地位，光的發(fā)展可謂多彩多姿?；仡欉^(guò)去，我們可以清晰地看到，人造光源的創(chuàng)新步伐已達(dá)到了以指數(shù)規(guī)律加快。顯然，LED?的未來(lái)一片光明，而白熾燈時(shí)代已經(jīng)顯露黯然之態(tài)。不過(guò)，我們?nèi)匀挥幸粋€(gè)揮之不去的問(wèn)題：“照明領(lǐng)域的下一件大事會(huì)是什么?”敬請(qǐng)關(guān)注。