提高LED在汽車應(yīng)用中的可靠性資料下載

在前一篇中提到，如果LED燈珠在其額定參數(shù)范圍內(nèi)及有良好散熱的情況下使用，LED的使用壽命可以很長(zhǎng)。下面以尾燈模塊（位置燈和剎車燈）為例，在簡(jiǎn)化模塊設(shè)計(jì)的前提下，如何給LED提供一個(gè)正常穩(wěn)定持續(xù)的工作環(huán)境，以及當(dāng)燈珠或燈串出現(xiàn)故障時(shí)，診斷保護(hù)和故障報(bào)錯(cuò)如何發(fā)揮作用。 1、恒流工作設(shè)定 在車載12伏系統(tǒng)中，通常電子模塊輸入電壓范圍大約在9-16伏。在這個(gè)相對(duì)比較寬泛電壓范圍內(nèi)，與前置使用恒壓芯片的方案不同的是，使用線性恒流源驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，需要考慮在額定輸出電流情況下，最高輸入電壓時(shí)，線性驅(qū)動(dòng)芯片上可以承受的最大功率。 圖1是一個(gè)使用線性恒流源驅(qū)動(dòng)，組成位置燈和剎車燈共用部分的結(jié)構(gòu)。 圖1：線性恒流源驅(qū)動(dòng)：位置燈和剎車燈共用部分組成結(jié)構(gòu) 2、調(diào)光 尾燈模塊中，當(dāng)剎車燈和位置燈復(fù)用LED時(shí)，需要用到調(diào)光功能。 調(diào)光分為模擬調(diào)光和數(shù)字調(diào)光。 模擬調(diào)光：通過(guò)改變通過(guò)LED上的電流值來(lái)調(diào)節(jié)光源的亮度。 數(shù)字調(diào)光：PWM占空比調(diào)光，即通過(guò)改變LED上的電流通斷時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)光源的亮度。 尾燈中常用數(shù)字調(diào)光，相對(duì)模擬調(diào)光來(lái)說(shuō)，數(shù)字調(diào)光精度更容易控制，而且LED的發(fā)光不容易產(chǎn)生色偏。 由于剎車燈和位置燈復(fù)用，在尾燈模塊中通常需要使用兩種數(shù)字調(diào)光的占空比。這時(shí)PWM信號(hào)可以有兩種來(lái)源：一種是來(lái)自外部BCM信號(hào)，另一種是尾燈模塊中有產(chǎn)生PWM信號(hào)的器件。 有些驅(qū)動(dòng)芯片（Basic和Basic 部分產(chǎn)品，英飛凌線性電流源系列）集成了PWM發(fā)生器，無(wú)需為產(chǎn)生 PWM 信號(hào)而增加微控制器或信號(hào)發(fā)生器。并且可以提供兩種占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車燈和位置燈復(fù)用功能。如圖1所示。當(dāng)尾燈模塊中需要多個(gè)相同的PWM邏輯時(shí)，只使用一片帶有PWM發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)芯片輸出端，可以為級(jí)聯(lián)的多片驅(qū)動(dòng)提供PWM信號(hào)輸入，達(dá)到在最大程度上簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的。 3、診斷功能 LED燈珠常見故障模式包括開路和短路兩種模式。當(dāng)幾個(gè)LED串聯(lián)使用時(shí)，故障模式包括開路，整串短路，以及單顆LED短路。 大部分情況下，開路是占到LED 故障模式的80%，短路發(fā)生占比一般較小。 ? 開路檢測(cè) 線性恒流源驅(qū)動(dòng)芯片通常采用對(duì)比供電電壓和輸出電壓的壓差方法來(lái)檢測(cè)是否發(fā)生開路。 當(dāng)檢測(cè)有開路發(fā)生時(shí)，可以做報(bào)錯(cuò)，也可以做N-1功能（關(guān)閉同功能組的其他LED燈串）。 ? 整串短路 當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片檢測(cè)到輸出電壓低于短路電平閾值以下時(shí)，會(huì)關(guān)掉該路輸出，達(dá)到保護(hù)芯片和PCB電路板的目的。 ? 單顆短路 單個(gè)短路的情形相對(duì)上面兩種診斷來(lái)說(shuō)難度更大一些。舉例，當(dāng)三顆LED串聯(lián)情況下，其中一顆發(fā)生短路時(shí)的檢測(cè)方法如下。 Basic 系列提供的方式是，以獨(dú)立的管腳連接電阻設(shè)定一個(gè)參考電壓，這個(gè)參考電壓設(shè)定應(yīng)該在兩顆LED工作時(shí)的最大輸出電壓和三顆LED工作的最小輸出電壓之間。當(dāng)發(fā)生單顆短路時(shí)，使用和整串開路/短路不同的故障處理方式，以便和這兩種故障加以區(qū)分。 4、保護(hù)功能 ? 過(guò)溫保護(hù) 當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片和LED布置在同一塊PCB板上時(shí)，為了防止由于LED或者驅(qū)動(dòng)芯片本身的過(guò)熱帶來(lái)的溫升，芯片集成限制輸出電流功能，以達(dá)到最終限制LED和驅(qū)動(dòng)芯片的發(fā)熱情況。當(dāng)驅(qū)動(dòng) 芯片結(jié)溫接近最高溫度前，逐步減小輸出電流直到零安倍。當(dāng)結(jié)溫下降后，輸出功能可自動(dòng)恢復(fù)。這其中也包括了過(guò)載情況的保護(hù)。 圖2：高結(jié)溫時(shí)輸出電流降低曲線示意圖 5、故障處理 整車中尾燈模塊的電源上電和控制信號(hào)均來(lái)自于BCM，當(dāng)尾燈運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生故障時(shí)，報(bào)錯(cuò)的反饋信息也是發(fā)送給BCM, 不同的BCM要求的報(bào)錯(cuò)處理機(jī)制可能不盡相同。所以當(dāng)尾燈模塊出現(xiàn)上述提到的情況， 會(huì)有以下不同的處理方式。 開路或整串短路時(shí) ?報(bào)錯(cuò)后不關(guān)閉輸出 ?報(bào)錯(cuò)后關(guān)閉輸出 ?報(bào)錯(cuò)后延時(shí)關(guān)閉輸出 單顆LED短路時(shí) ?報(bào)錯(cuò)后不關(guān)閉輸出 ?報(bào)錯(cuò)，延時(shí)重試，如錯(cuò)誤持續(xù)，則延時(shí)關(guān)閉輸出，如錯(cuò)誤消失則恢復(fù)輸出。 ?報(bào)錯(cuò)后延時(shí)關(guān)閉輸出，報(bào)錯(cuò)信息自鎖，驅(qū)動(dòng)芯片相應(yīng)管腳需要重置后，恢復(fù)輸出。 BCM可以根據(jù)相關(guān)的報(bào)錯(cuò)信息，區(qū)別不同的故障情況，對(duì)不同功能燈做相應(yīng)后續(xù)處理。 上述故障處理方式的不同組合，可以簡(jiǎn)化模塊設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)適應(yīng)OEM的各種不同需求。 綜上所述，利用智能線性驅(qū)動(dòng)芯片的上述優(yōu)勢(shì)，可以提高LED在汽車應(yīng)用中的可靠性，優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)成本控制。希望以上介紹能夠?qū)Υ蠹沂褂孟嚓P(guān)產(chǎn)品有所幫助。 相關(guān)閱讀： 本文轉(zhuǎn)載自： 英飛凌汽車電子生態(tài)圈（本文作者：秦天鶴） 免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。