如何优化汽车照明的LED驱动程序

随着越来越多的汽车制造商转向LED照明以利用该技术的效率和节能，下一代LED驱动器正在提供一些功能，为汽车照明设计人员提供了新的方法来优化他们的性能和尺寸设计。这些功能包括可调开关频率和电流检测阈值，以及独立的脉冲宽度调制（PWM），以及与不同调光控制方法和电流匹配相连的模拟输出，无需镇流电阻。

IMS Research（现为IHS Electronics＆amp; Media的一部分）表示，内部和外部汽车照明是LED驱动器IC快速增长的市场之一。内部应用包括LCD显示器背光，导航显示，信息娱乐和仪表板。它们还用于环境，阅读，脚部空间和行李箱照明。据IMS称，LED驱动器的主要外部应用是后部和刹车灯。

本文将研究解决其中许多应用程序的LED驱动程序示例。这些例子包括Allegro MicroSystems的A6263，A6269和A6268，以及德州仪器的TPS92690。

Allegro MicroSystems公司开发了用于汽车内部照明的双通道和四通道LED驱动器。 A6263（图1）是一款线性可编程电流调节器，可从四个输出中的每一个输出高达100 mA的电流，以驱动高亮度LED阵列。这些驱动器IC的应用包括地图和圆顶照明以及外部重点照明。

图1：Allegro MicroSystems的四通道LED驱动器针对地图和圆顶照明以及外部重点照明（由Allegro MicroSystems提供）。

单个参考电阻设置每个输出的稳压LED电流。镇流电阻器不需要匹配每个串中的电流。 Allegro表示，“以恒定电流驱动LED确保安全运行，并实现最大可能的光输出”。

该器件可防止常见故障，包括LED串短路至GND，单个或多个LED短路，LED灯串开路，IC引脚开路/短路和过热。如果一个LED灯串打开或短接到地，则该串被禁用，而其他LED串继续工作。

驱动器包括一个温度监控器，可在芯片温度超过热阈值时降低LED驱动电流。 Allegro表示可以调整或禁用热降额阈值。

Allegro的双通道A6269（图2）驱动器是一种线性可编程电流调节器，可以驱动两个高亮度LED串，每个高达200 mA。该设备可用于室内照明应用，如地图和圆顶照明，手套箱，梳妆镜，门（水坑灯）和行李箱灯。

图2：Allegro MicroSystems的A6269驱动两个LED灯串，每个LED灯串高达200 mA，目标是地图和圆顶灯，手套箱，梳妆镜，门和行李箱灯（由Allegro MicroSystems提供）。

与A6263一样，单个参考电阻设置A6269的每个输出的稳压LED电流，镇流电阻不需要匹配每个串中的电流。它还包含一个温度监控器，可在温度超过可调温度阈值时降低LED电流。

主要功能包括用于开关（开/关）和主控制（开/关/调光/调光）信号的双控制引脚，以及用于在短路接地期间保护LED和器件的短路检测在任何LED输出引脚。当短路被移除时，输出自动恢复调节电流。

Allegro在其产品组合中增加了汽车级高电流LED驱动器。 DC/DC转换器控制器提供可编程恒定电流输出，用于串联驱动高功率LED。 A6268（图3）的汽车应用包括LED头灯，日间行车灯（DRL）和雾灯。该驱动器IC也可用于工业应用。

图3：Allegro MicroSystems的A6268可配置为接地参考或电源参考升压转换器（由Allegro MicroSystems提供）。

Allegro表示，A6268可在宽输入电压范围内工作，适用于启动/停止设计以及处理双电池和抛负载条件。它还旨在通过使用外部逻辑电平MOSFET和最少的额外外部元件来降低成本。

器件的最大LED电流通过一个外部检测电阻设置，可以使用电流基准输入进行修改。通过使能输入可以实现直接PWM控制，该输入还提供关断模式。

DC/DC转换器具有设计灵活性，可配置为以地为参考的升压转换器或以电源为参考的升压转换器，以提供降压 - 升压功能。根据Allegro的说法，降压 - 升压拓扑结构的优势在于它确保在关断时没有通过LED的泄漏路径，并且在上电时没有浪涌电流。此外，100至700 kHz的可编程开关频率可最大限度地降低EMI/EMC和AM频带避免。

主要功能包括集成诊断和两个故障输出，可指示VIN和VREG欠压，芯片过热，输出开路，LED短路和LED欠电流。该器件可配置为LED连接提供短路和短路保护，以及LED过流和短路LED串保护。 Allegro说，一个独特的功能是该设备能够检测一个或多个短路LED。

德州仪器（TI）还开发了一款用于汽车前照灯和雾灯的大功率LED驱动器。 TPS92690（图4）也可用于通用区域照明。这款高功率，可调光，多拓扑DC/DC LED驱动器具有可调开关频率和低侧电流检测功能。

图4：TI的TPS92690大功率LED驱动器支持多种拓扑结构，包括升压，SEPIC，Cuk和反激（德州仪器公司提供）。

具有低端电流检测的TPS92690 N沟道MOSFET控制器支持升压（升压）或升压/降压（SEPIC，Cuk，反激）LED驱动器拓扑。据TI称，DC/DC LED控制器提供多种功能，可帮助设计人员优化系统。其中包括可调节的开关频率（最高2 MHz）和电流检测阈值，使设计人员能够优化LED驱动电子设备，实现小尺寸，高效率或两者之间的平衡。其他优化功能包括独立的脉冲宽度调制（PWM）和模拟输入接口，以及常见的调光控制方法，以调节LED电流或实现热折返。

TPS92690还具有内部振荡器，用于设置转换器的开关频率，但TI表示，它可以通过外部时钟过驱动，以便在设计中将开关频率与其他转换器同步。由于该器件的低端电流检测，可以使用低EMI拓扑结构，例如Cuk转换器，同时仍然保持与LED负载的单线连接。