適用于汽車(chē)應用的高亮度LED驅動(dòng)電路

近年來(lái)，高亮度LED應用發(fā)展神速，特別是在指示牌、交通信號燈方面。而對汽車(chē)應用來(lái)說(shuō)，LED亦有極大的吸引力，長(cháng)壽命、抗震、高效、對光源良好的控制能力，都是它的優(yōu)勢。當然，相對于白熾燈，LED需要驅動(dòng)電路，還有汽車(chē)電氣是靠酸鉛蓄電池供電的，是機械驅動(dòng)的交流發(fā)電機充電，這類(lèi)電池適合白熾燈，不適用LED，因此，設計一種穩壓性能良好而又低噪聲的驅動(dòng)電路是十分必要的。

　　理論上，LED光輸出與驅動(dòng)電流有關(guān)，而與電源電壓無(wú)關(guān)。最對低要求應用，如果電源電壓穩定的話(huà)，一個(gè)電阻就可限制電流。值得注意的是，對這種最簡(jiǎn)單的應用電路，LED在一定程度上顯示出自穩定特性。亦即，若溫度升高的話(huà)，LED的光輸出減少，但同時(shí)其正向壓降亦降低，使驅動(dòng)電流增加，從而補償了較高溫度下光輸出的減少。遺憾的是，汽車(chē)電源的變化范圍是很大的，在8V-18V之間，峰值電壓可達幾十伏。此外，高亮度LED驅動(dòng)電流大，會(huì )在電阻上產(chǎn)生大量的熱量，使散熱設計復雜化。

　　相對簡(jiǎn)單的方案是使用線(xiàn)性降壓穩壓器(圖1)，D1是一個(gè)穩壓二極管，通過(guò)LED的電流設定為VD1/RSET。D2對基極二極管進(jìn)行濕度補償。這個(gè)電路仍然存在能量損失問(wèn)題和電阻散熱問(wèn)題。對于低電流LED，尤其是串聯(lián)后的LED正向壓降和稍低于電源電壓的場(chǎng)合，這個(gè)電路不失為經(jīng)濟有效的方案。

圖1 簡(jiǎn)單穩流電路

　　在多數場(chǎng)合，開(kāi)關(guān)電源提供一種更佳的電氣解決方案。顧名思義，開(kāi)關(guān)電源是開(kāi)關(guān)工作的，在一個(gè)周期，對RLC電路充電;在下一個(gè)周期，存儲的能量用來(lái)驅動(dòng)負載。這類(lèi)電路效率極高，一般都能達到90%以上，開(kāi)關(guān)穩壓器能提升電壓，降低電壓，還能產(chǎn)生極性相反的電壓，這是線(xiàn)性穩壓器所不具備的。

　　最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)穩壓器是圖2所示的降壓穩壓器，輸入電壓與LED電壓之間的壓差對電感L充電，電流隨之增加，當流達到預設的值時(shí)，控制電路將串聯(lián)的晶體管關(guān)閉，在LED通路形成一個(gè)交變電流。注意，在LED驅動(dòng)應用中，開(kāi)關(guān)穩壓電路控制電流的峰值。這個(gè)值由可編程IC或外部元件來(lái)設定。電流值也由 FET開(kāi)關(guān)漏極上檢測電阻來(lái)定義。降壓穩壓器流過(guò)LED的電流是連續的，但是交變的，而對電源而言是不連續的，這對電源工作會(huì )產(chǎn)生一事實(shí)上的影響，也增加了電源線(xiàn)上的噪聲。

圖2 降壓型開(kāi)關(guān)穩流電路