適合于汽車(chē)照明應用的各種LED驅動(dòng)器方案及應用

3) 涵蓋降壓、升壓及降壓-升壓等不同配置的LED開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器

驅動(dòng)LED的開(kāi)關(guān)穩壓器的能效一般介于50%至90%之間，涉及降壓、升壓及降壓-升壓等不同拓撲結構，講究EMI控制方法，主要用于汽車(chē)內部照明、停車(chē)燈、霧燈、日間行車(chē)燈及側面標志燈等應用。安森美半導體應用于汽車(chē)LED照明的開(kāi)關(guān)穩壓器產(chǎn)品如表1所示。

其中，典型升壓控制器有如NCV8871。這是是一款帶多功能啟用(Enable)/同步(SYNC)引腳、能以外部時(shí)鐘同步的升壓控制器，用于驅動(dòng)外部N溝道MOSFET。這器件可在3.5 V至 40 V的寬電池電壓范圍條件下工作，專(zhuān)門(mén)用于-40℃至150℃結溫，在工作溫度條件下提供±2.0%的輸出電壓精度，并提供低關(guān)閉電流(典型值小于10 μA)，幫助降低電能消耗。

在降壓開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器方面，包括NCV8842、NCV8843及NCV51411等產(chǎn)品，適合于車(chē)身/遠程信息系統等應用。NCV8842/3是帶同步功能的1.5 A、170/340 kHz降壓驅動(dòng)器，支持4.5 V至40 V輸入電壓，而輸出電壓可從1.27 V開(kāi)始編程設定。同步引腳功能用于改善EMI性能。NCV5141x(如NCV51411及NCV51413)是CS5141x針對汽車(chē)應用的版本，提供高能效，在9到15 V輸入電壓條件下，以700 mA電流驅動(dòng)2顆正向壓降為3.5 V LED的能效基本高于85%。另一款支持4.5至45 V輸入電壓的汽車(chē)級同步降壓控制器甚至在寬負載電流條件下提供高于93%的能效，且在休眠模式下的最大靜態(tài)電流僅為1 μA。

表1：安森美半導體應用于汽車(chē)LED照明的開(kāi)關(guān)穩壓器產(chǎn)品

此外，安森美半導體還提供多款能用于汽車(chē)LED照明的多拓撲結構開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器，包括NCV33063AV、NCV3065及NCV3163等。其中，NCV33063AV和NCV3065均支持最大1.5 A電流，能夠配置為降壓、升壓、SEPIC或降壓-升壓等拓撲結構，適合汽車(chē)內部照明應用。NCV3065亦可用于內部照明，針對的是對成本非常敏感的應用，如果要求更高電流，還能配置為控制器。NCV3163則是一款最大電流3.4 A的單片開(kāi)關(guān)穩壓器，使系統設計人員能夠以最小數量的外部元件應用降壓、升壓或降壓-升壓(電壓反轉)拓撲結構。

4) 針對前照燈及組合尾燈等應用的高集成度照明管理IC

汽車(chē)的前照燈包括不同細分領(lǐng)域，如日間行車(chē)燈(DRL)、近光及遠光燈、信號燈和霧燈等。前照燈中最早應用LED的是日前行車(chē)燈。而隨著(zhù)高亮度LED的成本持續降低及性能持續提升，越來(lái)越多的新車(chē)設計正更廣泛地將LED用于其它前照燈領(lǐng)域，如近光及遠光燈、信號燈及霧燈等，甚至利用LED提供光束整形、路面聚光(motorway spot)等新興功能。

一般而言，汽車(chē)前照燈要求支持從單個(gè)LED到多串LED，電壓可高達60 V;此外，還要求支持脈寬調制(PWM)調光(如用于示廓燈)、高集成度、高能效、LED串低電磁輻射、集成診斷及通信接口等。安森美半導體針對LED汽車(chē)前照燈系統開(kāi)發(fā)了NCV78663電源鎮流器及雙LED驅動(dòng)器。NCV78663是先進(jìn)的高可靠性、高能效的系統級芯片(SoC) LED驅動(dòng)器，支持達2 A電流，提供高于90%的總能效，驅動(dòng)高達60 V電壓的多串LED，能以PWM調光維持色溫及控制平均電流，使設計人員能夠以一顆高集成度的SoC控制遠光燈及近光燈、日間行車(chē)燈、轉向指示燈及霧燈，所需外部元件極少。這器件通過(guò)SPI接口與外部微控制器通信，在上電后動(dòng)態(tài)地控制系統參數、檢測LED工作狀態(tài)并反饋診斷信息。圖5顯示的是NCV78663在先進(jìn)的汽車(chē)前照燈應用中的電路圖。

圖5：a) 汽車(chē)LED前照燈應用圖例;b)基于NCV78663的汽車(chē)LED前照燈應用電路圖。

對于汽車(chē)尾燈應用而言，可以根據應用需求的不同，采用CCR這樣的低成本低電流LED驅動(dòng)方案，也可以采用提供更高性能、更高能效等級的高集成度等級解決方案，如安森美半導體的高集成度線(xiàn)性電流穩流及控制器NCV7680。這器件包含8路線(xiàn)性可編程恒流源，其設計用于汽車(chē)組合尾燈的穩流和控制，每通道最高可輸出75 mA的LED驅動(dòng)電流。NCV7680由于功能高度集成，使工程師能輕松地實(shí)現兩個(gè)亮度等級，其中一個(gè)用于停車(chē)，另一個(gè)用于尾部照明。如果需要，也可應用可選的PWM控制。設計人員僅需要一個(gè)外部電阻就可以設定所有通道的輸出電流。工作溫度范圍為−40℃至+150℃。

圖6：a) LED組合尾燈圖例; b)NCV7680在LED組合尾燈中的應用電路圖。

GreenPoint®網(wǎng)上設計仿真工具加快汽車(chē)LED照明設計

安森美半導體身為應用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應商，針對汽車(chē) LED照明應用提供完整的系統方案，包括電源、MOSFET、整流器、保護、濾波器及熱管理產(chǎn)品等。此外，為了幫助設計人員加快LED照明設計，安森美半導體還提供GreenPoint®網(wǎng)上設計仿真工具，讓設計人員坐在工作臺前，即可以輕松地通過(guò)“選定LED驅動(dòng)器”、“確定設計要求”、“自動(dòng)產(chǎn)生設計電路圖”、“仿真及驗證”、“產(chǎn)生物料單及報告”、“下載報告為PDF文件”及“保存文件和分享”等幾個(gè)步驟，大幅縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。

這網(wǎng)上設計工具目前已經(jīng)支持多款安森美半導體的高能效LED驅動(dòng)器產(chǎn)品的應用設計，其中支持的汽車(chē)應用 LED驅動(dòng)器包括NSI45系列的多款器件，后續還將支持更多產(chǎn)品。

總結：

隨著(zhù)LED性能不斷提升性能及成本不斷降低，在汽車(chē)內部及外部照明中的應用領(lǐng)域越來(lái)越寬。設計人員需要針對具體應用選擇適合的LED驅動(dòng)器方案，如線(xiàn)性恒流穩流器、線(xiàn)性穩壓器或開(kāi)關(guān)穩壓器等。安森美半導體身為應用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應商，提供應用于汽車(chē)照明、通過(guò)AEC Q100認證、涵蓋從低電流到大電流的完整LED驅動(dòng)器產(chǎn)品線(xiàn)，其中還包括新近推出的系列高集成度、高能效的照明管理集成電路，方便設計人員根據具體應用要求，選擇適合的汽車(chē)LED驅動(dòng)器解決方案。