3S3P汽車(chē)尾燈(RCL) LED驅動(dòng)器參考設計

拋負載和雙電池檢測

　　拋負載和雙電池檢測電路決定“或”邏輯輸入電壓是否超過(guò)21V。輸入電壓超過(guò)21V意味著(zhù)發(fā)生拋負載(400ms)或雙電池條件(無(wú)時(shí)間限制)，這將在三個(gè)LED驅動(dòng)晶體管上產(chǎn)生過(guò)大的功耗。因此，檢測電路將DIMx輸入拉低，關(guān)閉輸出驅動(dòng)器。另外，檢測電路還將LGC電容(C2)拉低，以避免可能發(fā)生的錯誤檢測。由于DIMx和LGC引腳電壓被控制在10V以?xún)?，Q5和D6的額定電壓并不嚴格。檢測電壓是D8擊穿電壓與R18對地電壓的總和，大約為22V。當電阻為20kΩ時(shí)，R9將在Q5導通之前產(chǎn)生20μA的旁路漏電流。

用于3S3P RCL的LED驅動(dòng)器

　　參考設計的核心IC是MAX16823ATE LED驅動(dòng)器，IN引腳輸入電壓最高為45V。IC從OUTx引腳提供電流驅動(dòng)LED。使用檢流電阻對電流進(jìn)行檢測，MAX16823調節OUTx引腳的輸出電流，根據需要將CS引腳的電壓保持在203mV。因為IC本身的每個(gè)輸出通道只能提供70mA輸出，我們在每串LED增加了外部驅動(dòng)，為每串LED提供200mA的驅動(dòng)電流，并有助于解決散熱問(wèn)題。晶體管Q1、Q2和Q3 (ZXT690BKTC)提供所需的電流增益。這些晶體管提供TO-262封裝，為管芯提供良好的散熱。

　　Q1、Q2和Q3為45V、2A晶體管，當I_C/I_B增益為200倍時(shí)具有低于200mV的飽和壓降V_CE(Sat)。因為最小輸入電壓(9V)和LED串最大導通電壓(3 × 2.65V = 7.95V)之間的壓差只有1.05V，所以V_CE(Sat)的額定值非常重要，必須留有足夠的設計裕量，以滿(mǎn)足Q4和D3的壓降，以及Q1、Q2和Q3的V_CE(Sat)要求，詳細信息請參考數據表。

　　電阻分壓網(wǎng)絡(luò )R1/R2、R3/R4和R5/R6保證每個(gè)OUTx的輸出電流不小于5mA，從而確保IC穩定工作。設計步驟中，分析晶體管基極電流的最小值和最大值。這些電流流經(jīng)電阻R1、R3和R5。電阻壓降、晶體管的V_BE以及檢流電阻壓降之和為R2、R4和R6兩端的電壓。合理選擇這些電阻，以保證流過(guò)電阻的電流與晶體管基極電流之和不小于5mA。另一方面，OUTx的輸出電流必須小于70mA (額定電流)，詳細信息請參考數據表。

散熱考慮

　　本設計中調整管需要耗散的功率達到6W，為了降低晶體管的溫升，將晶體管焊盤(pán)通過(guò)多個(gè)過(guò)孔連接到PCB的底層，并通過(guò)電絕緣(但導熱)的粘膠墊將熱量傳遞到鋁散熱器上。散熱器耗散6W功率時(shí)自身溫度上升31°C。雖然Zetex的晶體管沒(méi)有給出結到管殼的熱阻，但可以參考其他晶體管供應商提供的TO-262封裝的熱阻，約為3.4°C/W。該熱阻表示每個(gè)晶體管內部的溫度會(huì )比管殼高出5.4°C?？傊?，在最差工作條件下，結溫比環(huán)境溫度高出35°C至40°C。本參考設計實(shí)際測量的溫度大約高出30°C。

瞬態(tài)響應

　　圖6和圖7給出了尾燈供電時(shí)晶體管的瞬態(tài)響應。測試時(shí)，振蕩器輸出10%占空比的脈沖信號對MAX16823進(jìn)行脈寬調制，驅動(dòng)外部晶體管導通/關(guān)斷；圖6中下沖持續3μs，圖7中過(guò)沖持續100μs，均不會(huì )引起任何問(wèn)題。

圖6. 晶體管導通時(shí)，Q1的集電極波形(V_IN = 12.5V)


圖7. 晶體管斷開(kāi)時(shí)，Q1集電極的波形(V_IN = 12.5V)