新型LED驅動器IC可實現大功率汽車LED前燈

 

    盡管LED用於白天行車燈、刹車燈、轉向指示燈和內部照明已經多年，但是少數特定於前燈的應用還是不久前才出現的，例如應用於奧迪A8和R8以及雷克薩斯LS600h的前燈。不過，在過去一年間，多家汽車製造商已經在其最流行的車型中引入了LED前燈。2014年，豐田為其最暢銷的卡羅拉車型引入了LED前燈，此外，豐田的其他幾款車型也采用了LED前燈。本田、日產、保時捷和奧迪也在大多數即將上市的車型中引入了LED前燈。很多人估計，2014年LED前燈市場規模將超過30億美元。

 

    汽車照明係統設計師麵臨的最大挑戰之一是怎樣充分發揮最新一代HB LED的所有優勢。HB LED一般需要一個準確和高效率的直流電流源和一種調光方法。LED驅動器IC設計必須能夠在多種條件下滿足這些要求。因此，電源轉換解決方案必須效率非常高、功能非常可靠，同時必須非常緊湊，並具有很高的性價比。可以說，就驅動HB LED而言，要求最嚴苛的應用之一就是汽車前燈應用，因為這類應用須承受嚴苛的汽車電氣環境的考驗，必須提供很大的功率（一般情況下為50W~75W），必須能夠放進熱量和空間都受限的外罩中，與此同時還必須保持富有吸引力的成本結構。

 

    汽車LED前燈

 

    尺寸小、壽命極長、低功耗、強大的調光能力等優勢是HB LED前燈得到廣泛采用的催化劑。幾年前，奧迪、戴姆勒、雷克薩斯等汽車製造商都開始采用LED，以設計非常與眾不同的行車燈或前燈的“眉毛”,以此彰顯其品牌的與眾不同。在謳歌的寶石眼設計、保時捷的4象限設計以及無數新出現的設計中，LED前燈設計都體現了類似的趨勢。

 

    將LED用於汽車前燈有幾種積極影響。首先，這種前燈不需要更換，因為其固態器件壽命超過10萬小時（11.5年使用年限），這超過了車輛的使用壽命。因此汽車製造商可以永久性地將LED嵌入到前燈設計中，而無需考慮更換問題。這使前燈的款式能夠有很大的變化，因為LED照明係統不需要氙氣燈（HID）或鹵素燈那樣的深度或麵積。在靠輸入電功率提供光輸出（以流明為單位）時，HB LED的效率也比鹵素燈高（而且不久就將高於HID ） .這有兩個方麵的積極影響。首先，LED照明係統從汽車總線消耗的電功率較低，這在電動型汽車和混合動力汽車中尤其重要，而同等重要的是，LED照明係統減少了需要從外殼散出的熱量，從而無需任何笨重、昂貴的散熱裝置。最後，通過使用HB L E D陣列，並以電子方式改變其方向或對其進行調光，這樣的解決方案可設計成在很多不同的行駛條件下優化照明。

 

    設計參數

 

    為了確保最佳性能和較長的工作壽命，LED需要一種有效的驅動電路。這類驅動器IC必須提供準確的直流電流源，而且無論輸入電源的變化範圍有多寬，都要提供嚴格控製的LED電壓調節。汽車電池總線中見到的極端電壓範圍為冷發動/啟停情況下的4.7V至負載突降情況下的60V.但更常見的是，電池總線電壓在通常情況下工作在9V~16V.因為很多這類新型LED前燈應用使用4至8個串聯HB LED,且電壓降為12V~25V,而電池總線電壓範圍可能為4.7V~60V,所以需要升降壓拓撲給LED供電，其原因是輸入電壓可能高於、低於或等於所需的LED串電壓。其次，LED驅動器必須提供一種調光方法，並提供多種保護功能，以防遭遇LED開路或短路問題。除了可在電氣環境十分嚴苛的汽車電源總線可靠工作，LED驅動器還必須具備高性價比和占用空間小的特點。