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基于ROHM的车载背光灯用LED驱动器电路设计

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LED光源已在浩繁汽车利用中迅速遍及。ROHM凭借高效的LED光源驱动技巧,打造了用于尾灯、背光灯以及前照灯的LED驱动器等富厚的产品声威。在此,将为您先容用于背光灯的LED驱动器。

车载背光灯用LED驱动器的开拓

近年来,在车载用显示器领域,为满意有害物质限定要求,应用水银的CCFL背光灯正在被LED背光灯迅速取代。别的,仪表盘、汽车导航、音响显示、后座娱乐等各类车载用显示器正朝多样化、大年夜型化偏向成长。在这种趋势下,对付增添LED灯数量以及高亮度、高调光率的要求日益飞腾。ROHM为满意LED灯数量增添的这种成长趋势需求,将实现高耐压的升降压DC/DC转换器、可多灯驱动小功率LED且实现了高调光率的电流驱动器电路内置于一枚芯片,扩充了LED驱动器产品声威。

接下来先容ROHM开拓的背光灯用LED驱动器BD81A34EFV-M。

BD81A34EFV-M大年夜致由DC/DC转换器部、电流驱动器部、保护电路部三个功能块组成(图1)。

图1 BD81A34EFV-M的框图

作为背光灯的驱动,首先是由DC/DC转换器,天生必然的电压。将DC/DC转换器的输出连接到面板的LED阳极侧,由LED的阴极侧向LED驱动器注意灌输恒定电流,使LED发光。为支持小功率的多灯LED驱动,LED的通道数(可连接的列数)设计为4。

经由过程节制DC/DC转换器的开关占空比,使输出达到高于LED阳极引脚的电平,此中包孕了链接于电流驱动器的LED段数部分,也便是由LED孕育发生的VF,经由过程LED驱动器的偏差放大年夜器进行反馈节制,使连接于IC的LED阴极引脚(LED1~4引脚)为1.0V。经由过程上述节制,电流驱动器部即可维持LED电流恒定。作为面板的亮度调剂之用,输出的电流具有PWM-dimming(PWM调光)功能。LED电流的占空比可与外部的PWM旌旗灯号输入同步变更。不仅如斯,BD81A34EFV-M还搭载LED开路短路故障保护、LED接地故障保护、DC/DC转换器输出过流与过压保护功能,完善的保护电路异常有助于前进面板的靠得住性。

上面先容了DC/DC转换器电路、电流驱动器电路,接下来按顺序先容ROHM的车载LED驱动器的特征---防闪烁电路。

升降压DC/DC转换器

面对车载特有的电池电压颠簸和多样化的LED灯数,以升压要领和降压要领很难进行LED的闪烁节制与平台设计,要满意市场所要求的高靠得住性与缩短开拓周期之间的平衡实属不易。是以,为了不依附电池电压、可以始终稳定提供DC/DC转换器输出电压,ROHM采纳了一种称为“REGSPIC布局”的独占升降压要领。下面先容REGSPIC布局与一样平常的升降压要领所用的SEPIC布局比拟所具有两个优点。

① 削减外置部件

图2表示SEPIC与REGSPIC的电路构成。由图2可见,REGSPIC布局中,面积占领率最高的线圈较少,可实现小型化和低资源化。别的,削减了电感,还可前进由线圈损耗部分响应的效率。

图2 SEPIC和REGSPIC的电路构成

② 实现高靠得住性

图2的SEPIC布局中,C1对付输出电压像电荷泵一样事情,是以,Q1必要达到DC/DC转换器输出电压

(VOUT)+电池电压的耐压水平。另一方面,REGSPIC布局中,因为耐压达到DC/DC转换器输出电压和电池电压二者较高一方以上即可,是以,REGSPIC布局由低耐压部件组成,更轻易节制。

别的,Q2不仅用于升降压节制,还可作为LED阳极和二极管等外置部件接地短路时堵截与电池间通路的开关应用,是以,发生非常时可保护外置部件,有助于实现更高靠得住性。而SEPIC布局中,为堵截与电池间的通路,将Q3仅作为开关应用。

高调光率的电流驱动器

为满意车载面板向高亮度化偏向成长的趋势需求,ROHM已完成了高调光率LED驱动器BD81A34EFV-M的技巧开拓。下面针对面板的高亮度化为何必要更高的调光率进行阐明。面板亮度虽然可以更高,但所要求的最低亮度水平险些不变。斟酌到输出在暗处等人眼不觉疲惫的低亮度的环境,假如最高亮度(调光率100%)低一些,纵然低调光率也可输出低亮度,但近年来,面板规格一样平常最高亮度都异常高,是以,低亮度输出时必要具备高调光率。

BD81A34EFV-M为了实现高调光率,使用ROHM独占的技巧前进了电流驱动器输出LED的相应机能。根据外部PWM输入占空比对LED电流进行开枢纽关头制。此时,在PWM旌旗灯号低电日常平凡关断电流驱动器电路,在高电日常平凡导通电流驱动器电路,根据ON/OFF区间的光阴比调剂LED电流。输入PWM与输出电流完全同步并时序同等是抱负的结果,只要能实现这一点,即可实现高亮度。而实际上,从输入PWM旌旗灯号到电流输出会孕育发生电路延迟,因为该延迟,使得无法天生该光阴宽度以内的脉冲。

电流驱动器电路中搭载了电流节制用放大年夜器,但按以往的PWM调光要领,在电流驱动器电路OFF→ON时点,作为该内部放大年夜器的启动光阴会孕育发生数μs 指令的电路延迟。跟着市场对调光率的要求越来越高,该电路延迟已无法漠视。是以,ROHM搭载的PWM调光电路,使放大年夜器的启动光阴降到最低,从而实现了更高调光率。

详细如图3所示,电流驱动放大年夜器拥有LED电流输出用的反馈电路和另一条反馈电路。

图3 电流驱动放大年夜器的反馈电路

这两条反馈通路由各SW进行切换。在PWM=High(LED为ON)区间,驱动LED电流输出用的反馈电路(图3反馈电路1),由LED引脚注意灌输LED电流。在PWM=Low(LED为OFF)区间,驱动另一条反馈电路(图3反馈电路2),由内部恒定电压VREG孕育发生电流。经由过程进行这样的节制,LED电流虽然是关断的,但电流驱动放大年夜器始终处于驱动状态,PWM=Low→High时可平稳天生LED电流。因为反馈通路2的电流I2已设定为数μA,是以,本电路布局的功耗增添量已达到可以漠视的水平。

图4为LED电流在有无与输出不合的反馈通路时对PWM旌旗灯号的跟随性若何变更的对照数据。

图4 有无与输出不合的反馈电路的LED电流跟随性对照

在没有别的的反馈通路时,从PWM=OFF→ON时点开始,到天生LED电流会孕育发生约10μs的延迟光阴。与此比拟,在有别的的反馈通路时,险些没有延迟光阴,可跟随到最小达1μs的PWM脉冲宽度。假设PWM频率为100Hz,那么假如是1μs的脉冲宽度,则可实现10000:1的调光率。综上所述,BD81A34EFV-M实现了高调光率,异常有助于面板的高亮度化。

防止LED闪烁的DC/DC转换器输出电压放电电路

将DC/DC转换器输出作为LED阳极节制LED时的问题在于,从DC/DC转换器的OFF状态再启动时会呈现LED闪烁征象。

当因向LED驱动器输入启动OFF旌旗灯号以及非常检测时的保护动作等而关断DC/DC转换器的开关输出时,输出电容里会有渣滓电荷。渣滓电荷经由过程DC/DC转换器输出电压反馈用的电阻分压电路(图5 ROVP1、ROVP2)进行放电。然则,放电光阴达数秒之长,是以,必须斟酌到在这种电荷残留状态下再启动的环境。在这种环境下,残留电荷经由过程LED元件进行放电,之落后行正常的启动节制。这种瞬间放电体现为LED的闪烁。

图5 防LED闪变电路

传统上,为防止这种闪烁,一样平常选择以下两种措施之一。第一种措施是如图5-1所示,给DC/DC转换器输出追加外置开关元件,在电路OFF时强制放电。这种措施可以避免再启动时的闪烁,但必要增添开关元件和限流电阻等,部件数量会增多。

第二种措施是如图5-2所示,低落过压保护用电阻值。低落电阻分压电路的电阻值,匆匆进残留电荷的放电。这种措施的问题是正常事情时的功耗会增添。

是以,BD81A34EFV-M如图5-3所示,在IC中内置了防闪烁用输出放电电路。该电路使输出电荷的放电仅需数ms指令即可完成。而且,还不会增添外置部件数量和功耗。例如,在BD81A34EFV-M的外置部件保举值Cout=20uF、ROVP1=360kΩ、ROVP2=30kΩ的前提下,设DC/DC转换器输出电压(Vout)为30V时,

无输出放电电路:放电光阴=约7.8s

有输出放电电路:放电光阴=约1.5ms

可大年夜幅缩短放电光阴,并可防止是以导致的LED闪烁。

未来瞻望

未来,高机能化会进一步成长,对此,ROHM会继承推进内置通信功能、多通道LED驱动器的开拓。经由过程内置通信功能,不合的型号可经由过程通信设定不合的LED电流、电压、保护功能等,每种型号无需创建驱动电路,可推进平台化成长。不仅如斯,经由过程搭载Diagnostic(诊断)功能,实时监测LED电流及非常状态等并反馈到微节制器侧成为可能,可实施得当不合环境的节制,提升设备的安然机能。别的,经由过程多通道化,使驱动各类灯类(DRL、转向灯、位置灯等) 的驱动电路可集成于1枚IC,从而可机动应对所需的通道数。ROHM将会继承开拓满意客户需求的高机能IC,赓续开拓有助于汽车节能与高机能的IC。

滥觞;21ic

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