汽车LED驱动器功率转换拓扑指南

科技 2024-11-10 09:01 广东

在很多系统中（包括汽车动力输出系统中部署的众多调节器），功率转换控制器的设计都是一项困难而复杂的工作。本文说明了LED驱动器使用的不同开关拓扑的优势、权衡取舍和应用，旨在简化选择过程。

LED不同于传统的带有灯丝或气体成分的电灯。利用特定的半导体结，LED制造商可以生成整个可见光范围的特定颜色的光，以及红外线和紫外线。在汽车应用中，LED可以提高白天和夜间驾驶的安全性。效率的提高可以延长电动汽车的电池寿命，而在单个系统中使用多个LED可以避免单一部件的故障问题。

由于其多功能性，LED能够以多种不同的方式驱动。由于LED的输出有良好的照明控制，因此LED负载与电力系统的传统负载不同。LED只靠通过半导体结的精确控制电流来发光，而端口到系统接地（或汽车系统中的底盘）的相对电压则与此无关。因此，LED系统可以利用开关技术提供的不同拓扑。

如何为汽车LED系统选择正确的开关拓扑

汽车系统中特定开关拓扑的选择关系到整个系统设计；应考虑最小输入电压、最大串电压、底盘回路能力、短路输出能力、最大输入电流、输出/LED电流和PWM调光。

▶

降压(Buck)转换器

降压LED驱动器通过高于LED串总电压的电压调节LED串中的电流。降压LED驱动器可以安全地短接到系统地，确保其本质安全。它们具有底盘回流的能力（一条线用于供电），并且可以轻松适应矩阵或动画应用。图1和图2中的示例原理图显示了控制器调节高压侧开关进行电流控制的基本系统图。

图1.降压转换器

降压LED驱动器需要具备几个关键特性：固定频率操作、通过出色的开关控制和低电阻开关实现高效率、在整个模拟调光范围内提供高精度，以及为获得出色的EMI，适当设计扩频调频。

▶

升压(BOOST)转换器

升压LED驱动器通过低于LED串总电压的电压调节LED串中的电流。这在很多汽车系统中很有用，其中很多LED都需要在单个串中导通。典型的12 V汽车系统的工作电压范围为6 V至18 V，这需要将LED驱动器的电压降到6 V，从而为LED提供较大的升压比，以保持点亮。图3和图4中的示例原理图显示了控制器调节低压侧开关进行电流控制的基本系统图。

图2.降压转换器示例: LT3932

表1使用降压转换器作为LED驱动器的优势和权衡取舍

图3.升压转换器

图4.升压转换器示例：LT8356-1

表2使用升压转换器作为LED驱动器的优势和权衡取舍

▶

使用升压转换器进行升压-降压

一些升压LED驱动器可配置为将LED阴极返回电源。这种配置称为降压-升压。总输出电压为VIN (VBATTERY)，该电压加到LED串总电压中。这种拓扑结构的优点是能够驱动一个高于、低于或等于电源电压的LED串。这种拓扑结构的局限性是只受转换器的限制--低端受控制器IC的最小电源电压限制，高端受控制器IC的最大输出电压限制。

图5.升压-降压转换器

图6.升压-降压转换器 LT8386

表3使用升压-降压转换器作为LED驱动器的优势和权衡取舍

▶

使用升压转换器的降压模式

一些升压LED驱动器可配置为从电源降压（而不是在标准降压模式下以地为参考），从而构成降压模式配置。这种配置与降压模式具有同样的局限性，即LED串的总电压必须低于输入电源电压。

图7.降压模式转换器

图8.降压模式示例: LT3756-2

表4使用降压模式转换器作为LED驱动器的优势和权衡取舍

▶

降压-升压转换器

降压-升压LED驱动器通过高于或低于LED串总电压的电源调节LED电流。该转换器在降压模式下调节连接到输入电压的高压侧开关，在升压模式下调节输出侧的低压侧开关。这种拓扑结构最复杂，但也是最灵活的。VIN和VOUT的范围仅受控制器IC的限制。对于矩阵型应用，这是一种不错的选择。

图9.降压-升压转换器。

图10.降压升压示例: LT8391

表5使用降压-升压转换器作为LED驱动器的优势和权衡取舍

结论

汽车LED照明系统可通过多种不同的方式使用开关稳压器驱动。根据应用的不同，照明设计人员可通过选择开关拓扑和配置，针对整个汽车的不同照明要求，设计完整的子系统。为系统选择正确的功率转换开关拓扑和配置可优化复杂性、效率、EMI和安全性等要求。

END

免费申请开发板

投稿/推广/合作/加群请扫码添加微信

（请备注来意，加群请备注城市-称呼-行业岗位信息）

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzMjQwNjQzNA==&mid=2247620635&idx=4&sn=a4e897fb2451f63b14765ce7e302a270

面包板社区

分享电子技术干货，工程师福利！EET电子工程专辑、ESM国际电子商情、EDN电子技术设计官方社区。

最新文章

五分钟上手国产STAR-MC1单片机

反相放大电路中运放V+引脚串一个电阻有什么用？

高速比较器的一个“通病”

RF信号链应用中，差分电路有哪些优点？

AMD裁员，中国是重灾区？别慌！逆袭大戏才刚开始！

从挂挡到驱动，电动汽车是怎么跑起来的？

详解电流检测放大器的差分过压保护电路

FPGA片内RAM资源利用率思考

20种开关电源拓扑结构（收藏）

PHP获取服务器性能状态、资源使用情况

AD9633默认情况下调试记录（二）

0欧姆电阻的几个常见用途

很难！工程师转“管理”再回“技术”的真实体验

外围电路超简单的充电管理芯片，你用过几款？

AMD工程师技术日，来看最牛的嵌入式技术！

5种常见的保护电路

医疗电子工程师谈技术服务

为什么巨头们都在做氮化镓（GaN）中高压？

20元淘了个按摩仪，拆解分析，逆向核心原理图

如何使用gpio模拟mdio通信？

射频工程师的得力助手：高性能信号源介绍

三相电路的计算

拆解苹果最新迷你主机，史上最小Mac内部是如何设计的？

MCU晶体两边，为什么要接22pF电容？

蓝牙功能可向不限数量的设备共享音频，这意味着什么？

调试记录：AD9633在旁路SPI接口时如何在FPGA逻辑中确认字边界

非正弦周期电流电路和信号的频谱

7种MOS管栅极驱动电路

单片机常见的几个面试题

特斯拉HW3.0使用了哪些元器件

人工智能里的概念那么多，你都了解哪些？

QAM、DPSK...常用信号调制全解析

在KEIL中勾选微库后，延时函数为什么不准了？

PCIe-AVST参考设计打开问题

汽车LED驱动器功率转换拓扑指南

【新书上架，免费申请】《大话芯片制造》

国产手机操作系统的沧桑往事

我的热插拔控制器电路为何会振荡？

800字掌握电感选型的Q值

电源入口加磁珠，烧了

做硬件，跟学历有关系吗？来看两个案例

这个电阻是什么作用？设置偏置电压？

电机控制器的硬件构成

太详细了！万字讲解汽车电机控制器（建议收藏）

一位老外的嵌入式C编码规范

PCB设计文档BOM，要不要指定固件的版本？

单片机项目常见的开发流程

RTC晶振为什么都用32.768KHz？

小米vivo手机都在搞的“无网通信”，到底是什么？

电路板上，容易和结构设计紧密关联的器件有哪些？

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉