冷启动条件下的LED驱动器设计

最 坏情况 下 ，电池 电压将 低至 ３ Ｖ±０２ ．Ｖ，如 ２８ 。而 后 ．Ｖ图２典 来自 冷 启 动 电池 电压 髓线
升 压 控 制 器 工 作 范 围
理论 上说 ，只要 没有达 到 占空比的上 限 ，升压转换 器
（ 而非升压控制器 ）的输入 电压可以设置 的很低 ，但是 “ 升
压 控制器 ”（ 通常 是一个 Ｉ ｃ芯片 ）的工作 电压则 有一个 更
设计 考 量
考虑到冷 启动条件 ，在 设计 Ｌ Ｄ驱 动器时需要强大的 Ｅ 升 压转换 器 。参 看图 １ ，电池 电压 的变化仅 会影 响升压 转 换器 ， 果升压转换器可以在冷启动条件下保持输出 电压 ， 如 那 么线性稳 流器的工作 就不受影 响 ，Ｌ Ｄ灯 串的亮度 也会 Ｅ 保 持不变 。由于冷 启动条件 下的输入 电压值极 低 ，因此 设
冷启动条件
在 汽车应用 中电池 电压会发 生改变 。通 常 ，一个 １ Ｖ ２ 电池 ，其 电压会在 ９ Ｖ到 １ Ｖ之 问变 化 。因此 ，汽 车 电池 ６ 供 电的电路在设计时均应考虑输入 电压 的变化 睛况 。 此外 ， 如 果考虑 冷启动 条件 ，对 于 １ ｍｓ左 右较短 的持续 时间 ， ５
低的下 限值 。大部分升压控制器 的工作 电压不得低于 ３ Ｖ。
电池 电压升到 ６ Ｖ，并 持续 数秒 ，在数秒的上升时 间内将 恢 复到标 称 电压范 围内。冷启动 条件下 的电池 电压 曲线与之
不过如前 所述 ， 冷启动 时 ，最坏情 况下 电池 电压可 以低 在
至 ２８ ．Ｖ，令升压控制器 工作 （ 而不是 上 电即可 ） 低输入 在 电压下 的常 规方 法是以双 电源路径 为升压 控制器供 电 ，包
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一
● 美国国家半导体 公司
Ｌ ｎ ， ＫＭａ ＫＷｏ ｇ Ｔ ｎ
简余
近年来 ，采用 Ｌ Ｄ灯 串为汽车提供 Ｌ Ｅ ＣＤ面板背光越来 越普 遍。使 用 Ｌ Ｄ的好处包括快 速的响 应时间 、更高的对 Ｅ 比度和更低 的功耗 。控制 Ｌ Ｄ灯 串的 Ｌ Ｄ驱动器一般 由汽 Ｅ Ｅ 车电池供 电，为简化 Ｌ Ｄ的光 学和散热 设计 ，每个灯 串中 Ｅ 的 Ｌ Ｄ数量一般不多于 ６ 。对于标称 电压为 １ Ｖ的 电池 ， Ｅ 个 ２ 带有线性稳流器的升压转换器 （ 如图 １） 可实现此功能 。
括 电池 电压 和升 压转换器 的输 出 电压 ，通 过二极管 回连到 升压控制器 的输 入端子 （ 图 ３） 如 。此 类情况下 ，在 上 电过 程中 “ 升压 控制器 ”由 电池 供 电，之 后则 由升 压转换器 的
类似 ，但不 同汽车 制造 商所提 供的 产品的 电平和 变化 ／ 持 续 时问会有所 不 同。图 ２ 出了典型示 例。冷启动 可能发 给
内时 ） 。例如 ，电池 电压 为 ３ Ｖ时其输入 电流大约是 １ Ｖ时 面板 背光 普遍 采用 Ｌ Ｄ驱 动器 的 电路 ，该 电路 使用 了美 ２ Ｅ
的 ４倍 。所 以在选择 时 ，电感器需要 有更大 的饱 和 电流 ， 而 ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ开关需要承受更高的导通 电流。
内部连接 了 ＶＩ Ｎ和 Ｖ Ｔ引脚 （ 者连接升压转 换器 的输 ＯＵ 后
１ １
输 入 电流
变 ，所 以 ，输入 电流会随着输 入 电压 的减小而增 大。这 即 意味着在冷启动条件下 ，电感器和 ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ开关的峰值 电
流都要远 大于正常 工作下 的值 （ 电池 电压 降在标称范 围 当
有效 的散热方案就 非常 重要 ，因为不佳 的热管理会触发 Ｉ Ｃ
冷启动条件下的Ｌ ￣ 动器设计 Ｉ Ｅ ｉ Ｄ ［
Ｄｅ ｉｎ ｏ Ｌ Ｄ ｉｅｓ ｕ ｄ ｒ ｈ ｏｄ Ｃ ａ ｋＣｏ ｄｔ ｎ ｓｇ ｆ Ｅ Ｄｒ ｒ ｎ ｅ ｅ Ｃ ｌ ｒ ｎ ｎ ｉｏ ｖ ｔ ｉ
一
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Ｌ Ｄ灯 串的亮度和升压转换 器的输出功率需要保持不 芯片 的热保护 电路 ，使 Ｌ Ｄ意外断 电。 Ｅ Ｅ
推 荐 电路
图 ４展示 了考虑到冷启动情况下 ，汽车 中使用 的 Ｌ Ｄ Ｃ
国国 家半 导 体 的 Ｌ ４ ２芯 片。该 电路驱 动 ２个 Ｌ Ｄ灯 Ｍ３ ９ Ｅ 串 ，每 个 灯 串都 含 有工 作 电流 为 １ ０ ０ ｍＡ的 ６个 Ｌ Ｄ。 Ｅ 电路 的标 称输 入 电压范 围为 ９ Ｖ至 １ Ｖ，标称 开关频 率为 ６ ３ ０ Ｈ 。该电路的基本组成元素包括一个升压转换器 和一 ０ ｋｚ 个双通道线性稳 流器。ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ开关集成在 Ｌ ４ ２内， Ｍ３ ９ 实现 了更小 的方案 体积 。Ｌ ４ ２的 Ｖ Ｎ针脚 通过二极 管 Ｍ３ ９ Ｉ 连到输入 电压 ，当电池 电压低于最低要求的 ４５ ． Ｖ时 ，芯片
生 在汽车负 载突降及 低温环境 下。尽管冷 启动持续 时间不 长 ，但仍需确保 Ｌ ＣＤ面板和安全 电子部件等重要的汽车组
件 以保证正常运行 。
输 出进行供 电。这样 ，只要升 压转换 器可 以提 供正常 的输 出电压 ，输入 电压 的压 降就不会影 响升压控 制器 的工作 。
世 界 电 子 元 器 件 ２ ． ｅｃ． ｉ． ｍ ０１ ５ ｇ ｅｃｃｑｃｏ ＿ １
计时还 需要考虑 一些其他 因素 ，包括 ：
电池 电压
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线性电流调节器
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图 １ 由 升压 转 换 器 和 线 性 电流 调 节 器 组 成 的Ｌ Ｄ驱 动 器 Ｅ