【導讀】LED最初僅限于幾個(gè)小眾應用。由于各種技術(shù)，更好的制造技術(shù)和成本優(yōu)化，LED直到最近才進(jìn)入主流通用照明市場(chǎng)。全球市場(chǎng)仍處于發(fā)展階段，而汽車(chē)和智能手機市場(chǎng)為L(cháng)ED市場(chǎng)增長(cháng)提供了強大的推動(dòng)力。然而，替換傳統照明的投資成本相關(guān)方面仍然存在挑戰，阻礙了LED市場(chǎng)的步伐。參見(jiàn)圖1。
圖1：典型LED應用
汽車(chē)設計人員正在遠離標準燈泡而傾向于使用LED陣列，LED陣列提供了不同風(fēng)格的照明，并且具有波束成形和氛圍照明等高級功能。
然而，在汽車(chē)系統中使用LED不是簡(jiǎn)單的事情。LED本質(zhì)上具有獨特的需求，而汽車(chē)系統在冷啟動(dòng)和負載突降等的情況下表現不穩定。它們也容易受到噪聲的影響，這些噪聲由照明或影響外部噪聲的照明產(chǎn)生。正如我前面所說(shuō)，經(jīng)常有優(yōu)化成本和熱量的壓力，因為任何功率損耗將轉化生成為熱量，最終導致在擴展使用中的可靠性問(wèn)題。
TI已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種參考設計來(lái)克服這些問(wèn)題。例如，圖2中的用于汽車(chē)LED的TI Designs 24W升壓和升壓至電池參考設計（TIDA-01234）是用于汽車(chē)LED應用的24W高效率（94％），低成本的異步升壓設計，此設計基于LM3481-Q1。
圖2：24W LED驅動(dòng)器參考設計–TIDA-01234
本參考設計適用于汽車(chē)高亮度照明，如頭燈，尾燈和汽車(chē)內部LED照明系統。設計工作電壓輸入范圍為6VIN至18VIN，可以以1A的恒定電流驅動(dòng)串聯(lián)的多串六至七個(gè)LED（16V至24V）。雖然針對典型工作情況進(jìn)行了優(yōu)化，但在冷啟動(dòng)情況下，此設計也將低至3VIN，在負載突降情況下，可高達42VIN。此設計支持模擬LED亮度控制和輸出開(kāi)路保護。在升壓至電池配置中，輸入電壓可以高于，低于或等于所需的LED串電壓。參見(jiàn)圖3。
圖3：升壓至LED與升壓至電池配置
輸出電壓可使用電阻分壓器和反饋引腳進(jìn)行編程；這是必要的，因為電阻器的值將決定電壓輸出。輸出電流取決于負載要求和期望的LED強度。對于LED應用，需要恒定電流以保持特定的期望亮度；在汽車(chē)系統中的所有情況下保持亮度是一種挑戰。該參考設計使用LM3481-Q1升壓控制器進(jìn)行電流檢測來(lái)實(shí)現恒定電流。
為了保持流過(guò)LED的恒定電流，在控制器的輸出處設有檢測電流的電流檢測電阻器Rshunt。此設計使用50mΩ的電流檢測電阻來(lái)產(chǎn)生50mV的交叉電壓。INA213-Q1放大此交叉電壓，提供增益=50。使用注入電流檢測放大器的外部電壓，通過(guò)改變輸出電流，可以在輸出端對LED進(jìn)行模擬調光。
如果輸出LED燒壞或在輸出電路斷開(kāi)（這將導致輸出電壓持續上升），參考設計提供輸出開(kāi)路保護。在升壓配置中，連接在VOUT和電壓反饋分壓器之間的齊納二極管鉗位齊納電壓（Vz）的輸出電壓和電流檢測放大器的輸出電壓。
為了在輸出電壓接近輸入電壓的情況下產(chǎn)生恒定電流，您可能認為需要使用復雜昂貴的降壓-升壓或單端初級電感轉換器（SEPIC）結構。但通過(guò)將LED串的陰極連接到輸入而不是接地，可以將參考設計修改為升壓至電池配置。在這種配置中，輸入電壓可以高于，低于或等于所需的LED串電壓。
對于升壓至電池，參考設計為開(kāi)路保護提供了另一種解決方案。使用晶體管Q2（見(jiàn)原理圖）與R5，R6，R7，R8和D2組合檢測輸出電壓和輸入電壓之間的差分電壓。當差分電壓上升到輸出的過(guò)壓（Vov）時(shí)，齊納二極管D2導通，用Q3下拉補償引腳電壓。因此，輸出電壓將保持在較低水平，直到負載再次出現。
TI設計和測試了用于汽車(chē)LED的24W升壓和升壓至電池參考設計，支持設計人員克服全部汽車(chē)系統情況和問(wèn)題，完成成功的設計。它還可以作為簡(jiǎn)單的解決方案，滿(mǎn)足嚴格的系統實(shí)施成本和LED照明電路的復雜性。
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