LED壽命長(cháng)、體積小、功耗低的優(yōu)勢與當今環(huán)保車(chē)輛的需求完美契合，這也造就了LED在汽車(chē)照明中的普及。從汽車(chē)內部的氛圍燈，信號指示燈，數字屏面背光，到汽車(chē)外部的轉向燈，剎車(chē)燈，霧燈以及日行燈，LED應用在汽車(chē)內外已然隨處可見(jiàn)。在不遠的將來(lái)，LED也有望取代以鹵素或氙燈為主的大功率前燈。

 

今天的汽車(chē)照明工程師在將LED設計得更小，更獨特性的同時(shí)也面臨著(zhù)提高可靠性，抗電磁干擾，優(yōu)化熱性能等一系列技術(shù)挑戰。

 

高可靠性在汽車(chē)工程中舉足輕重，這一點(diǎn)在汽車(chē)外部照明中尤其重要，車(chē)輛的狀態(tài) (轉彎、停車(chē)、報警等)都要依靠它。最大化可靠性得一般原則是最少化電路板上的元件數量：元件越少，潛在的故障點(diǎn)就越少，需要的材料也就越少。越簡(jiǎn)單的設計就越容易調試并推向市場(chǎng)。

 

此外，隨著(zhù)LED系統的縮小，驅動(dòng)這些系統的相關(guān)電子設備也必須隨之縮小。實(shí)現小型電路板設計的一種常見(jiàn)方法是增加驅動(dòng)器的開(kāi)關(guān)頻率，從而減小相關(guān)電感和電容的尺寸。然而，更高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì )造成電磁干擾的陡增；電磁干擾與開(kāi)關(guān)頻率呈平方關(guān)系，這意味著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率加倍會(huì )使電磁干擾增加四倍。為了解決這個(gè)問(wèn)題，設計人員在優(yōu)化電路布局并選擇低損耗元件的同時(shí)，必須將瞬時(shí)電流活躍的敏感環(huán)路最小化，這些敏感路徑通常包含開(kāi)關(guān)，儲能電感和解耦電容。另一種降低電磁干擾的方法是添加金屬屏蔽，當然同時(shí)成本也會(huì )大幅增加，這對價(jià)格敏感的照明市場(chǎng)是難以接受的。

 

再則，雖然LED比鹵素燈或白熾燈功率更小，但熱管理仍是一個(gè)大問(wèn)題，因為它與LED的預期壽命直接相關(guān)。LED以數十萬(wàn)小時(shí)的工作壽命聞名于世，但結溫過(guò)高會(huì )使其壽命驟減，車(chē)輛可能工作的嚴酷氣候條件，也會(huì )使LED壽命進(jìn)一步降低。

 

圖 1. MPM6010汽車(chē)LED驅動(dòng)模塊內部示意圖

 

MPS在開(kāi)發(fā)業(yè)內最先進(jìn)的汽車(chē)LED驅動(dòng)模塊新的 MPM6010-AEC1時(shí)就考慮到了這些關(guān)鍵問(wèn)題。這款36V， 1.5A， LED模塊集成了同步降壓LED驅動(dòng)器與汽車(chē)級電感和解耦電容（圖1），適用于15W以?xún)鹊钠?chē)內外照明應用。MPM6010緊湊的3mmx5mm封裝極大的簡(jiǎn)化并縮小了電路板布局，如圖2所示，僅需四個(gè)外部元件，就可以完全實(shí)現LED驅動(dòng)器解決方案。

 

圖 2: MPM6010，1.5A典型應用電路

 

MPM6010-AEC1 采用了MPS具有自主知識產(chǎn)權的低RDS(ON)工藝，該工藝在DC / DC轉換器中廣受好評。MPM6010-AEC1在2.2MHz開(kāi)關(guān)頻率下能提供超過(guò)90%的效率，有效地防止了LED過(guò)熱。 Figure 3 顯示了在2.2MHz開(kāi)關(guān)頻率下1和2串聯(lián)LED在實(shí)際應用中測量的效率。 

 

圖 3: MPM6010在2.2MHz, 12V輸入時(shí)工作

 

MPM6010-AEC1通過(guò)減少所需元件的數量來(lái)幫助提高系統的可靠性，如圖2所示，一個(gè)模塊代替了一個(gè)離散驅動(dòng)程序的4-6個(gè)獨立元件。需要指出的是，內部電感符合AEC-Q200標準，而整個(gè)模塊已通過(guò)AEC-Q100。

 

MPM6010將具有瞬態(tài)電流的關(guān)鍵回路包裹于模塊內部，抗電磁干擾能力因此大大優(yōu)化，這有助于客戶(hù)更快更容易的通過(guò)CISPR25 Class 5（汽車(chē)電磁兼容標準）。

 

圖 4: MPM6010 CISPR25 Class 5標準平均輻射

 

最后，MPM6010-AEC1熱折返技術(shù)通過(guò)PWM調光輸入（EN/DIM）引腳或LED電流調節反饋引腳（FB）實(shí)現LED熱管理， 圖 5 展示了后者的實(shí)現原理。當外部熱敏電阻的溫度達到臨界閾值時(shí)，LED的電流會(huì )被節流回來(lái)。該熱折返電路，加上內置的安全功能，過(guò)熱保護和LED開(kāi)路、短路檢測等模塊，在保持LED在一個(gè)安全的工作范圍的同時(shí)，可以更好地確保LED的使用壽命。

 

圖 5: MPM6010 熱折返電路

 

MPM6010符合AEC-Q100一級標準，采用3mmx5mmx1.6mm QFN封裝，可選擇Wettable Flank以輔助自動(dòng)光學(xué)檢測。

 

汽車(chē)制造商為L(cháng)ED照明系統提出了嚴格的性能和尺寸目標，市場(chǎng)趨勢表明，這些標準只會(huì )隨著(zhù)時(shí)間推移變得更加嚴格。MPM6010等先進(jìn)的集成驅動(dòng)模塊可以幫助滿(mǎn)足諸如高可靠性，抗電磁干擾，優(yōu)化熱性能等產(chǎn)品要求，使其更容易達到系統設計目標，并為新一代更復雜的照明和信號系統鋪平道路。

 

 

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