【導讀】CHMSL代表中央高位剎車(chē)燈，安裝在車(chē)輛左側和右側制動(dòng)車(chē)燈（也稱(chēng)為剎車(chē)燈）的上方。根據美國國家高速公路交通安全管理局的規定，當剎車(chē)系統工作時(shí)，CHMSL要向后方司機提供明顯確切的信息，告訴他們必須放慢車(chē)速。由于CHMSL安裝在左右剎車(chē)燈之外，因此也被稱(chēng)為“第三剎車(chē)燈”。除了做制動(dòng)車(chē)燈功能之外，某些車(chē)輛（如皮卡車(chē)）還具有集成在CHMSL中的倒車(chē)燈。
使用分立組件的CHMSL安裝應用
在現代車(chē)輛中，CHSMSL內部的照明燈主要以發(fā)光二極管（LED）燈串為基礎。用晶體管電路驅動(dòng)CHMSL中的LED燈串。與開(kāi)關(guān)電路相反，CHMSL LED驅動(dòng)器電路通常是線(xiàn)性電路; 也就是說(shuō)，LED由晶體管工作在其線(xiàn)性區域的電路驅動(dòng)。
設計人員通常使用分立的電阻和低端雙極結型晶體管（BJT）來(lái)實(shí)現CHMSL模塊里基于分立元器件的LED驅動(dòng)器電路。圖1展示了一個(gè)用于CHMSL的分立LED驅動(dòng)電路例子。 在該電路中，CHMSL由兩個(gè)LED串組成，其中每個(gè)串都建立在兩個(gè)串聯(lián)的紅色LED之上。 BJT位于LED的下側。
散熱性的考慮
設計線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器電路時(shí)必須考慮散熱性能。電路設計和組件選擇必須確保組件不會(huì )達到造成損壞的溫度點(diǎn)。根據圖1的原理圖，你可以看到隨著(zhù)電源電壓的增加，BJT和電阻兩端的電壓也增加，從而增加了這些組件的功耗。 更多的功耗意味著(zhù)更高的溫度。 因此，在線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器應用中，控制輸入電壓范圍有助于解決大部分散熱問(wèn)題。
要分析圖1中的原理圖的散熱問(wèn)題，請思考一個(gè)實(shí)例，，CHMSL LED的總電流為90mA，因此每個(gè)LED串均以45mA電流驅動(dòng)。 使用16V電源電壓，由公式1計算得BJT上的最大壓降為9V：
公式2計算得BJT的最大功耗為0.81W：
假設最高工作環(huán)境溫度為85°C，并且在熱阻為80°C / W的小外形晶體管（SOT）-223封裝中使用BJT，則等式3計算的最大BJT結溫為：
該計算表明結溫非常接近標準最大允許結溫150°C。
為了提高電路的散熱性能，使用兩個(gè)并聯(lián)晶體管分散功耗，即使在最壞情況下，最高溫度也能保持在150°C以下，如公式4所示：
當使用具有更高熱阻的不同BJT封裝類(lèi)型時(shí)，需要更多的BJT來(lái)分配功耗。并聯(lián)晶體管的數量和尺寸主要基于LED電流和晶體管允許的最大功耗。
采用集成LED驅動(dòng)器IC的CHMSL安裝應用
驅動(dòng)LED的另一種方式是使用特定的線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器集成電路（IC），如德州儀器的TPS92610-Q1，如圖2所示。在這種IC驅動(dòng)器中，晶體管和晶體管驅動(dòng)器電路都集成在IC之內。 晶體管仍在其線(xiàn)性區域內工作。 由于所有組件都集成在IC內部，因此您只需要IC和一個(gè)檢測電阻即可實(shí)現此解決方案。
圖2：TPS92610-Q1集成LED驅動(dòng)電路
再次考慮散熱性
讓我們來(lái)看看這種設計中的散熱性問(wèn)題。具體來(lái)講就是IC的結溫。在16V電源電壓下，公式5計算IC上最大壓降為11V：
假設IC具有相同的90mA電流，IC上的最大電壓降為11V，熱阻為52°C / W，則等式6計算最大結溫：
136.5°C遠低于150°C的最大規定IC結溫。 因此，您只需要一個(gè)驅動(dòng)器IC就可以操作示例中的CHMSL LED燈串。
集成解決方案的優(yōu)勢
集成解決方案的一個(gè)明顯優(yōu)勢是較分立解決方案的組件數量減少。減少電路板上元件的數量將會(huì )顯著(zhù)降低空間需求。
另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是整個(gè)溫度范圍內的電流調節精度。隨著(zhù)LED的正向電壓隨溫度變化，驅動(dòng)器IC可以使IC中的電流保持恒定。 這與圖1所示的分立電路相反，它不能隨著(zhù)溫度變化調節LED中的電流。
基于線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器IC解決方案的第三個(gè)優(yōu)勢是其具有診斷功能，可以檢測LED電路故障，如LED開(kāi)路和短路，并將故障通知駕駛員。
最后，當考慮組件的數量和每個(gè)組件的成本時(shí)，圖2所示的應用可能比圖1中的便宜。
更多信息
中心高位剎車(chē)燈（CHMSL）汽車(chē)線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器參考設計是用于驅動(dòng)CHMSL LED燈串的集成解決方案，包括制動(dòng)和倒車(chē)燈。通過(guò)向其供電線(xiàn)路供電，能夠獨立控制每盞燈。該設計使用三款符合汽車(chē)行業(yè)標準的TPS92610-Q1 線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器，可實(shí)現低的材料成本功能豐富的解決方案。
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