冷啟動條件下的LED驅(qū)動器設(shè)計

　　圖4展示了考慮到冷啟動情況下，汽車中使用的LCD面板背光普遍采用LED驅(qū)動器的電路，該電路使用了美國國家半導(dǎo)體的LM3492芯片。該電路驅(qū)動2個LED燈串，每個燈串都含有工作電流為100mA的6個LED。電路的標(biāo)稱輸入電壓范圍為9V至16V，標(biāo)稱開關(guān)頻率為300kHz。該電路的基本組成元素包括一個升壓轉(zhuǎn)換器和一個雙通道線性穩(wěn)流器。MOSFET開關(guān)集成在LM3492內(nèi)，實現(xiàn)了更小的方案體積。LM3492的VIN針腳通過二極管連到輸入電壓，當(dāng)電池電壓低于最低要求的4.5V時，芯片內(nèi)部連接了VIN和VOUT引腳(后者連接升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓)的電路就會為LM3492供電。這里選用了一個飽和電流為3.36A 的33μH電感器，盡管對于正常輸入電壓而言，1A的飽和電流就已足夠。

　　圖4 考慮冷啟動條件的LM3492參考設(shè)計

　　測量結(jié)果

　　圖5和圖6顯示了輸入電壓為12V(標(biāo)稱值)和2.8V(冷啟動時的最壞情況)下LM3492電路的波形。表1總結(jié)了LM3492電路工作在標(biāo)稱條件和冷啟動條件下的測量結(jié)果。可以看到，即使輸入電壓低至2.8V，LED電流也保持不變，這表示背光亮度并不受冷啟動條件影響。從圖6的波形可知，輸入電壓為2.8V時的占空比大于90%，同時還測量了2.61A的大輸入電流，如表1所示。為此，其內(nèi)部MOSFET開關(guān)的功率損耗也就相對較大。LM3492外殼上可測得90℃的溫升(標(biāo)稱輸入電壓范圍下僅為30℃)。參考表1中的效率可知，冷啟動條件下的效率會下降到56%，盡管標(biāo)稱輸入電壓范圍內(nèi)的效率可高達(dá)90%。

　　圖5 輸入電壓為12V時LM3492電路的波形

　　圖6 冷啟動條件下LM3492電路的波形

　　表1. 測量結(jié)果總結(jié)

　　結(jié)論

　　考慮到汽車應(yīng)用中的冷啟動條件，本文介紹了一款普遍用于LCD面板背光的LED驅(qū)動器電路。前面已經(jīng)討論了一些特殊設(shè)計考慮，包括雙電源供電、飽和電流更高的電感器選擇和熱管理。測量波形顯示，LED電流并未受影響，即使輸入電壓降到2.8V時仍可保證正常工作。在9V至16V的標(biāo)稱輸入電壓下，可以實現(xiàn)約90%的高效率。