汽車LED照明系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和解決方案

PWM信號(hào)是串脈沖信號(hào)，我們可以通過切換電流開關(guān)來控制脈沖的發(fā)射，令LED發(fā)出超過100Hz的閃光，這樣在視覺上我們就會(huì)覺得亮度已減，因?yàn)槿搜蹠?huì)將亮度過濾/平均化。調(diào)光功能的好壞是通過調(diào)光的占空比來實(shí)現(xiàn)的，如果器件的占空比很小，那么調(diào)光的范圍就會(huì)較大，具有更好的線性度。通常有兩種方法：一種是模擬的信號(hào)調(diào)光，另一種是PWM信號(hào)的調(diào)光。由于模擬調(diào)光是通過改變LED的電流實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)LED的電流改變的時(shí)候，LED的顏色也會(huì)發(fā)生變化，所以我們通常會(huì)選用PWM調(diào)光作為亮度控制方法。采用這種方法時(shí)，LED要么導(dǎo)通，要么關(guān)斷，不會(huì)使LED的顏色發(fā)生變化。

LM3423可支持快速調(diào)光控制以及“0”停機(jī)電流功能，適用于汽車導(dǎo)航系統(tǒng)顯示器以及儀表板的LED背光系統(tǒng)（圖4）。它可以確保流過每個(gè)燈的電流是一致的，在LED下方串接了一個(gè)MOS管作為調(diào)光控制的開關(guān)。其中，nDIM引腳負(fù)責(zé)執(zhí)行輸入欠壓鎖定以及PWM調(diào)光功能。每當(dāng)輸入PWM信號(hào)時(shí)，DDRV引腳便會(huì)驅(qū)動(dòng)DIM N-FET，命令串聯(lián)在一起的LED進(jìn)行快速開關(guān)，以便控制亮度，調(diào)光控制頻率可以高達(dá)50kHz。

圖4 LM3423升壓LED驅(qū)動(dòng)器

圖5中展示的是調(diào)光效果對比，可以看到，在很低的占空比條件下，可以保持同樣的開關(guān)，流過LED的電流是恒定的。圖中顯示的調(diào)光占空比是0.5%，輸入電壓為12V，LED的電流為100mA，驅(qū)動(dòng)的數(shù)目為每串10個(gè)LED。這里的調(diào)光頻率選擇的是230Hz，當(dāng)周圍環(huán)境的亮度變暗時(shí)，汽車顯示器的LED背光便會(huì)調(diào)低燈光的亮度。如果占空比很小，那么亮度就可以調(diào)得很低，在環(huán)境亮度很暗的時(shí)候，就不會(huì)覺得儀表盤的亮度很刺眼。

圖5 LM3423調(diào)光控制效果對比

使用傳統(tǒng)的升壓模式的驅(qū)動(dòng)器時(shí)會(huì)面臨一個(gè)問題：不管控制器驅(qū)動(dòng)工作與否，其輸入和輸出之間都一個(gè)通路，這種情況下，輸入端的電池會(huì)對負(fù)載有個(gè)直流的通路，會(huì)造成漏電。當(dāng)用于車載照明時(shí)，汽車在長時(shí)間不用的時(shí)候，有這個(gè)通路就會(huì)對電池進(jìn)行放電。再次啟動(dòng)車輛時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)電池沒電了。另外一個(gè)問題是，輸出端出現(xiàn)短路的時(shí)候，會(huì)對電池進(jìn)行放電。即使主開關(guān)已經(jīng)關(guān)閉，也不會(huì)對輸出端的漏電產(chǎn)生影響。針對這種情況，要在輸出端加入保險(xiǎn)絲，防止出現(xiàn)短路。利用LM3423可以解決這個(gè)問題，有效延長電池的使用壽命。若LED串與地連接，形成短路，由FLT引腳負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)的輸入端P-FET會(huì)隨即被關(guān)閉，從而令輸入路徑成為開路，避免了漏電問題。