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          用于汽車尾燈的LED驅(qū)動器MAX16804應(yīng)用電路

          作者: 時間:2016-11-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          用于汽車尾燈的應(yīng)用電路

          多數(shù)汽車的尾燈和剎車燈采用同一組LED,這就要求LED工作在兩個不同的亮度等級:剎車時處于全亮狀態(tài),作為尾燈行駛燈時處于10%~25%滿亮度狀態(tài)(可調(diào)光)。調(diào)光方式最好選擇脈寬調(diào)節(jié)(PWM),能夠在整個亮度范圍內(nèi)保持LED的色譜。另外,采用內(nèi)置200Hz振蕩電路可以省去外部PWM信號發(fā)生器,簡化設(shè)計。

            尾燈(可調(diào)節(jié)LED亮度)和剎車燈(全亮狀態(tài))受控于的TAIL和STOP輸入,當(dāng)TAIL端施加電壓時,尾燈LED驅(qū)動到滿亮度的10%至25%。當(dāng)STOP端施加電壓(剎車)時,LED驅(qū)動至滿亮度狀態(tài)(無論TAIL端輸入處于何種狀態(tài))。

            尾燈驅(qū)動器規(guī)格

            輸入電源電壓(STOP或TAIL與地之間)標(biāo)稱值為6V~16V,拋負(fù)載下可能達(dá)到45V。

          輸出電壓(VLED)最高可達(dá)(VIN-1.4V)。

            剎車時輸出電流(LED電流)為350mA、240mA或140mA,具體取決于J1設(shè)置。

            尾燈LED電流筒過PWM信號調(diào)節(jié)在滿亮度的20%。

            輸入

            STOP:STOP(+)和GND(-)之間作用6V~16V的輸入電壓,以350mA、240mA或140mA連續(xù)電流驅(qū)動LED,電流大小由J1設(shè)置。

            TAIL:TAIL(+)和GND(-)之間作用6V~16V的輸入電壓,以350mA、240mA或140mA,10%的占空比驅(qū)動LED,電流大小由J1設(shè)置。

            輸出

            LED+:接LED陽極。

            LED-:接LED陰極。

            電路說明
           
            用于汽車尾燈(STOP和TAIL模式)的LED驅(qū)動器可以簡單地利用線性LED驅(qū)動器IC(例如:)實(shí)現(xiàn),只需極少的外部元件。圖1給出了對應(yīng)的電路原理圖,圖2所示為PCB布板。流過LED的最大電流由R3或R4設(shè)置,受控于J1的連接方式,亮度由PWM信號控制,在IC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)該功能。驅(qū)動器IC產(chǎn)生200Hz的LED電流調(diào)節(jié)信號,占空比取決于DIM端的電壓,例如:DIM端電壓為0.78V時,尾燈亮度設(shè)置在滿亮度的20%。

          圖1:高亮度LED驅(qū)動器原理圖

            STOP和TAIL輸入通過二級管D1、D2連接到IN引腳。IC可以通過任何一個輸入端供電,輸入之間不會相互影響。D1和D2還可以在汽車電源總線出現(xiàn)尖峰電壓時提供電壓反向保護(hù)。電容C4和C3可以旁路STOP電源線上的任何噪聲,為DIM引腳提供保護(hù)。

            尾燈行駛照明工作模式

            從TAIL輸入產(chǎn)生固定的0.78V電壓給DIM端(從+5V穩(wěn)壓輸出產(chǎn)生),驅(qū)動器將該電壓轉(zhuǎn)換成20%的PWM占空比,進(jìn)而調(diào)節(jié)LED電流。TAIL模式下的PWM占空比與TAIL端的輸入電壓無關(guān),由電阻分壓器R1/R2設(shè)置TAIL模式下的DIM電壓。如果要求占空比設(shè)置不等于20%,可按照下式計算相應(yīng)的DIM電壓(VDIM)。

          其中,D為所要求的占空比。

          按照式2選擇R1和R2,以滿足DIM電壓的要求。

           式中,0.6V為二級管的正向?qū)妷海?V為穩(wěn)壓器輸出,VDIM是所要求的DIM引腳電壓,以滿足PWM占空比的要求。為了避免由于DIM端輸入偏置電流的變化影響DIM電壓,R2選擇在20kΩ左右。

          圖2:MAX16804電路的PCB布局

          剎車模式

            為了得到100%的占空比,DIM電壓需要設(shè)置在3.1V以上,STOP端作用輸入電壓時,DIM端通過D3獲得足夠的驅(qū)動電壓,確保100%的PWM占空比。此時,無論TAIL端輸入何種電壓,都將以350mA連續(xù)電流驅(qū)動LED。

            LED電流設(shè)置

          圖1所示MAX16804電路可以通過跳線J1設(shè)置三種不同的電流(140mA、240mA或350mA)。如表1所示:

          表1:跳線J1設(shè)置三種不同的電流連接方式。

            如需不同的電流設(shè)置,可按照下式計算檢流電阻(R3或R4)。

          式中,0.198V為檢流電壓,IOUT為所要求的LED電流,單位為A。

          功耗

            器件(MAX16804)能夠耗散2.758W的功率,該應(yīng)用中,STOP模式下功耗最大。按照下式計算最大功耗:

          VIN為IN引腳的輸入電壓,VLED為LED串的正向?qū)妷海?50mA是通過跳線J1設(shè)置的最大LED電流。絕大部分器件功耗通過裸焊盤耗散掉,為了改善散熱,應(yīng)將裸焊盤焊接在同等面積的電路板焊盤上,并使用多個過孔連接裸焊盤與地層的覆銅區(qū)域。

          MAX16804在25℃室溫環(huán)境下能夠耗散最大額定功率,當(dāng)環(huán)境溫度較高時所能耗散的功率有所降低。為避免IC進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài),高溫下應(yīng)適當(dāng)降低功耗

          電路連接

            LED+接LED的陽極,LED-連接到LED的陰極。

            為了獲得350mA的LED電流,選擇連接J1的引腳1和2。

          STOP模式下,電源電壓連接在STOP(+)和GND(-)之間,電壓最小值為6V,比LED正向?qū)妷褐辽俑叱?.4V。
          TAIL模式下,移掉STOP電源,將電源電壓連接在TAIL(+)和GND(-)之間。

            測試結(jié)果

            測試時,最大LED電流設(shè)置在350mA和240mA。STOP模式下,LED處于滿亮度狀態(tài),在STOP與地之間作用電源電壓后,LED電流將很快上升到設(shè)置值(350mA或240mA)。以連續(xù)電流驅(qū)動LED,不存在過沖。

            TAIL模式下,200Hz、20%占空比的PWM控制信號只允許1/5周期內(nèi)有電流流過LED,因而降低了LED亮度。STOP和TAIL模式下,LED電流幅度相同,受限制的上升和下降時間有助于改善EMI指標(biāo)。



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