光的簡(jiǎn)史 —— 從宇宙大爆炸到今天

不過，汽車照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師面臨的最大障礙之一是，怎樣優(yōu)化最新一代 LED 具有的所有特色和益處。因?yàn)?LED 一般需要一個(gè)準(zhǔn)確和高效率的電流源和一種調(diào)光方法，LED 驅(qū)動(dòng)器 IC 必須設(shè)計(jì)成能在多種工作條件下滿足這些要求。另外，它們的電源解決方案必須非常高效、堅(jiān)固和可靠，同時(shí)還必須非常緊湊和富有成本效益。可以說，就驅(qū)動(dòng) LED 而言，最苛刻的應(yīng)用之一將是前燈組裝 (由遠(yuǎn)光燈和近光燈、白天行車燈、霧燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈組成)，因?yàn)檫@些燈處于嚴(yán)酷的汽車電氣環(huán)境中，同時(shí)必須適應(yīng)范圍很寬的溫度變化。與此同時(shí)，這些燈還必須能放入非常受限的空間中，并具富吸引力的成本結(jié)構(gòu)。

面向汽車前燈應(yīng)用的新型 LED 驅(qū)動(dòng)器 IC

LT3791 是一款同步 4 開關(guān)降壓-升壓型 LED 驅(qū)動(dòng)器和穩(wěn)壓器控制器，非常適用于驅(qū)動(dòng)汽車前燈應(yīng)用中的高亮度 LED。該控制器用高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓工作。該器件具有 4.5V 至 60V 的輸入范圍和 0V 至 60V 的輸出范圍，還能在工作模式之間無縫轉(zhuǎn)換。

圖 1：LT3791 以高達(dá) 100W 的功率驅(qū)動(dòng)一個(gè) 3A LED 陣列

一個(gè)以地為參考的基準(zhǔn)電壓反饋引腳 (FB) 用作幾個(gè) LED 保護(hù)功能的輸入，并使轉(zhuǎn)換器能作為恒定電壓源工作，如圖 1 原理圖所示。該器件提供故障保護(hù)，以承受并報(bào)告 LED 開路或短路情況，同時(shí)定時(shí)器允許 LT3791 連續(xù)運(yùn)行、在發(fā)生故障時(shí)鎖斷或重啟。

LT3791 具有專有的電流模式拓?fù)浜涂刂萍軜?gòu)，在降壓或升壓模式均使用電流檢測(cè)電阻器。被檢測(cè)的電感器電流由 VC 引腳上的電壓控制 (參見圖 2)，該引腳是反饋放大器 A11 和 A12 的輸出。

圖 2：LT3791 方框圖

該 VC 引腳由 3 個(gè)輸入控制，一個(gè)來自輸出電流環(huán)路，另一個(gè)來自輸入電流環(huán)路，最后一個(gè)來自反饋環(huán)路。哪一個(gè)反饋環(huán)路電壓較高，哪一個(gè)就優(yōu)先，從而強(qiáng)制轉(zhuǎn)換器或者進(jìn)入恒定電流模式，或者進(jìn)入恒定電壓模式。

LT3791 設(shè)計(jì)為在兩種工作模式之間徹底轉(zhuǎn)換。再次參見圖 2 所示的方框圖，電流檢測(cè)放大器 A1 檢測(cè) IVINP 和 IVINN 引腳之間的電壓，并向放大器 A11 提供預(yù)增益。當(dāng) IVINP 和 IVINN 之間的電壓達(dá)到 50mV 時(shí)，A1 的輸出就提供 IVINMON_INT，以使 A11 的輸出倒相，而且轉(zhuǎn)換器處于恒定電流模式。如果電流檢測(cè)電壓超過 50mV，那么 A1 的輸出就提高，從而引起 A11 的輸出降低，進(jìn)而降低提供給輸出的電流。電流檢測(cè)電壓以這種方式調(diào)節(jié)到 50mV。

輸出電流放大器的工作過程與輸入電流放大器類似，但是具 100mV 電壓而不是 50mV。輸出電流檢測(cè)值是通過 CTRL 引腳可調(diào)的。強(qiáng)制 CTRL 達(dá)到低于 1.2V，就可強(qiáng)制 ISMON_INT 達(dá)到與 CTRL 相同的值，從而提供電流大小控制。輸出電流放大器提供軌至軌工作。類似地，如果 FB 引腳高于 1.2V，那么 A11 的輸出就降低，以減少電流值，并調(diào)節(jié)輸出。這是恒定電壓模式。

LT3791 提供監(jiān)視引腳 IVINMON 和 ISMON，這兩個(gè)引腳的電壓分別與輸入和輸出電流放大器上的電壓成正比。

結(jié)論
在任何類型環(huán)境 (包括汽車) 中使用 LED 照明的好處具有多項(xiàng)積極的意義。首先，這些 LED 燈從不需要更換，因?yàn)樗鼈兊目煽繅勖^了 10 萬小時(shí)，相當(dāng)于 11.5 個(gè)使用年限。以汽車前燈為例，這允許汽車制造商永久性地將 LED 燈嵌入到車體中，而不需要為了更換而讓 LED 燈能拿出來?？钍揭灿锌赡苡泻艽蟮母淖?，因?yàn)?LED 照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡那么大的深度或面積。最后，在提供光輸出 (以 lm/W 為單位衡量) 方面，LED 一般還比熒光燈效率高。這產(chǎn)生了兩個(gè)積極影響。首先，LED 燈消耗更低的汽車總線電功率，另外，同樣重要的是這降低了需要在前燈中散出的熱量，從而不再需要笨重、昂貴的散熱器。

最后，希望您喜歡這篇光的簡(jiǎn)史，從近 140 億年前的宇宙大爆炸到今天 LED 開始占據(jù)主導(dǎo)地位，光的發(fā)展可謂多彩多姿?；仡欉^去，我們可以清晰地看到，人造光源的創(chuàng)新步伐已達(dá)到了以指數(shù)規(guī)律加快。顯然，LED 的未來一片光明，而白熾燈時(shí)代已經(jīng)顯露黯然之態(tài)。不過，我們?nèi)匀挥幸粋€(gè)揮之不去的問題：“照明領(lǐng)域的下一件大事會(huì)是什么?”敬請(qǐng)關(guān)注。