从效率分析如何选择汽车LED照明驱动

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1、从效率分析如何选择汽车照明驱动2012-09-02目录一引言二常见驱动分析三总结一引言由于LED本身的一些特性，要保证LED的寿命及在各种复杂的环境下能保持亮的的一致性，需要一种合理的驱动方式，目前用的最多的是恒流驱动，考虑到负载功率的大小和成本的高低，就得选择一个性价比高的驱动模式，如果盲目的追求恒流驱动，则会导致品质过剩，本文重点介绍汽车照明最常用的三种LED驱动工作原理及优点和缺点。二常见驱动分析2.1电阻限流电路，简图如图1所示二常见驱动分析电阻限流也是行业内出现最早、最简单的驱动电路，功率按式1-1计算。Pin=PR+P负载1-1

2、其中：Vin：电路输入电压；Vf：负载LED压降；VR：负载电阻总的压降，即总的损耗；VR=Vin-nVf；I：回路电流；Pin：总的输入功率（VinxI）;PR:损耗功率（VRxI）;P负载：负载功率（nVfxI）;二常见驱动分析性能分析（以12V车系为例，工作电压为DC9V-DC16V）：从式中可以看出，当电路参数设计好以后，Vf，R为定值（暂不考虑温漂），Vin和I成正比，当车身电压波动时，通过LED的电流也会随着变化，直接影响到LED的使用寿命。通过式1-1可以计算出效率公式：η=nVf/Vin，电阻限流效率很低，以红光二常见驱动分

3、析LED为例，Vf=2.0V，为了可靠性实验中的过电压测试，负载一般为三颗一串，Vin=14V,可以计算出效率仅为40%左右，考虑到全电压范围的工作模式，效率会更低，直接影响到了LED的使用寿命和发光效率。二常见驱动分析2.2线性调节恒流驱动由有本人对TI的TL4242用的比较多，所以以TL4242为例，电路简图如图2所示：二常见驱动分析功率按式2-1计算。Pin=P损耗+P负载2-1其中：Pin：总的输入功率（VinxI）;Vin：电路输入电压；Vf：负载LED压降；I：回路电流（输出电流等于输入电流）；P损耗:IC损耗功率;Rf：反馈电

4、阻；二常见驱动分析性能分析（以12V车系为例，工作电压为DC9V-DC16V）：只要设定Rf后，只要电压波动在IC规定的范围内波动，保证Vin>nVf+1，I都是恒定的，效率公式为：η=nVf/Vin，从式中看出，nVf和Vin接近时效率是最高的，由于输出电流是恒定的，设计电路时可以选择一个合适的负载电压nVf，使效率达到最高，以后灯最常用的红光LED为例，负载4颗一串二常见驱动分析，在DC14V时效率可以达到50%以上，如果5颗一串，输入9V时，灯具就会失效，目前白光LED的Vf基本都在3V以上，2颗一串效率会更低，3颗一串就无法驱动，从

5、式2-1可以看到，不需要的功率都被IC转化为热能消耗，所以当Vf很低是IC发热很严重，为了保证可靠性，比如是白光LED的话可以在负载加一个损耗电阻R，如图3，通过R的分压，可以使IC的发热量降低，次IC在二常见驱动分析后灯使用比较普遍，IC有一个PWM口，很方便用进行调光，位置灯和制动灯复用是很方便。二常见驱动分析2.3PWM恒流驱动由有本人对超科的AT9919（BUCK）用的比较多，所以以AT9919为例，其它拓扑（BOOST、BUCK-BOOST）的分析方法大致一样，这里不在做介绍电路简图如图4所示：二常见驱动分析二常见驱动分析性能分析

6、（以24V车系为例，工作电压为DC18V-DC32V）：功率按式3-1计算。Pin=P损耗+P负载3-1PWM恒流驱动的最大优势是输入功率会随着输出功率进行自我调节，一般IC的效率都会达到90%以上，主要的功率损耗是电路走哦那个的一些功率器件，比如：二常见驱动分析功率电感、N-mos、检流电阻、肖特基二极管，电感发热的主要因素是电感的Rdc，选用低阻抗的电阻可以有效的降低电路的损耗，N-mos的发热主要取决于三个因素：开关频率、Rds和工作电流，电流越小，MOS的发热也越小，Rds越小，MOS管的损耗概率也就越小，开关频率对MOS的发热影响

7、也较大，开关频率越高，发热越严重，二常见驱动分析因为MOS的开关损耗比导通损耗更大，该电路选用的频率为230KHZ,但是频率过低，电感的感值会变大，相应体积也会变大。选择合适的器件的话这些损耗都是很低的，在全电压的工作模式下，电流都是恒定的，能够适应车身恶劣的环境，也能够降低整车损耗，唯一不足的地方是会产生严重的EMC问题，会影响到车身其它敏感的二常见驱动分析电路，尤其是一些逻辑电路，如图5的滤波模块主要就是EMC的抑制，给车身一个安静的电磁环境。三总结三种驱动的主要区别如表1所示：电阻限流线性调节恒流驱动PWM恒流驱动成本低一般一般传导骚

8、扰无无有瞬态传导抗干扰低一般一般效率低低高对车身电压波动的兼容性低低高可靠性低一般高三总结汽车电子的工作环境比较复杂，车身感性负载比较多，在负载突变的过程中不可避免会出现噪声问题