汽车LED驱动器电源转换拓扑指南_技术

在许多系统中，包括部署在汽车供电系统中的无数稳压器，电源转换稳压器的设计通常是一项艰巨而复杂的任务。本文旨在通过解释用于 LED 驱动器的不同开关拓扑的优势、权衡和应用来简化选择过程。

LED 不同于传统的电发光灯丝或气体组件。利用特定的半导体结，LED 制造商可以产生跨越整个可见光范围以及 IR 和 UV 的特定颜色的光。在汽车应用中，LED 可以提高白天和夜间驾驶场景的安全性。提高效率可以延长电动汽车的电池寿命，单个系统中的多个 LED 可以消除单个组件的故障。

由于它们的多功能性，LED 提供了以多种不同方式驱动的能力。由于 LED 的输出是控制良好的光，因此 LED 负载不同于电力系统的传统负载。LED 仅依靠通过半导体结的精确调节电流来产生光，其中端子与系统接地（或汽车系统中的底盘）的相对电压是不相关的。因此，LED 系统可以利用开关技术提供的不同拓扑结构。

如何为汽车 LED 系统选择正确的开关拓扑

汽车系统中特定开关拓扑的选择与整个系统设计有关。应考虑最小输入电压、最大串电压、机箱返回能力、短路输出能力、最大输入电流、输出/LED 电流和 PWM 调光。

降压（降压）转换器

降压（或降压）LED 驱动器从高于 LED 串总电压的电压调节 LED 串中的电流。降压 LED 驱动器可以安全地短接到系统地，从而使它们都具有本质安全性。它们可以具有底盘返回功能（一根电源线），并且可以很容易地适应矩阵或动画应用。图 1 和图 2 中的示例示意图显示了基本系统图，其中控制器调制高侧开关以进行电流控制。

图 1：降压转换器

在降压 LED 驱动器中寻找的几个关键特性是固定频率 *** 作、通过出色的开关控制和低电阻开关实现的高效率、整个模拟调光范围内的高精度，以及为了出色的 EMI，适当设计的扩频频率调制。

表 1：使用降压转换器作为 LED 驱动器的优势和权衡

升压（升压）转换器

升压（或升压）LED 驱动器从低于 LED 串总电压的电压调节 LED 串中的电流。这在许多汽车系统中很有用，在这些系统中，许多 LED 需要在单个灯串中导通。典型的 12V 汽车系统的工作电压范围为 6V 至 18V，要求 LED 驱动器运行至 6V，从而为 LED 提供较大的升压比以保持发光。图 3 和图 4 中的示例示意图显示了基本系统图，其中控制器调制低侧开关以进行电流控制。

图 2：降压转换器示例 — LT3932

图 3：升压转换器

图 4：升压转换器示例 — LT8356-1

表 2：使用升压转换器作为 LED 驱动器的优势和权衡

使用升压转换器进行升压降压

一些升压（或升压）LED 驱动器可以配置为将 LED 阴极返回到电源。这种配置称为降压-升压。总输出电压为 V IN (V BATTERY )，它被添加到 LED 灯串的总电压中。这种拓扑的好处是能够驱动高于、低于或等于电源电压的 LED 灯串。这种拓扑结构的限制仅受转换器的限制——低端受控制器 IC 的最小电源电压限制，高端受控制器 IC 的最大输出电压限制。