簡介

汽車應(yīng)用中發(fā)光二極管（LED）的使用正在增加，原因有很多LED照明正在滲透非汽車行業(yè)。 LED效率更高，尺寸更小，壽命更長，允許更大的設(shè)計自由度以提高美觀性等。在剎車燈應(yīng)用中，LED的快速啟動提供了額外的安全保障，以警告駕駛員后面的汽車。 LED的響應(yīng)速度比傳統(tǒng)白熾燈泡快十倍。除了這個安全方面，LED照明的顏色更自然，使前照燈更安全。控制LED的便利性也使它們成為智能照明系統(tǒng)的自然選擇，可根據(jù)車輛傳感器輸入進行調(diào)整。控制的一個重要方面是集成電路（IC）驅(qū)動器提供的電源管理。

市場情報公司Strategies Unlimited表示，LED照明對外部和內(nèi)部照明功能的滲透仍在繼續(xù)。 Strategies Unlimited分析師Robert Steele博士表示，隨著汽車生產(chǎn)從經(jīng)濟衰退中復(fù)蘇，這些應(yīng)用的LED銷售也將如此。對于2010年，斯蒂爾預(yù)測汽車市場將比2009年增長10％以上。

LED的汽車應(yīng)用包括室內(nèi)照明（如穹頂，儀表板和腳部空間照明），指示燈和指示燈以及信息娛樂背光以及外部（信號）功能，如尾燈，轉(zhuǎn)向燈，剎車燈（包括中央高位剎車燈（CHMSL），停車燈，側(cè)標志燈，霧燈和日間行車燈（DRL）。最近，一些車輛制造商已經(jīng)在基于高亮度（HB）LED的生產(chǎn)型號上推出了LED前照燈。在某些情況下，LED驅(qū)動器的功能可以使用相同的LED解決多個應(yīng)用問題。

與領(lǐng)先的汽車前照燈制造商合作AL-Automotive Lighting（Magneti Marelli），Hella，Ichikoh，Koito，Valeo，Visteon等提供HB-LED原型，幾乎所有汽車制造商都展示了帶LED前燈的概念車。事實上，至少有一家大燈制造商預(yù)測，2012年將有幾款標準車輛配備LED前照燈。根據(jù)Haitz定律的預(yù)測，LED繼續(xù)提高效率并降低成本（封裝LED設(shè)備的光輸出水平大約每18個月增加一倍），越來越多的LED和LED驅(qū)動器將用于車輛。

與傳統(tǒng)照明相比，LED的低功耗，每100公里估計0.2升燃料，每公里二氧化碳排放量減少約4克引用作為僅在DRL應(yīng)用中用LED取代白熾燈照明的最終優(yōu)勢。在電動和混合動力汽車中，LED使用而不是白熾燈泡的能耗降低85％意味著增加了范圍。因此，在汽車應(yīng)用中實施LED有幾個令人信服的理由。

LED驅(qū)動器功能

LED需要恒定電流才能產(chǎn)生一致的照明。因此，這形成了LED驅(qū)動器的基本操作要求。當(dāng)前來源的準確性決定了其客戶吸引力。必須避免電流供應(yīng)變化導(dǎo)致的電流波動。線性穩(wěn)壓器提供簡單的控制，不需要電磁干擾（EMI）濾波器。但是，對于更高功率的應(yīng)用，它們的功耗可能會過高。降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器通常用于車輛，作為線性穩(wěn)壓器的下一步。當(dāng)驅(qū)動器必須串聯(lián)控制多個LED時，使用升壓轉(zhuǎn)換器拓撲。在某些情況下，降壓 - 升壓拓撲結(jié)構(gòu)能夠滿足各種應(yīng)用要求，包括處理極端電壓的能力。

LED驅(qū)動器可以設(shè)計為提供串聯(lián)和并聯(lián)LED控制的組合。內(nèi)置此功能的設(shè)備為電路設(shè)計人員提供了靈活性，可通過單個驅(qū)動器控制不同應(yīng)用中的LED，而不需要不同的設(shè)備來提高認證測試。

調(diào)暗亮度是室內(nèi)照明的常見要求。然而，外部照明應(yīng)用于相同LED的更亮和正常要求。例如，剎車燈/尾燈，近光/日間行車燈和遠光/近光前燈是雙層照明。在某些情況下，照明設(shè)計可能能夠使用相同的LED和正確的LED驅(qū)動器來解決這兩種情況。

對于惡劣的汽車環(huán)境，需要多個保護電路來防止故障條件下的設(shè)備故障。

汽車設(shè)計注意事項

與其他細分市場不同，汽車應(yīng)用有幾個更嚴格的要求，這些要求反映在行業(yè)標準和采購規(guī)范中。這些獨特的標準包括溫度和濕度范圍，電壓范圍，承受刺激性化學(xué)品的能力，電磁干擾和電磁兼容性（EMC）以及由資格測試決定的可靠性要求。例如，汽車乘客艙溫度范圍為-40至85°C。

汽車電壓范圍從正常運行9至16 V（標稱值為14 V），在亞利桑那州環(huán)境溫度下為12.6 V電池充電至阿拉斯加并包括極端條件，如反向電池（-12 V），連續(xù)雙電池電壓（+24 V）的跳躍啟動條件，以及當(dāng)電池與交流發(fā)電機斷開連接時發(fā)生的負載突降等故障情況，以及其他電壓瞬變。未鉗閉的負載突降可能長達幾百毫秒，并且很容易超過80 V但是現(xiàn)在許多制造商都有集中的負載突降鉗位電路，并且隨后要求組件必須承受40或60 V的瞬態(tài)電壓。此外還有更高的電壓要求，起動條件導(dǎo)致需要保護的低電壓，以應(yīng)對最壞情況。

汽車應(yīng)用中的高可靠性表明需要保護電路，如過壓，欠壓，反極性，過流，短路和過熱保護等等。集成電路。此外，必須通過測試來驗證組件的壽命，以滿足車輛制造商的目標壽命和保修要求，可能是10年或100，000英里。一般而言，汽車IC認證要求反映在汽車電子委員會的集成電路AEC Q100系列等測試中，但個別汽車供應(yīng)商和汽車制造商可能需要更嚴格的標準甚至進一步測試。

離散與集成LED輸出

具有模擬和數(shù)字以及電源電路的電源IC工藝允許器件設(shè)計人員將LED電源開關(guān)與控制電路集成 - 只要封裝可以耗散功率。集成的LED開關(guān)減少了元件數(shù)量，節(jié)省了電路板空間并簡化了庫存和制造。隨著功率水平的提高，例如HB LED的LED驅(qū)動器或需要驅(qū)動LED陣列的選項，控制外部分立輸出設(shè)備的驅(qū)動器或預(yù)驅(qū)動器可根據(jù)電路要求靈活選擇輸出開關(guān)。因此，單個LED驅(qū)動器可以滿足多種應(yīng)用的需求。

ROHM Semiconductor汽車應(yīng)用LED驅(qū)動器解決方案

ROHM Semiconductor為乘客艙和前照燈應(yīng)用提供高度集成的LED驅(qū)動器解決方案。驅(qū)動器集成了開關(guān)，或者在某些情況下，驅(qū)動器設(shè)計用于切換外部功率MOSFET。三種產(chǎn)品展示了為汽車應(yīng)用提供的不同方法。

ROHM Semiconductor的BD8119FM-M是一款4通道恒流背光LED驅(qū)動器，適用于中型到大型汽車顯示器，如導(dǎo)航或儀表板。該驅(qū)動器采用原始電流模式降壓 - 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，僅需一個線圈即可實現(xiàn)簡化設(shè)計。它采用18.5 x 9.9 x 2.31 mm HSOP-M28封裝。 BD8112EFV-M是雙通道版本，適用于中小尺寸TFT顯示器的背光，例如，安裝在儀表板中的TFT。它采用HTSSOP-B24封裝。靈活的降壓 - 升壓LED驅(qū)動器如圖1所示。它具有外部PWM控制和VDAC端子的電壓控制，用于亮度控制。

圖1：高度集成的BD8112EFV-M可以驅(qū)動通過兩條LED線路提供150mA電流，并且只需極少量的外部元件。

電源電壓為5至30 V，BD8112EFV-M和BD8119FM-M的開關(guān)頻率范圍為250至550 kHz，外部同步用于避免車載無線電或其他敏感電路出現(xiàn)EMI問題的選項。 BD8119FM-M驅(qū)動器可以輕松驅(qū)動來自7 x 4通道矩陣的28個LED，每條線路的最大電流為150 mA，配置正確的外部電路甚至更多。該驅(qū)動器具有內(nèi)置LED異常狀態(tài)檢測功能，可用于開路和短路狀態(tài)以及內(nèi)置保護功能，包括欠壓鎖定（UVLO），過壓保護（OVP），熱關(guān)斷（TSD），過流保護（OCP）和短路保護（SCP）。

ROHM Semiconductor的BD8105FV和BD8115F全集成驅(qū)動器提供串行和并行控制，以解決儀表板的指示器指示器，尤其是集群和中央堆棧控制，如HVAC，無線電等。這些單元只需要少量外部元件，可最大限度地縮小電路BD8105FV由12個漏極開路輸出組成（見圖2），BD8115F有8個漏極開路輸出。每個輸出的最大直流電流為50 mA，脈沖最大值為150 mA。

驅(qū)動器可以至少有兩個串聯(lián)級聯(lián)的器件，如圖3所示，這樣可以在不增加數(shù)量的情況下控制更多LED微處理器的I/O引腳這些器件采用SSOP-B20W封裝，內(nèi)置熱關(guān)斷（TSD）電路（標稱檢測點為175°C）以防止過熱。

圖2：框圖BD8105FV顯示內(nèi)部功率MOSFET的12個漏極連接由于功率器件集成在IC中，TSD可以保護12個輸出免受過高的溫度影響。

ROHM Semiconductor最新的LED驅(qū)動器是BD8381EFV-M，用于驅(qū)動高光束和近光前照燈中的多個HB-LED作為日間行車燈應(yīng)用程序。 BD8381EFV-M是一款白光LED驅(qū)動器，能夠承受高輸入電壓（50 V MAX）。如圖4所示，集成了電流模式降壓 - 升壓DC-DC控制器，可在變化的電壓輸入下實現(xiàn)穩(wěn)定運行，并消除串聯(lián)連接LED數(shù)量的限制。

圖3：兩個級聯(lián)BD8105FV的應(yīng)用電路由微電腦控制，具有4線（3線加啟用）I/F串行輸入。

BD8381EFV-M通過內(nèi)置PWM或內(nèi)置PWM提供調(diào)光線性控制。可以使用或不使用微型計算機進行操作。工作頻率可在內(nèi)部設(shè)置在100到600 KHz之間，或從內(nèi)部振蕩器頻率到600 kHz外部同步。內(nèi)置保護功能包括UVLO，OVP，TSD，OCP和具有LED錯誤狀態(tài)檢測功能的SCP，用于OPEN/SHORT電路。該電路采用HTSSOP-B28封裝。

ROHM半導(dǎo)體LED驅(qū)動器

隨著用于汽車燈的BD8381EFV-M白光LED驅(qū)動器IC的推出，ROHM Semiconductor大幅擴展了其高度集成的LED驅(qū)動器IC系列。這些LED驅(qū)動器為設(shè)計人員提供了多種設(shè)計選項，集成或外部開關(guān)輸出，并行/串聯(lián)控制以及小型表面貼裝封裝中的廣泛保護和故障檢測功能。有關(guān)ROHM Semiconductor電源管理產(chǎn)品組合中不斷擴大的汽車LED驅(qū)動器產(chǎn)品組合的更多信息，請訪問我們的網(wǎng)站或聯(lián)系您當(dāng)?shù)氐腞OHM Semiconductor汽車銷售辦事處。

圖4：BD8381EFV-M使用外部功率MOSFET所以設(shè)計師可以選擇