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如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

發(fā)布時間:2024-07-11 責任編輯:lina

【導讀】隨著汽車照明技術的成熟,LED汽車照明已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)鹵素燈,汽車前照燈正朝著智能化,小型化,高效節(jié)能的方向不斷發(fā)展。在車輛日益智能的當今,汽車前組合燈根據(jù)功能細分成遠光燈,近光燈、日行燈,轉向燈,角燈,霧燈等多個燈組 。這些燈組由于車燈結構和制造要求,都集中在一塊區(qū)域。不同的廠家對燈的邏輯和要求也會有所不同,傳統(tǒng)的汽車組合前燈由多個獨立的LED組成,需要分別驅(qū)動,造成電路復雜、功耗高、造型受限等問題。以遠近光燈為例,傳統(tǒng)的方式如圖一和圖二。


 隨著汽車照明技術的成熟,LED汽車照明已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)鹵素燈,汽車前照燈正朝著智能化,小型化,高效節(jié)能的方向不斷發(fā)展。在車輛日益智能的當今,汽車前組合燈根據(jù)功能細分成遠光燈,近光燈、日行燈,轉向燈,角燈,霧燈等多個燈組 。這些燈組由于車燈結構和制造要求,都集中在一塊區(qū)域。不同的廠家對燈的邏輯和要求也會有所不同,傳統(tǒng)的汽車組合前燈由多個獨立的LED組成,需要分別驅(qū)動,造成電路復雜、功耗高、造型受限等問題。以遠近光燈為例,傳統(tǒng)的方式如圖一和圖二。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖一、用繼電器調(diào)整反光碗的角度來實現(xiàn)遠近光切換


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?


圖二、單顆LED恒流芯片驅(qū)動單組LED


如今,驅(qū)動電路板空間越來越緊湊,成本控制越來越嚴格,越來越多的客戶考慮單顆恒流驅(qū)動芯片通過bypass 的方式實現(xiàn)遠近光燈切換如圖三,相對于傳統(tǒng)一顆芯片驅(qū)動一組燈的方案具有外圍元器件少、BOM成本低、EMC性能好等優(yōu)點。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖三、通過bypass的形式來控制遠/近光切換


但是bypass的方式存在一定的弊端,通過bypass的管子短路LED燈珠,由于MOS管導通速度比較快,會對輸出電容進行快速放電,導致LED電流出現(xiàn)較大過沖(如圖四綠色波形),這個過沖可能是正常工作電流的幾倍,長期使用會影響LED燈珠可靠性和壽命。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖四、輸出電流過沖

     

對于輸出電流過沖現(xiàn)象的解決方案是減緩bypass MOS管導通速度,使MOS管對輸出電容進行緩慢放電,減少LED電流過沖。調(diào)整MOS管下降時間,電流過沖明顯變小(時間建議1mS~5mS,不同MOS管不一樣),如圖五測試波形。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖五、輸出電流過沖改善

      

針對不同的應用需求,絡明芯可以提供負載bypass 切換的參考設計,  大大降低LED負載切換LED電流過沖。目前絡明芯的升降壓恒流驅(qū)動芯片IS32LT3958/IS32LT3959A系列芯片已應用于超過二十款的量產(chǎn)車型, 可以根據(jù)驅(qū)動負載需求提供一站式超高性價比解決方案,大大簡化了汽車照明系統(tǒng)的設計和布線,而且大大降低了系統(tǒng)成本和功耗。


IS32LT3958


(Buck-Boost LED負載to Vbat)


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?



IS32LT3958主要特性


? 支持Boost/Buck-Boost/SEPIC /Buck多種拓撲

? 輸入電壓范圍:5V~70V 

? 電流精度:±2.8%(-40℃~150℃)

? 工作頻率:100KHz~1MHz

? 內(nèi)置PWM發(fā)生器

? PWM頻率:100Hz-1KHz

? 占空比:5%-100%

? 可編程軟啟動功能

? 支持擴頻功能,優(yōu)化EMI性能

? 通過外部時鐘同步工作頻率

? 模擬調(diào)光,外部/內(nèi)部PWM調(diào)光

? 雙模擬調(diào)光輸入,可同時支持LED亮度bin和LED過溫降電流保護

? 故障保護與報錯功能

? VCC欠壓保護(不報告)

? LED開路/短路保護

? 可配置輸出過壓保護閾值

? RT/SYNC 電阻短路保護

? VDD短路保護

? VDD欠壓保護(不報錯)

? 過溫保護功能

? AEC-Q100認證

? 工作溫度:-40~150℃

? 封裝:eTSSOP-20

IS32LT3959A


(Buck-Boost LED負載對地)


IS32LT3959A主要特性


? Boost/Buck-Boost/Buck 多種拓撲

? LED燈串陰極參考點為GND

? 輸入電壓范圍:4.5V~55V  

? 電流精度:±3.0%(-40℃~150℃)

? 工作頻率:150KHz~650KHz

? 內(nèi)置 PWM發(fā)生器

? PWM頻率:100Hz-2KHz,占空比:5%-95%

? 內(nèi)置PMOS驅(qū)動,實現(xiàn)PWM調(diào)光,故障保護和輸出電流調(diào)節(jié)

? 內(nèi)置擴頻功能,優(yōu)化EMI性能

? 支持模擬調(diào)光,外部或者內(nèi)部PWM調(diào)光

? 豐富的故障保護及報告功能

? 輸入/輸出過流保護

? 兩級OVP保護

? LED開路/短路保護

? 單顆LED短路保護

? 輸入/輸出過流監(jiān)測

? 過溫關閉功能

? 封裝:eTSSOP-28


 IS32LT3959A單芯片可同時驅(qū)動遠光/近光/日行燈/位置燈,可通過切換MOS來選擇遠光/近光/日行燈/位置燈,借助芯片內(nèi)置的PWM產(chǎn)生器設置日行/位置燈的亮度。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖六、IS32LT3959A單芯片驅(qū)動多組燈

      

此外, IS32LT3959A支持PCR 模式,  可以將調(diào)光PMOS作為一個線性恒流功率管, 當負載切換的時候,可以實現(xiàn)“零”過沖電流。想了解PCR模式和Non PCR 模式工作原理可查閱詳細規(guī)格書。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖七、PCR 模式電流波形(綠色)

     

相對四開關同步方案,IS32LT3959A采用了兩個低成本的肖特基二極管替代了兩個昂貴的NMOS。雖然略微犧牲了一點效率,但整體系統(tǒng)BOM成本大大降低。此外, IS32LT3959A也集成展頻功能,可減少外圍濾波器件,輕松通過Class5 EMI測試。


如何解決單芯片驅(qū)動HB/LB/DRL,LED負載切換電流過沖?

圖八、IS32LT3959A效率曲線

      

總結:  IS32LT3959A非常適用于單芯片驅(qū)動多組LED燈負載切換的應用,開關切換過程中可實現(xiàn)LED零過沖電流,大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性和LED的使用壽命,又極大地降低了前燈驅(qū)動的系統(tǒng)成本,是一款極具性價比的汽車前組合大燈解決方案。如果您需要了解以上的方案細節(jié),請您與絡明芯的銷售和技術聯(lián)絡以取得進一步的技術支持。


關于絡明芯


絡明芯微電子(Lumissil),是全球技術領先的集成電路設計企業(yè),其分支機構分布于廈門、武漢、蘇州、合肥、深圳、上海、北京、中國香港、美國、日本、新加坡、歐洲、印度和韓國及其它地區(qū)。主要產(chǎn)品為用于中低功率的RGB混色和高功率照明應用的LED驅(qū)動、音頻驅(qū)動、電源、MCU和傳感器、GreenPHY和有線通信等各種集成電路芯片。主要應用于汽車;通信;工業(yè)、醫(yī)療、家電;消費電子等市場。

文章來源:Lumissil絡明芯微電子


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