汽车背光应用的LED驱动器 - 车用LCD面板背光应用电源浪涌设计考量

　　汽车背光应用的LED驱动器

　　由于LED具有快速的回应时间、高对比和低功耗的特点，越来越多的人採用LED作为汽车应用中LCD面板背光的设计。LED一般透过串联连接形成一个LED串（若是大型面板可用多串LED），因此一个电流调节器可以调节许多LED的电流。LED串所需的驱动电压通常高于电源电压（12V或24V系统）。为提高驱动LED串的电源电压，电流调节器通常使用升压转换器。升压LED驱动器常见的架构包括可以驱动多个LED串的升压转换器和多通道线性电流调节器，如图2所示。升压转换器由电感L1、开关Q1、升压二极体D1和输出电容COUT组成。VIN和VOUT分别为输入和输出电压。LED灯串1到n经VOUT连接至多通道线性电流调节器，其正向电压表示为VLED1至VLEDn。每串LED的电流是由线性电流调节器1至n调节的，这些调节器嵌入在多通道线性电流调节器中，VCS1至VCSn代表每个线性电流调节器上的电压降。

　　电源浪涌条件下的升压转换器

　　在正常工作情况下，VOUT被调节到一个保证能够完全开启LED串的值，同时使VCS1至VCSn是最小值。举例来说，12个串联LED的LED串的顺向电压（VLED1至VLEDn）是38V，如果VCS1至VCSn的典型电压为1V，VOUT可能达到39V。因此，对于12V或24V系统，VOUT高于VIN。但在电源浪涌条件下，当VIN显着上升时，会出现VIN高于VOUT的异常情况。升压转换器的直接反应就是停止运转，即停止开关Q1，并使Q1保持关闭。但是在这种情况下升压二极体D1被正向偏置，电感L1出现短路，所以电流路径仍然存在（如图2所示），导致VOUT约等于VIN，PEAK，其中VIN，PEAK是浪涌条件下的箝位峰值电源电压（取决于外部瞬态电压抑制器）。我们必须注意的是，升压控制器IC的最大电压和开关Q1（无论是使用外部开关还是整合在IC中的开关）的汲极电压应高于VIN，PEAK。否则，元件可能会在浪涌条件下损坏。 保护升压转换器的另一种方法是在电源线路和升压转换器间插入一个开关，如果检测到浪涌开关就会关闭。这种方法的主要缺点是由升压转换器供电的LED只能在浪涌条件下才能关闭。因此这种替代方法不适合ISO失效模式严重程度分类中的A类或B类的设计，塬因是这两种分类规定曝露在干扰期间和干扰之后，A类要求电子模组的所有功能都能像设计的那样执行，而B类也要求电子模组的功能在规定的容许下执行。