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如何用1枚芯片安全點亮車載LED

时间:2020-04-07     【转载】

車載插座型LED燈,容易更換,可維護性優異,但存在很難實現插座的小型化、設計的靈活性受限等課題。如何同時應對小型化和穩定性關鍵挑戰?羅姆超小型高輸出線性LED驅動器IC“BD18336NUF-M”給出了很好的借鑒。

在汽車領域,LED燈憑借壽命長、可高密度安裝等特點實現了多樣化的設計和更高性能,得到了迅速發展。不過,除了設計靈活性,對可維護性的需求也正日益高漲中。在這種背景下,ROHM日前面向汽車日間行車燈(Daytime Running Lamps,DRL)、位置燈及尾燈等眾多插座型LED燈,開發出業界首創的超小型高輸出線性LED驅動器IC“BD18336NUF-M”,在車載電池欠壓時,僅通過這一枚芯片(3.0mm見方超小型封裝)即可實現安全亮燈。

而在稍早前的3月,ROHM還推出了內置MOSFET的4通道線性LED驅動IC BD183x7EFV-M,專門面向兩輪/四輪機動車中應用日益普及的LED尾燈(剎車燈、后尾燈)、霧燈、轉向燈,采用了ROHM獨有的熱分散電路和LED單獨控制功能,能夠為以印度為主的兩輪機動車市場提供解決方案。

1枚芯片實現安全亮燈

眾所周知,LED驅動器IC是針對不穩定的輸入電壓,具有為LED提供恒定的電路,并控制為恒定(可調)亮度的功能的IC。對于車載應用來說,車載LED驅動器主要面向車身和車內照明兩方面的應用。其中,車身照明包括前照燈、日行燈、尾燈、轉向燈,而室內照明則包括汽車音響、導航、空調面板、RGB氛圍燈以及儀表盤警告燈的應用。

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新推出的BD18336NUF-M是一顆單通道線性LED驅動器,輸入電壓5.5V-20V,采用超小型封裝(VSON、3.0mm×3.0mm、厚度1mm),耐壓值42V,直流模式下最大輸出電流400mA,在Duty 50%帶節拍的工況下可以達到600mA,工作溫度為負40度-150度,完全符合車規級要求。

按照羅姆半導體(上海)有限公司技術中心產品應用經理葛家明的說法,插座型LED燈的優勢在于像LED燈泡一樣容易更換,可維護性更優異,但存在兩大問題:首先是由于受到體積限制,會造成設計的靈活性受限;其次是由于PCB板面積非常小,無法裝下足夠的元器件,致使LED燈在電池電壓欠壓時會熄滅,給行車安全造成隱患。


 羅姆半導體(上海)有限公司技術中心產品應用經理葛家明

欠壓時電流旁路功能和輸出電流降額功能,是ROHM BD18336NUF-M此番能夠同時解決電路板面積縮小和電池欠壓時LED熄滅等問題的關鍵所在。

車載電池通常應該提供13V(考慮到防逆流二極管則為12V)的電壓,但受各種因素的影響,輸出電壓會產生波動。以往產品的問題是當電壓下降到9V時,除非配置了包括比較器和晶體管在內外圍電路,否則LED燈在電池欠壓時就會熄滅,對周圍造成不安全隱患。

但通過欠壓時電流旁路功能,即便當車載電池的供給電壓降至9V時,BD18336NUF-M也可使LED亮燈用的電流路徑從3燈用變為2燈用路徑,并且可以平穩切換而不會出現閃爍,能夠始終保持30%以上(與正常時相比)的亮度而不會熄滅,非常有助于安全照明。這種欠壓時電流旁路功能,通過3枚外置電阻即可設置工作開始電壓和工作區間,因此可靈活應對廣泛的應用。

同時,當電流旁路的電路開始啟動的過程中,減電時的紅色電路曲線是在線性的上升過程(如下圖),也就是意味著外圍被旁路的LED3會出現逐漸熄滅的狀態,整個過程是一個線性控制的方式,從電池電壓充分時的三顆燈點燈,到欠壓狀態下兩顆燈這樣的切換是平滑平穩的一個過程,不會出現燈閃的現象。與以往產品需要21個元器件相比,BD18336NUF-M的外置元器件數量減少了7個,安裝面積從83mm2降至60mm2,減少了約30%,以1枚芯片即可實現欠壓時的安全驅動,即使是在100mm2的LED模塊電路板中也可應用。

新產品搭載了輸出電流降額功能,主要是通過一枚外置熱敏電阻來根據溫度調節輸出電流,當LED溫度升高后,能夠降低LED驅動器的輸出,并抑制發熱量。這一特性是為了應用于超小型插座型LED燈而設計的,通過1枚外置熱敏電阻器來根據溫度調節輸出電流。

從LED壽命的角度看,以往產品不適合驅動溫度容易升高的白色LED,而新產品通過調節輸出電流,可適用于所有LED燈色,因此不僅適用于使用紅色LED和黃色LED的尾燈和位置燈,還可以廣泛應用于使用白色LED的DRL等各種車燈。

如下圖所示,比如100k歐姆的熱敏電阻器可以在110度的溫度左右開始降額,47k歐姆的熱敏電阻可以在85度的溫度開始實現電流降額,這就大大擴展了產品的應用范圍,除了傳統的紅光和黃光一些尾燈和位置燈的應用之外,也可以用在我們之前提到的目標應用,日行燈以及霧燈這樣的白光LED的應用場合。

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