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用集成式8开关无闪烁驱动器操控矩阵式LED前灯中的单个LED(上)

LED 兼具设计灵活性和坚固、实用的电路,使汽车设计师能够用其设计引人注目和具备极长寿命和高性能的前 灯。汽车设计师越来越多地在照明系统中采用 LED,因为 LED 可用来产生独具特色、引人注目的

     LED 兼具规划灵活性和巩固、有用的电路,使轿车规划师能够用其规划有目共睹和具有极长寿命和高功用的前 灯。轿车规划师越来越多地在照明体系中选用 LED,由于 LED 可用来发生独具特色、有目共睹的规划,有助于区别 新类型和老类型,或许区别高端车型和经济车型。
     毫无疑问,轿车 LED 照明年代现已降临,可是尚未发 挥出最大潜力。未来车型将选用更多  LED 灯,LED 灯将有 新的形状和颜色,对单个 LED 的操控将增强。简略的 LED 串将让坐落 LED 矩阵,经过电脑操控能够对矩阵中的每一 个 LED 独自地调光,然后能够实时完成无限多种生动的照 明图画。这种未来现已近在咫尺:凌力尔特公司的 LT3965

图1      L T39 6 5  L ED   矩阵调光器演示电路板  DC221 8  作为 Linduino(DC2026)的屏蔽罩运用。这个演示电路板驱动前灯、转向信 号灯、尾灯和装修灯,可经过 USB 电缆衔接到凌力尔特图形用户界面, 以进行评价
LED 矩阵驱动器使轿车照明规划很简略再向前跨进一步。

     用单个 IC 经过 I2C 操控 8 个功率开关根本的 LED 前灯规划选用共同的  LED 电流,因此亮度 也是共同的。可是这种办法将  LED 潜能的很大部分留了在 纸面上。矩阵式前灯能够经过操控  LED 串中单个 LED 的亮 度,因此运用了 LED 与生俱来的优势。
从理论上说,运用电脑操控的功率开关以操控 LED 矩 阵中的单个 LED并不困难,然后让单个 LED 接通或断开, 或对单个 LED 进行 PWM 调光,以发生共同的照明图画和 功用。每个 LED (或 LED 串中的一段) 需求运用自己的转化 器,或许运用自己的并联功率开关。能够用具有串行通讯功 能的传统驱动器/转化器 IC 树立一个矩阵驱动器,不过一旦 LED 矩阵需求两个或 3 个以上的开关时,规划一个由分立式 组件组成的解决方案就变得富挑战性了,由于需求运用一个 尺度大于 LED 矩阵的组件矩阵。
LT3965 I2C 8开关矩阵式 LED调光器使得很简略操控大 型或小型 LED 矩阵 (可多达 512 个 LED)。图 1 显现了在凌力 尔特演示电路板 DC2218 上运转的 LT3965。
高度集成的规划 ( 参见图 2 ) 最 大极限削减了所需组 件。可独自地寻址的  LT3965 通道能够许多方法操控  LED 矩 阵,包含:
●   每个 LT3965 可操控 8 个调光通道,即一个 LED 串中 的8 个 LED 或 8 段 LED。

图2   LT3965 60V 8 开关 LED  矩阵调光器方框图,包含 8 个功率NMOS并联开关 以用于亮度操控、一个毛病标志和 I2C 串行通讯接口●    8 个通道可操控两个  RGBW LED 模块上独自的红、
绿、蓝和白光,以调理亮度、改动仪表板或装修照明体系的 颜色。
●    多个 LT3965 能够经过单一通讯总线独自地寻址,以 成倍增加大型阵列中的 LED 串数目。
●    LT3965 的每个通道可操控多个 LED,或许多个通道 能够组合,以高效地操控在较大电流的单个 LED。
当与适宜的恒定电流  LED 驱动器结合运用时,矩阵调 光器 LED 驱动器答应电脑操控前灯、白日行车灯、刹车灯 和尾灯、侧弯灯、仪表板显现器以及其他装修照明体系中的 单个 LED。LT3965 内置的主动毛病检测功用在发生毛病时 维护独自 LED,并向微操控器陈述毛病状况。
60V LT3965 包含 8 个集成的330mΩ功率开关,这些 开关可衔接一个或多个 LED。这些功率开关作为并联器材 运用,断开特定通道上的 LED 或对这些 LED 进行 PWM 调 光。这些开关形成了 8 个可独自地操控亮度的通道 (调光比高达 256:1)和一个 LED 串上8 个不受毛病影响的
LED 段。
当一切 8 个功率开关一起接通时 (一切 LED 都封闭),LT3965 可应对 500mA LED 串电流。这 些开关能够并联衔接,使  1A 电流经过4 个 LED 通道,如本文稍后所示。不论  LED 数量多少或 电流巨细,LED 串都有必要由恰当规划的转化器驱 动,该转化器的带宽有必要能够应对矩阵调光器的
快速瞬态。本文中将讨论一些参阅规划。“ 升 压 然 后 双 降 压 模 式 ” 转 换 器
LT3797 以两个 LT3965在500mA 驱 动两个 LED 串,一共 16 个 LED
LT3965 的 8 个并联功率开关操控在 500mA 的8 个LED 通道之亮度。8-LED 矩阵调光器体系 的 LED 串电压可能在  0V 至 26V 之间,取决于在 给定时刻内有多少  LED 接通或断开。要驱动这 些 LED,主张运用大带宽、以及不必输出电容器 或输出电容器很小的  30V 降压型转化器。这种降 压型拓扑要求,9V 至 16V 轿车输入是“预先升 压”至 30V 轨,然后降压型稳压器能够运作。
   三输出 LT3797 LED 操控器能够很方便地作为“预先升压”然后降压的单个 IC 解决方案运用。该器材的一个通道能够装备为升压型稳压器,之后跟从 的是其他两个通道,装备为降压型  LED 驱动器。两个降压 型 LED 驱动器的每一个可驱动一串矩阵式调光 LED。这种 拓扑有许多优势,最明显的是,不管 LED 串的电压高于还 是低于电池电压,该电路都会继续以最佳形式运转。
图 3 显现了图 1 所示演示电路板的原理图,包含一个 “升压然后双降压形式”转化器  LT3797和 LT3965 矩阵式前 灯调光体系,该体系共有 16 个 LED,以 500mA 电流运转。 每个 LED 可独自地操控以接通、断开或  PWM 调光至低达
1/256 亮度。LT3797 的 350kHz 开关频率坐落  AM 频带以外
(能够很好地下降 EMI),从同一 350kHz 时钟发生的 LT3965
170Hz PWM 调光频率坐落可见光频率规模以外。凭仗正确 的体系同步,选用LT3797 和 LT3965 的矩阵式前灯能够无闪 烁运转。
LT3797 降压形式转化器为应对极快的瞬态而优化,使
用很小的输出电容器或不运用输出电容器,具有恰当补偿

图3     LT3 965 LE D  矩阵调光器体系选用了“升压然后双降压模 式”LED  驱动器 LT3797,两个 LT3965 矩阵调光器以轿车电池供给 的 500mA 电流驱动16 个 LED。I2C 串行通讯接口用于操控单个 LED 的亮度和查看 LED  及通道毛病

图4 根据 PC  的界面使规划师能够操控并监督由 LT3965 驱动的 LED
图5   1A LED  矩阵驱动器整合反相运转的并联通道,以完成电流更大的大功率 LED  前灯体系使用
的操控环路。这些带宽>30kHz 的转化器可耐受 LED 接通和 关断以及随意性 PWM 调光时发生的快速 LED 瞬变。布设在 LED 检测电阻器上的一个滤波电容器替代了操控体系中的一个极点,当为完成矩阵式调光器的快速瞬态功用而削减或 去除输出%&&&&&%器时,该极点会丢掉。
从开关节点引出的一个充电泵用于把  LT3965 VIN引脚 供电至比 LED+电压高 7V,以使上管通道 NMOS 在被驱动 时得到全面强化。LT3965 中的低 RDS(ON) NMOS 开关可完成高功率运作而不使 %&&&&&% 变热,即便在一切
8 个并联开关均导通以封闭整个  LED 灯串时也不例 外。在该场合中,LT3797  LED 驱动器可安全饱尝由 一切 8 个并联开关所形成的虚拟输出短路而不发生 任何问题,并且能简略地经过下一个接通的 LED 快 速地调理 500mA。
演示电路 DC2218 (图 1 所示) 选用了图 3 所示 体系,并经过Linduino™ One 演示电路DC2026,用所 衔接的 I2C 微操控器操控一个矩阵式前灯。DC2218 用作一个大型Linduino屏蔽罩,串行码流速率高达
400kHz,可发生不同的前灯照明图画,并与凌力尔 特的图形用户界面(图 4)接口。
在图 4 所示的图形用户界面 (GUI) 中,LED 亮 度和毛病维护功用能够用 ALL CHANNEL MODE 和 SINGLE CHANNEL MODE 指令查看,并用  FAULT CHECK 读和写指令查看  LED 开路和短路状况。无 闪耀运转、毛病维护以及瞬态运转都能够用这个演 示电路体系查看。DC2218  能够直接插入 12V DC 电 源,并且能够由一个运转该 GUI 的个人电脑操控,或许通
过一个简略的USB 衔接从头设定。(未完待续)

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