LED显示屏一文get快速、高效、高精度LED照明方案

 LED显示屏     |      2018-05-15 12:13
图6所示为基于MAX20078的LED驱动器的效率与电源电压的关系。两个107mΩ同步整流MOSFET晶体管包管了整个宽输入电压范畴内都具有高效率。   高工作频次MAX20078的导通时间可编程,开关频次范畴为100kHz至高达1MHz。器件的导通时间与输入电压和输出电压成比例,这意味着开关频次几乎是恒定的。MAX20078具有较高且节制优良的开关频次,且在AM频带范畴之外,很容易设置。在降低射频干扰的同时,扩频特征满足EMI尺度。总结   典型的buck LED驱动器方案如图3所示。该方案利用p沟道、高边MOSFET,其RDSON比n沟道晶体管高;并采用非同步布局,肖特基二极管D用于电流回流。这两者都是效率不高的要素。   精巧的前灯系统采用升压转换器作为前端,办理输入电压(抛负载或冷启动)和EMI辐射的变化。升压转换器供给不变、足够高的输出电压(图2)。公用的降压转换器利用该不变电压作为输入,答应每个降压转换器节制单一功能,例如远光、近光、雾灯、日间行车灯(DRL)、标的目的等,从而降服节制照敞亮度和标的目的的复杂性。   得益于优异的照明特征和效率,高功率LED在汽车外部照明设想中越来越风行。支撑LED的电子器件必需快速、高效、高精度,以节制照明强度、标的目的和聚焦。这些器件必需支撑较宽的输入电压范畴,且可以或许在汽车无线电的AM频段范畴之外工作,以避免电磁干扰(EMI)。电子器件还必需支撑LED矩阵中要求的复杂照明模式,以支撑自顺应前灯照明系统。本文回首典型的LED电源办理方案,并引见支撑快速、高效、高精度LED照明方案的立异buck节制器IC。   与图4所示的例子比拟,MAX20078的专有架构供给几乎无误差的瞬态响应。图7中,二极管的数量从8个添加到12个,输出电压或电流未发生任何较着波动。   采用PWM调光时,限制LED最小“开/关”时间的要素是开关稳压器电感中电流上升/下降的时间。这可能形成数十微妙的响应时间,对于依赖于快速、复杂调光方式的LED前灯组来说,这一时间太慢了。此时实现调光的独一方式是采用公用的MOSFET开关(图2中的SW1-K)对灯串中的每一颗LED进行独立开/关。对电流节制环路的挑战是可以或许足够快的从输出电压瞬态变化中恢复,这一瞬态变化由二极管投切惹起。LED节制器必需支撑较宽的输入电压范畴,且具有如上文所述的快速瞬态响应。为降低射频干扰以及满足EMI尺度,要求较高、受控优良的开关频次,且位于AM频带范畴之外。最初,高效率可以或许削减发烧,提高LED照明系统的靠得住性。   为包管颜色,电流必需连结恒定,最佳的LED调光策略是PWM(脉宽调制),通过对电流进行时间上的分段式开关来调制光强,而不是更改幅值。为防止LED闪灼,PWM频次必需连结高于200Hz。   因为相对于保守手艺具有显著劣势,LED正在汽车行业掀起一场风暴。从而削减驾驶员反映时间。自顺应前灯照明系统(AFS)由LED矩阵支撑,可以或许发生快速、复杂的照明模式变化,提高驾驶员在不良照明前提下的能见度。夜间,AFS可以或许按照对向车辆的射束,主动调理照明模式,防止本方驶员被强光致盲。LED照明开启的上升时间比白炽灯光源快2倍,所以基于LED的制动灯点亮更快,提前警示驾驶员,提高道路平安。最初,与相当的白炽灯比拟,LED功耗更低,所以在耗能方面具有较着劣势。LED节制器是担任操作LED的电子器件,在连结和加强LED固有的清晰度、速度和效率方面具有主要感化。   图4所示为典型方案在瞬态响应方面的另一个错误谬误。本项测试的12颗LED构成的灯串中,上电二极管的数量从8个激增至12个。以致输出电压阶跃发生电流和电压波动,需要数十微妙的时间才能熄灭。高调光比PWM调光电路只在初始几微妙内将对该电流进行采样,此时幅值正鄙人降,形成调亮光度和颜色不准确。   LED在汽车范畴使用普遍,被普遍用于从单颗LED到LED灯串和矩阵的各类设置装备摆设之中。为了实现最优机能,高亮度(HB)LED要求恒流。电流与结温及颜色相关。所以HB LED必需由电流而非电压驱动。支撑长灯串的电源能够是从12V汽车电池到高达60V升压转换器的任何电源。采用启/停手艺的汽车在引擎启动时,电池压降比力大,形成电池电压下降到典型12V以下,以至6V或更低。   该使用中,每个buck转换器的主节制环路设置其LED灯串中的电流,两个辅助环路实施过压和过流庇护。   我们回首了复杂LED照明系统供电中具有的诸多挑战,以及最优化LED系统机能的要求。我们引见了MAX20078若何通过立异的LED节制器架构来降服这些挑战,供给高精度平均电流节制、AM频带范畴之外的高工作频次、支撑高调光精度的优良瞬态响应,以及高效率,最大程度降低功耗。这些特征支撑优异的汽车外部照明,且效率更高,支撑复杂的照明模式和更高精度的照敞亮度、标的目的和聚焦节制。   抱负的方案应满足宽输入电压范畴、快速瞬态响应、高且节制优良的开关频次等要求,同时通过同步整流支撑高效率。MAX20078 LED节制器支撑如许的方案。(图5)。   调光是很多汽车使用中遍及采用的功能,也是LED前灯的主要平安特征。照明灯从100%调暗至50%时,人眼几乎发觉不到。为包管清晰分辨,必需调暗至1%或更低。大白了这一点,就不会奇异调光比为什么高达1000:1或更高。因为人眼在恰当前提下可以或许感知到单个光子,所以现实上该功能没无限制。   MAX20078 LED节制器采用专有的平均电流模式节制方式,在调理电感电流的同时连结开关频次接近恒定。器件工作在4.5V至65V宽输入电压范畴,开关频次高达1MHz,同时支撑模仿和PWM调光功能。器件采用节流空间(3mm x 3mm)的16引脚TQFN封装(通俗或SW)或16引脚TSSOP封装。