當(dāng)前位置:首頁(yè) > 電源 > 數(shù)字電源
[導(dǎo)讀]目前,對(duì)高亮度 LED(發(fā)光二極管)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)存在很大差別。盡管預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)不同,但是趨勢(shì)是明顯的:高亮度(HB)LED 市場(chǎng)正在以驚人的速度增長(zhǎng)。有些預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為年復(fù)合增長(zhǎng)率 15%,另一些則為年復(fù)合增長(zhǎng)率 35%。2007 年

目前,對(duì)高亮度 LED(發(fā)光二極管)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)存在很大差別。盡管預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)不同,但是趨勢(shì)是明顯的:高亮度(HB)LED 市場(chǎng)正在以驚人的速度增長(zhǎng)。有些預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為年復(fù)合增長(zhǎng)率 15%,另一些則為年復(fù)合增長(zhǎng)率 35%。2007 年汽車(chē)領(lǐng)域的 LED 照明處于起步階段,銷(xiāo)售額為 6.7 億美元,但是預(yù)計(jì)將以 15% 的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng),到 2011年(1)達(dá)到 12 億美元。如果將非汽車(chē)應(yīng)用考慮在內(nèi),那么年復(fù)合增長(zhǎng)率接近 35%,而且到 2011 年,總的高亮度 LED 市場(chǎng)有可能輕松超過(guò) 25 億美元。

這么高的增長(zhǎng)潛力靠什么驅(qū)動(dòng)?首先,LED 產(chǎn)生光的效率是白熾燈的 10 倍,同時(shí)幾乎是熒光燈的兩倍,因此極大地降低了提供特定光輸出量(單位:流明)所需的電功率。第二,白熾燈使用 1,000 小時(shí)后需要更換,熒光燈可持續(xù)使用 1 萬(wàn)小時(shí),而 LED 的壽命超過(guò) 10 萬(wàn)小時(shí)。在大多數(shù)應(yīng)用中,這允許 LED 永久性地嵌入到最終應(yīng)用中而無(wú)需附屬裝置。例子包括用于裝在汽車(chē)車(chē)體上的顯示屏或 HDTV 的 LCD 顯示屏,因?yàn)檫@些 LED 在汽車(chē)、HDTV 或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館顯示器壽命期內(nèi)不會(huì)需要更換。第三,LED 比其它照明產(chǎn)品小幾個(gè)數(shù)量級(jí),外形尺寸可以制作得非常扁平,這樣它們就可以永久性地嵌入到汽車(chē)內(nèi)部和外部應(yīng)用中。另外,通過(guò)使用紅光、綠光和藍(lán)光 LED 配置,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)種顏色。最后,LED 能夠調(diào)光,而且其接通和斷開(kāi)時(shí)間很快,人眼察覺(jué)不到,這極大地改進(jìn)了 HDTV 和其它類(lèi)型顯示器的背光照明。沒(méi)有這些 LED,不可能有極高對(duì)比度和清晰的高分辨率LCD HDTV。


盡管如此,照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的最大挑戰(zhàn)之一是如何充分利用最新一代 LED 的所有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗鼈円话阈枰粋€(gè)準(zhǔn)確的直流電流源,還需要調(diào)光,因此 LED 驅(qū)動(dòng)器集成電路必須設(shè)計(jì)成能滿(mǎn)足各種不同應(yīng)用的需求。電源解決方案必須高效率、功能可靠,而且與往常一樣,要非常緊湊和經(jīng)濟(jì)。有理由認(rèn)為,最苛刻的 LED 驅(qū)動(dòng)應(yīng)用之一是在汽車(chē)應(yīng)用中,其中包括基于 LED 的內(nèi)部照明、LCD 顯示器背光照明、剎車(chē)/轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈,甚至包括前燈。

汽車(chē) LED 照明


尺寸小、功耗低以及接通時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)使高亮度 LED 開(kāi)始在今天的汽車(chē)中得到廣泛采用。最初的 LED 應(yīng)用是中央高位剎車(chē)燈(CHMSL),這類(lèi)應(yīng)用采用紅光 LED 提供非常微小的照明陣列,這種陣列很容易安裝,而且從不需要更換。


圖1:奧迪R8/雷克薩斯LED前燈/轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈/行車(chē)燈。


傳統(tǒng)上,白熾燈是最經(jīng)濟(jì)的光源,而且很多汽車(chē)仍在使用。不過(guò),用于照明組件的可用空間縮小以及對(duì)長(zhǎng)工作壽命的需求,加之 LED 實(shí)現(xiàn)了明亮的自然色彩和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),因此 LED 在很多應(yīng)用中迅速取代了白熾燈。白光 LED 陣列取代傳統(tǒng)的冷陰極熒光照明(CCFL)TFT-LCD 背光照明越來(lái)越常見(jiàn)了,白光 LED 提供更加精確和可調(diào)的背光照明,工作壽命將很容易超過(guò)汽車(chē)本身的壽命。甚至主要是鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域的前燈也正在逐步采用電子“可控”的大電流 LED 陣列(參見(jiàn)圖 1)。包括內(nèi)部/外部和背光照明應(yīng)用的所有汽車(chē)照明應(yīng)用都幾乎在轉(zhuǎn)向 LED。在這種環(huán)境中使用 LED 有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先,它們從不需要更換,因?yàn)槠溟L(zhǎng)達(dá) 10 萬(wàn)余小時(shí)(11.5 年的使用年限)的可靠壽命超過(guò)了汽車(chē)本身的壽命。這允許汽車(chē)制造商永久性地將其嵌入“艙內(nèi)”照明系統(tǒng),無(wú)需為了方便更換而進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。其款式也可以有很大變化,因?yàn)?LED 照明系統(tǒng)所需的深度和面積不像白熾燈那么大。

[!--empirenews.page--]
圖 2 所示是現(xiàn)代汽車(chē)中的各種 LED 照明應(yīng)用。在汽車(chē)內(nèi)部,有幾種采用各種類(lèi)型 LED 的“標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置”照明模塊。有些是單個(gè) LED,而像導(dǎo)航儀表板背光照明等另一些應(yīng)用則需要 LED 陣列。在外部照明方面,LED 也得到了認(rèn)可。現(xiàn)在超過(guò) 40% 的中央高位剎車(chē)燈已經(jīng)采用紅光 LED。另外,奧迪 (Audi) 2008 A8 采用大電流 LED 陣列作為白天行車(chē)燈(DRL)。雷克薩斯 (Lexus) 600 轎車(chē)和奧迪 R8 包括前燈在內(nèi)的全部外部“前向照明”都是由 LED 完成的。類(lèi)似地,甚至更多中檔汽車(chē)和很多摩托車(chē)也采用了彩色 LED 陣列作為剎車(chē)/轉(zhuǎn)向信號(hào)指示燈。


圖 2:LED 照明在現(xiàn)代汽車(chē)中的典型應(yīng)用。
汽車(chē) LED 照明的設(shè)計(jì)參數(shù)


表 1:大電流白光 LED 的正向壓降與驅(qū)動(dòng)電流。


為確保最佳性能和更長(zhǎng)的使用壽命,LED 需要一個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)電路。這些驅(qū)動(dòng)電路必須能夠適應(yīng)條件非??量痰钠?chē)電源總線(xiàn),而且要既經(jīng)濟(jì)又節(jié)省空間。為了保證更長(zhǎng)的使用壽命,首要的是不超過(guò) LED 的電流和溫度限制。表 1 給出了大電流白光 LED 的典型正向電壓與驅(qū)動(dòng)電流。


圖3:采用 LT3755 的 50W 前燈電路。


大多數(shù)前燈應(yīng)用需要約 50W LED 電流。凌力爾特公司的 LT3755 設(shè)計(jì)成服務(wù)于這種類(lèi)型的應(yīng)用。它可以將汽車(chē)總線(xiàn)電壓(標(biāo)稱(chēng)值為 12V)提高到 60V,以驅(qū)動(dòng)多達(dá) 14 個(gè)串聯(lián)連接的 1A LED,如圖 3 所示。


圖 4:圖 3 所示 LT3755 電路的效率。


圖 4 說(shuō)明,LT3755 的效率可高達(dá) 93%。這一點(diǎn)是非常重要,因?yàn)檫@消除了所有電源組件的散熱需求,從而可組成一個(gè)占板面積非常緊湊的解決方案。盡管圖 3 所示電路是一種升壓型拓?fù)?,但?LT3755 獨(dú)特的高壓側(cè)電流檢測(cè)設(shè)計(jì)使其能夠根據(jù)應(yīng)用的具體要求,配置為升壓模式、降壓模式、降壓-升壓模式或反激式拓?fù)洹?/p>

[!--empirenews.page--]
LT3755 用穩(wěn)定的內(nèi)部 7V 電源驅(qū)動(dòng)外部低端 N 溝道 MOSFET。固定頻率、電流模式架構(gòu)允許在寬電源和輸出電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定和準(zhǔn)確地工作。LT3755 提供一個(gè)恒定電流源,這對(duì) LED 驅(qū)動(dòng)器集成電路在輸入電壓不穩(wěn)定時(shí)實(shí)現(xiàn)恒定 LED 亮度非常重要,而且在汽車(chē)應(yīng)用中尤其重要,因?yàn)樵诶滠?chē)發(fā)動(dòng)和負(fù)載突降等情況下遭遇瞬態(tài)后,輸入電壓可能有極大的擺動(dòng)。LT3755 的最高輸入電壓為 40V,使其能夠在主汽車(chē)總線(xiàn)遭遇 40V 瞬態(tài)時(shí)穩(wěn)定 LED 電流和電壓,40V 瞬態(tài)在負(fù)載突降情況下是常見(jiàn)的。


以地為基準(zhǔn)的電壓反饋引腳用作很多 LED 保護(hù)電路的輸入,如 LED 開(kāi)路保護(hù),而且還使轉(zhuǎn)換器有可能用作恒定電壓源。頻率調(diào)節(jié)引腳允許用戶(hù)在 100kHz 至 1MHz 范圍內(nèi)對(duì)頻率編程,以?xún)?yōu)化效率和性能,同時(shí)最大限度減小外部組件尺寸。如果需要外部同步,LT3755-1 版本在 100kHz 至 1MHz 的整個(gè)頻率范圍內(nèi)還可以同步至外部時(shí)鐘。


LT3755 的真彩 PWM 調(diào)光實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 3000:1 的調(diào)光比,調(diào)光時(shí)所發(fā)光的顏色沒(méi)有改變,從而能夠持續(xù)調(diào)節(jié) LED 前燈,以適應(yīng)多種環(huán)境條件。因?yàn)榱枇柼毓镜拇箅娏?LED 驅(qū)動(dòng)器是電流模式穩(wěn)壓器,因此它們不直接調(diào)制電源開(kāi)關(guān)的占空比,而是由反饋環(huán)路控制每個(gè)周期的開(kāi)關(guān)峰值電流。與電壓模式控制相比,電流模式控制改進(jìn)了環(huán)路動(dòng)態(tài)特性,并實(shí)現(xiàn)了逐周期限流。


兩個(gè) LED 應(yīng)用


如圖 2 所示,很多嵌入式大電流 LED 應(yīng)用都由單個(gè)或兩個(gè)大電流(ILED 從 1A 至 1.5A)LED 組成。這類(lèi)應(yīng)用包括內(nèi)部照明,如頂燈、地圖燈、后備箱照明,還包括外部照明,如門(mén)檻或“水坑”燈。視應(yīng)用的不同,可能采用彩色 LED 用于儀表板照明,或白光 LED 用于一般照明。因?yàn)檫@類(lèi) LED 一般具有 3V 至 4V 的正向電壓,并用 12V 至 14V 的汽車(chē)總線(xiàn)供電,所以需要降壓型穩(wěn)壓器。LT3475 雙路降壓型 LED 驅(qū)動(dòng)器非常適用于這類(lèi)應(yīng)用。


LT3475 是一個(gè)雙路 36V、2MHz 降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,用作雙路恒定電流 LED 驅(qū)動(dòng)器(參見(jiàn)圖 3)。每個(gè)通道都有內(nèi)部檢測(cè)電阻和調(diào)光控制,非常適用于驅(qū)動(dòng)需要高達(dá) 1.5A 電流的 LED。兩個(gè)通道以 180o 的相位差開(kāi)關(guān),從而降低了兩個(gè)通道的輸出紋波。在 50mA 至 1.5A 的寬電流范圍內(nèi),每個(gè)通道都獨(dú)立保持高輸出電流準(zhǔn)確度,同時(shí)獨(dú)特的 True Color PWMTM 電路實(shí)現(xiàn) 3000:1 的調(diào)光范圍,而且沒(méi)有通常與 LED 電流調(diào)光相關(guān)的顏色改變。LT3475 具有 4V 至 36V(瞬態(tài)高達(dá) 40V)的寬輸入電壓范圍,非常適應(yīng)汽車(chē)電源系統(tǒng)。其開(kāi)關(guān)頻率可以在 200kHz 至 2MHz 的范圍內(nèi)設(shè)定,從而允許使用纖巧的電感器和陶瓷電容器,同時(shí)保持開(kāi)關(guān)噪聲在調(diào)幅收音機(jī)頻段之外。該器件采用耐熱增強(qiáng)型 TSSOP-20 封裝,為驅(qū)動(dòng)大電流 LED 提供了一個(gè)非常緊湊的解決方案。


LT3475 采用高壓側(cè)檢測(cè)方式,實(shí)現(xiàn)了接地的 LED 陰極連接,因此在大多數(shù)應(yīng)用中無(wú)需接地線(xiàn)。它的每個(gè)通道還具有集成的升壓二極管,進(jìn)一步減少了解決方案占板面積和成本。其它特點(diǎn)包括 LED 開(kāi)路和短路保護(hù)。


圖 5:LT3475 雙路 1.5A 降壓型 LED 驅(qū)動(dòng)器原理圖和有關(guān)的效率曲線(xiàn)。


結(jié)論


在當(dāng)前和未來(lái)的汽車(chē)中,LED 照明應(yīng)用將前所未有地加速增長(zhǎng),這已經(jīng)導(dǎo)致對(duì)大電流 LED 汽車(chē)應(yīng)用中的 LED 驅(qū)動(dòng)器集成電路產(chǎn)生了很多非常具體的性能要求。這些應(yīng)用從前燈到內(nèi)部照明,種類(lèi)很多。另外,在汽車(chē)市場(chǎng)之外的大量商用和工業(yè)環(huán)境中也有很多 LED 應(yīng)用,汽車(chē)應(yīng)用中的大多數(shù)高性能要求在這些應(yīng)用中也需要。這些 LED 驅(qū)動(dòng)器必須提供恒定電流,以在輸入電壓或 LED 正向電壓變化時(shí)保持一致的亮度,而且必須以高效率工作。它們還必須能夠承受汽車(chē)電源總線(xiàn)嚴(yán)酷的電氣特性。這些應(yīng)用還要求非常緊湊的、高熱效率解決方案。凌力爾特公司已經(jīng)注意到了這些汽車(chē)設(shè)計(jì)需求,而且為滿(mǎn)足汽車(chē)和多種通用 LED 照明應(yīng)用需求,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列大電流 LED 驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品。照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師現(xiàn)在有了一個(gè)非常方便的 LED 驅(qū)動(dòng)器來(lái)源,可以進(jìn)行具有挑戰(zhàn)性的照明設(shè)計(jì)了。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專(zhuān)欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車(chē)的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車(chē)技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車(chē)工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車(chē)。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車(chē) 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶(hù)希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱(chēng),數(shù)字世界的話(huà)語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉