Драйвер для светодиодов для авто: Купить Драйверы 12-24 Вольт для Авто в Саратове (064)

Содержание

Светодиодные драйверы для авто — для управления светодиодами

Светодиодные драйверы для авто — этот материал для тех, кому уже порядком поднадоело заниматься выпаиванием резисторов из светодиодной ленты класса SMD, в случае их выхода из строя. А это, как показывает практика, происходит очень часто. И вот встает вопрос, что можно сделать, чтобы избавиться от этого трудоемкого процесса? Какое сконструировать устройство, чтобы оно являлось надежным и в то же время самым простым вариантом для обеспечения светодиодов напряжением питания.

Если взять 12 вольтовые лампы MR16 — не подойдут, так как создают ощутимые помехи в радио эфире. Использовать стабилизатор тока на lm317 для мощных светодиодов, тоже не подойдет из-за технической сложности, то есть для него требуется сторонний ограничительный резистор по току. Ну а воспользоваться просто мощным резистором, такой вариант совсем отпадает, поскольку значение тока непосредственно зависит от напряжения в бортовой сети автомобиля. И вот после некоторого отчаяния от неопределенности, хорошие люди подсказали — светодиодный линейный драйвер NSI45030AT1G.

Вот их внешний вид

А это их компактные размеры

По габаритам похожи на SMD-резисторы

Цифры находящиеся в конце маркировки обозначают ток. Для примера: драйвер NSI50350AST3G обеспечивает постоянным током 360 мА в независимости от действующего напряжения в бортовой сети автомобиля. Отличительная особенность — способны работать в параллельном включении. Как известно, при параллельном соединении значение рабочего тока прибавляется. Вам необходим рабочий ток в 1А?

Включите параллельно три регулятора постоянного тока NSI50350 для управления светодиодами. Результат будет такой: 350+350+350 =1050мА

Если вам необходимо построить устройство с маленьким током потребления, то тогда нужно воспользоваться компонентами с различными номиналами: NSI50010YT1G – 10 мА, NSI45015WT1G – 15 мА NSI45020AT1G – 20мА, NSI45030AT1G — 30 мА.

Вот с ними можете экспериментировать, то-есть подгонять под нужные вам токи и не вспоминайте больше про резисторы. В популярной литературе про приборы NSI, вот что пишут:

Светодиодные драйверы для авто и в частности всей линейки NSI-устройства и их особенностей, то это простейшие с высокой надежностью электронные элементы, предназначенные для регулировки потребляемого светодиодами тока, имеющие высокоэффективный отвод тепла от теплоотвода и не большую стоимость. Как драйвер в цепи светодиода микросхема в основном направлена для модулей освещения в автомобилях.

Регулятор управления реализован на базовых принципах технологического решения SBT, что гарантирует стабильный ток в большом спектре входящих напряжений. Защиту светодиода от температурной составляющей при высоких значениях напряжениях и тока, осуществляет установленный в тракте регулировки тока терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Также в регулирующем тракте имеется защита от импульсных скачков напряжения.

Следовательно, вопрос: где их можно задействовать? Для подсветки щитка приборов? Подсветка номерного знака? Габаритные огни авто? Да, именно там они будут очень эффективно полезны.
В общем приобретаем стабилизаторы:

NSI45030AT1G – 30 мА.

Светодиоды

LEMWS59R80HZ2D00.h2X, 5630, 5000K Производитель: LG INNOTEK

полоска фольгированного алюминия

Подготавливаем прозрачную пленку Lomond, которую можно использовать для печати различных изображений, фоторезист и для травления — хлорное железо. Конечно можно изготовить плату методом прорезки дорожек, как вам будет удобнее.

h4Изготавливаем половинки/h4

Нужны хорошо наточенные ножницы

Где-то добываем вышедшие из строя светодиодные лампы W5W

Извлекаем пластиковый цоколь W5W

Делаем точную разметку, что резать

Здесь нужно убрать все лишнее, чтобы плата свободно заходила в цоколь

Гравер

Делаем плату с размером цоколя

Готовим паяльную пасту

С помощью шприца наносим пасту на контактные площадки и сажаем на плату светодиоды с драйверами

Здесь нужно заметить, что в схеме имеется две NSI45030AT1G, а поэтому на обеих зеркальных половинках ток будет по 60 мА, затем помещаем плату на хорошо разогретый утюг

И как только паяльная паста оплавит выводы деталей сразу же снимаем плату с утюга

Затем нужно будет облудить провод от сетевого кабеля

и припаять отрезки провода к контактным площадкам половинок

в цоколе

я сделал отверстия сбоку, через них пройдут выводы

поместил половинки в цоколи

перед этим я убрал все остатки канифоли с платы

а затем уже одел цоколи

выводы сделал короче, на нужную длину

выводы между собой не скручивал

выводы аккуратно загнул

Теперь все, сборка закончена, сейчас будем проверять.

Яркость свечения мощнее нежели у лампочки W5W. Проработала больше часа, замерил температуру — было около 50 градусов

В этой статье вообще-то не было целью создать источник света с яркостью большей, чем у аналогичной лампы накаливания. Речь шла именно об приборах NSI, при использовании которых не потребуются резисторы.

Драйвера для мощных светодиодов фар авто

Оглавление:

Драйверы светодиодов являются одним из ключевых элементов, обеспечивающих их эффективное применение. LED используются в освещении домов, магазинов или в качестве фар для автомобилей. Каждое из этих устройств имеет свои особенности, но все они требуют небольшого размера и высокоэффективного решения.

Светодиоды питаются от тока, то есть стабилизируемым и регулируемым для данного типа источника света параметром является протекающий через диод ток, а не приложенное напряжение, как в случае с большинством электронных компонентов. За счет этого нужна другая группа схем электропитания, чем привычные стабилизаторы напряжения. Давайте изучим проектировку драйвера светодиодов, который предназначен для авто, но также будет работать и в других схемах, где необходимо стабилизировать ток для светодиодов.

Современные автомобильные фары содержат светодиодые, выполняющие все функции — дальний и ближний свет, дневные ходовые огни, иногда даже проблесковые маяки и другие, объединенные в одной фаре. Компоненты этого комплекта могут иметь очень разные требования к драйверу, включая напряжение и ток, топологию, уровни мощности или функции затемнения. Выполнение этих задач обычно означает использование отдельных органов управления для каждой секции фары. Но использование нескольких контроллеров не только усложняет конструкцию, перечень необходимых компонентов или производственный процесс, но и может затруднить выполнение требований стандартов по электромагнитному излучению. Каждый дополнительный драйвер добавляет свой собственный высокочастотный шум, что усложняет анализ электромагнитных помех.

Гибридные фары для каждой марки и модели автомобиля могут быть оснащены разными светодиодами. С учетом токов, напряжений и других параметров такой модуль в целом потребляет около 30 Вт общей мощности. Исходя из этого можно выбрать контроллер, который удовлетворит всем требованиям по питанию фар – как по функциональности, так и по электрической мощности. Такая схема должна учитывать относительно широкий диапазон напряжений питания от батареи и, используя топологию buck-boost, преобразовывать это напряжение в широкий диапазон напряжений для питания цепочек светодиодов. Кроме того, он должен быть небольшим и иметь минимум внешних компонентов, чтобы окончательная структура легко вписывалась в пространственные ограничения модуля. В конечном итоге она должна создавать низкий уровень электромагнитных помех, чтобы свести к минимуму усилия по проектированию и устранить необходимость, например, в дорогих металлических экранированных корпусах. Контроллер также должен быть высокоэффективным, чтобы выделять мало тепла — это облегчает охлаждение и позволяет спроектировать компактную конструкцию.

Понижающе-повышающий контроллер LT8391A отвечает всем этим требованиям. Он работает с тактовой частотой до 2 МГц и имеет все функции, необходимые для управления целым набором фар с помощью одного чипа.

Для всех источников питания, независимо от области применения, очень важным вопросом является электромагнитная совместимость. Особенно это касается светодиодных ламп с питанием от импульсных стабилизаторов тока. Со временем был разработан ряд различных стандартов для измерения, оценки и документирования помех, создаваемых LED лампами.

Электромагнитные помехи могут иметь серьезные последствия. Не соответствующие требованиям светодиодные лампочки могут, например, создавать помехи для радиопередачи, что может вызвать ухудшение качества работы сети Wi-Fi в доме, или даже мешать работе пультов дистанционного управления 433 МГц. Шум, создаваемый импульсным источником питания, частично частично излучается. Следовательно, они могут переноситься по линиям электропередач, а также иметь магнитную или емкостную связь с соседними сегментами цепи.

Существует множество стандартов безопасности и излучения светодиодов. Основными из них являются CISPR 11 и 25. Последний будет в центре внимания этого проекта, поскольку он касается автомобильных применений. Также есть множество других правил и норм, включая ISO, IEC, FCC, CENELEC, SAE и другие, основанные на стандартах CISPR.

Чип контроллер LT8391A

Контроллер повышающе-понижающего преобразователя LT8391A предназначен для управления током светодиодов. Очень высокая скорость переключения 2 МГц позволяет использовать одну маленькую катушку индуктивности и гарантирует небольшой общий размер всей мощной схемы управления светодиодами.

В отличие от монолитных преобразователей, силовые ключи которых встроены в микросхему, такие контроллеры как LT8391A могут управлять внешними силовыми ключами с гораздо более высокими пиковыми токами – до 10 А и более. Такие токи могут повредить микросхемы в небольших корпусах, которые обычно используются для интегральных преобразователей. С другой стороны, контроллер с внешними МОП-транзисторами может управлять гораздо большей мощностью.

Типичные ключи для МОП-транзисторов имеют размер примерно 3 х 3 мм. Их можно разместить рядом с чипом контроллера и конденсаторами, которые вместе образуют так называемый горячий шлейф. Уникальная архитектура измерения тока позволяет размещать измерительный резистор рядом с силовым дросселем, что делает его вне критических горячих входных и выходных контуров. Это снижает уровень электромагнитных помех.

Схема драйвера светодиодов на основе повышающе-понижающего драйвера LT8391A

Схема работает на частоте коммутации 2 МГц с выходным напряжением 16 В и током диода 1,5 А. По электромагнитным помехам соответствует требованиям CISPR 25 класс 5. Это схема применения контроллера LT8391A. Он имеет эффективность до 93% с фильтрами электромагнитных помех и резисторами затвора.

Эффективность в зависимости от входного напряжения, с фильтрами электромагнитных помех (бордовая кривая) и без этих элементов (синяя кривая)

Эффективность схемы может быть на 2 % выше, если удалить дополнительные компоненты подавления электромагнитных помех. Благодаря удачно подобранным компактным MOSFET-транзисторам и одному мощному дросселю, повышение температуры в этой схеме невелико даже при потребляемой мощности 20 Вт.

При входном напряжении 12 В ни один компонент не поднимает свою температуру более чем на 25°C по сравнению с температурой окружающей среды. При входном напряжении 6 В самый горячий компонент нагревается менее чем до 50°С, при стандартной 4-х слойной печатной плате и отсутствии радиатора или принудительного обдува. Схема продолжает работать при полной нагрузке 24 Вт в условиях переходных процессов с падением входного напряжения до 4,3 В. Если напряжение падает ниже или в течение более длительного периода времени, ток нагрузки можно уменьшить с помощью аналогового или ШИМ-управления яркостью.

Микросхема LT8391A имеет новейшие функции ШИМ-диммирования и активную защиту от открытия выхода. Этот синхронный повышающе-понижающий преобразователь стабилизирует ток, протекающий через линию светодиодов, при напряжениях, которые могут находиться или не находиться в диапазоне напряжения питания схемы. Электропитание может осуществляться от автомобильного аккумулятора (9 – 16 В) или АКБ грузового автомобиля (18 – 32 В). Схема может работать с напряжением от 4 В, возникающим при запуске автомобиля. Она также выдерживает напряжение до 60 В, возникающее иногда на линиях в авто.

ШИМ-диммирование обеспечивает коэффициент яркости 2000:1 при частоте 120 Гц, а чип позволяет использовать внутренний генератор ШИМ-диммирования для получения точного коэффициента диммирования 128:1 без необходимости использования внешнего тактового генератора для ШИМ-сигнала, упрощая всю конструкцию.

Стандарт CISPR 25 EMI для авто

Схема на рисунке предназначена для автомобильных фар. В ней используются компоненты, отвечающие требованиям AEC-Q100, и она соответствует стандартам электромагнитного излучения CISPR 25 класса 5. Частотная модуляция переключения снижает электромагнитные помехи, обеспечивая работу без мерцания, позволяя регулировать яркость светодиодов с помощью ШИМ.

Небольшие размеры подчеркиваются небольшой катушкой и небольшими входными и выходными шумовыми фильтрами. Для импульсных преобразователей частоты до 2 МГц не требуются большие LC-фильтры, а для снижения высокочастотных электромагнитных помех достаточно небольших ферритовых колец.

Типичные мощные импульсные преобразователи не могут соответствовать требованиям по электромагнитным помехам в автомобильной промышленности. Мощные ключи и катушки на больших печатных платах рядом с большими конденсаторами могут создавать нежелательные «горячие» шлейфы, особенно когда к ним подключен большой резистор. Уникальная повышающе-понижающая топология контроллера LT8391A исключает измерительный резистор из горячего контура ключей понижения и повышения, обеспечивая более низкий уровень электромагнитных помех.

Архитектура Buck-boost для многолучевых фар

Дальний и ближний свет можно дополнительно оснастить красивыми дневными ходовыми огнями. Поскольку дневные ходовые огни нужны только тогда, когда выключены дальний и ближний свет, можно использовать один драйвер светодиодов для питания светодиодов дальнего и ближнего света, а также ДХО. Однако схема может работать таким образом только в том случае, если используемый светодиодный драйвер имеет гибко регулируемое выходное напряжение и может как увеличивать, так и уменьшать его значение ниже и выше напряжения, подаваемого на модуль. Понижающе-повышающий преобразователь как раз отвечает этому требованию.

Драйвер многолучевой светодиодной лампы работает по схеме buck-boost. Схема такого применения LT8391A показана на рисунке. Эта микросхема может управлять напряжением светодиодной цепочки в диапазоне от 3 В до 34 В. Реализация дальнего света путем добавления дополнительных светодиодов в ближний свет. Тот же драйвер также включает и управляет дневными ходовыми огнями с более высоким напряжением с более низкими токами светодиодов. Переключение со светодиодов ближнего света на комбинированные цепочки ближнего и дальнего света не вызывает скачков выходного напряжения или тока.

Контроллер LT8391A может плавно переключаться между рабочими областями только в топологии повышения, топологии с 4 buck-boost и только в топологии buck. Переход от небольшого количества светодиодов к большому количеству без создания вывода напряжения диода является довольно сложной задачей для инвертора, но схема, показанная на рисунке, легко справляется с этой задачей. Переключение обратно с дальнего и ближнего света на обычный также очень чистое, без каких-либо импульсов, наносящих ущерб светодиодам.

Схема светодиодного драйвера LT8391A для комплекта фар ближнего, дальнего света и дневных ходовых огней

Автомобиль требует надежных решений для реагирования на короткие замыкания и обрывы светодиодов. Условия короткого замыкания и разомкнутой цепи безопасно обрабатываются решением, показанным на рисунке, о чем сообщается с помощью сигнала неисправности преобразователя.

Корпуса TSSOP и QFN для малого пространства

Контроллер LT8391A выпускается в корпусе QFN размерами 4 х 5 мм с 28 выводами. Это идеальный корпус, отвечающий требованиям небольшого размера всей схемы. Кроме того, этот контроллер также предлагается в корпусе TSSOP, который лучше соответствует требованиям автомобильного сектора. Оба корпуса имеют открытое тепловое поле под потенциалом земли, которое помогает рассеивать внутреннее тепло, в основном создаваемое встроенным стабилизатором LDO, который генерирует напряжение INTVCC.

Внутренний LDO-контроллер этих контроллеров импульсных преобразователей может питать до четырех синхронных МОП-транзисторов до 2 МГц и зарядом затвора примерно 15 нКл. Демонстрационная схема небольшого размера для LT8391A показана на фото. Для работы этого универсального контроллера большой мощности требуется только один дроссель 5 х 5 мм.

Проектирование печатной платы драйвера

Чтобы проектируемая схема имела достаточно низкий уровень излучаемых электромагнитных помех, необходимо оптимизировать конструкцию печатной платы. Энергия, излучаемая индуктивностями и паразитными емкостями дорожек платы, играет решающую роль. Частотный диапазон этих излучений обычно превышает 30 МГц.

Уменьшить интенсивность его сложно и требует большого опыта и знаний. Неудача в этом отношении выливается в необходимость заключать схему в экранирующий металлический корпус, что выливается в более высокую стоимость и большие габариты модуля управления освещением.

LED ДХО создают большую проблему с высоким уровнем излучения. Обычно срабатывает цепочка светодиодов, соединенных последовательно. Последовательная схема часто требует много места на плате. Благодаря этому геометрическое расположение имеет свойства антенны и помехи излучаются особенно эффективно. Экранирование электрических цепей сложно, дорого и даже частично невозможно для светодиодов, так как свет не может проходить через оболочку из листового металла. Поэтому решение состоит в том, чтобы свести к минимуму количество испускаемого электромагнитного излучения. Есть много аспектов, которые способствуют этой минимизации, одним из которых является правильный проект печатной платы.

Выбор встроенных импульсных стабилизаторов, которые уже предназначены для минимизации выбросов и оптимизации поведения ЭМС, как в этом случае, значительно упрощает достижение результатов. В этом случае требуется минимальная фильтрация, но многое зависит и от конструкции дорожек платы.

Наиболее серьезным источником электромагнитных помех в импульсных преобразователях является контур, в котором коммутируется ток. Он называется “горячая петля”. Для большинства неизолированных топологий электромагнитные помехи возникают в контурах с высоким значением dI/dt. Большинство схем не имеют силовых линий переменного тока в линиях электропередач и нагрузках. Поэтому анализ должен быть сосредоточен на преобразователе из входного конденсатора CIN, который должен подавать все соответствующие переменные токи на выходной конденсатор COUT, где все переменные токи заканчиваются (передаются на землю). Между этими элементами находятся все типовые элементы преобразователя – ключи, катушки и так далее.

Обозначение горячих контуров (зеленая линия) на упрощенной схеме повышающе-понижающего преобразователя

Преобразователь, описываемый в этой статье, представляет собой схему повышающе-понижающей топологии, имеющую 4 ключа — МОП-транзисторы — М1-М4. На этих схемах трудно отметить горячий шлейф, но если посмотрим на рисунок, то все будет намного понятнее. Как видно, на макетной плате для этой схемы все ключевые компоненты горячего контура расположены близко друг к другу, поэтому площадь его мала, а уровень электромагнитных помех низкий.

Маркировка горячих шлейфов на демонстрационной плате DC2575A

Благодаря соответствующему расположению выводов чипа LT8391A можно легко оптимизировать конструкцию трактов в схеме, чтобы гарантировать низкий уровень излучения. Все линии управляющие транзисторами М1-М4 и к этому участку схемы, расположены с одной стороны контроллера.

Подведем итоги

Драйвер светодиодов LT8391A — это контроллер повышающе-понижающего преобразователя, предназначенный для питания светодиодных цепочек в автомобильных фарах. Его ключевые особенности включают архитектуру с 4-мя коммутаторами, оптимизированную для минимизации генерируемых электромагнитных помех, которая дополнительно поддерживается возможностью работы с модуляцией распределенного спектра (SSFM).

Чип также имеет выводы расположенные таким образом, чтобы облегчить конструкцию печатной платы, сведя к минимуму уровень генерируемых электромагнитных помех.

Все это соответствует требованиям стандарта CISPR 25 класса 5. К тому же высокая частота переключения позволяет работать выше диапазона AM, требуя очень небольшой фильтрации входного и выходного шума. Благодаря этому можно создавать очень компактные драйверы светодиодов с низким уровнем излучения. Семейство LT8390 имеет гибкие параметры, что делает их пригодными для питания широкого спектра схем.

Автомобильные светодиодные драйверы | TI.com

Наши драйверы автомобильных светодиодов помогут вам создать инновационные, надежные и экономичные системы автомобильного освещения, которые превышают строгие требования автомобильной промышленности. Наш широкий ассортимент высокоэффективных драйверов светодиодов продлевает срок службы ваших систем освещения, повышает безопасность водителей и пешеходов и повышает удобство работы водителей.

Выбор по приложению

Тенденции мощности

Обеспечьте высочайшую плотность мощности благодаря широкому диапазону V _IN Драйверы для автомобильных светодиодов

У нас есть разнообразный портфель высокоинтегрированных устройств для всех типов автомобильных осветительных приборов. Наши устройства дают вам возможность решить проблему баланса высокой выходной мощности системы с малым размером решения. Вы можете эффективно управлять более высоким выходным током, более эффективно отводить тепло с помощью наших корпусов с улучшенными тепловыми свойствами и уменьшать занимаемую площадь системы с помощью наших монолитных линейных драйверов и драйверов светодиодов постоянного/постоянного тока.

параметрический фильтр Найдите свой автомобильный светодиодный драйвер

Технические ресурсы

Серия видео

Серия видеороликов

Рекомендации по проектированию светодиодной подсветки (3 видео)

В этой серии видеороликов вы узнаете об основных аспектах проектирования подсветки ЖК-дисплеев в различных приложениях.

Видео серия

Серия видеороликов

Дисплеи с расширенным динамическим диапазоном (HDR) (2 видео)

В этих обучающих видеороликах вы получите представление о дисплеях с расширенным динамическим диапазоном (HDR) по сравнению со стандартными дисплеями с динамическим диапазоном.

Видео серия

Серия видеороликов

Display University (8 видеороликов)

Эта серия охватывает широкий спектр тем, от основ отображения до подробных видеороликов о проектных решениях и решениях конкретных задач при проектировании дисплеев.

Ресурсы для проектирования и разработки

Базовый вариант

Протестированный CISPR25 эталонный дизайн автомобильных задних фонарей для систем на базе Step-Up + Linear LED Driver

TIDA-00678 демонстрирует применение автомобильных светодиодных задних фонарей (задний/стоп, поворот и задний ход) с использованием линейного светодиодного драйвера TPS92630-Q1, питаемого от входного повышающего преобразователя (TPS40210-Q1), который питается напрямую от батареи Smart-Reverse.

диод отключения напряжения автомобильного аккумулятора. Дизайн (…)

Базовый вариант

Эталонный дизайн светодиодного модуля управления с цифровым интерфейсом для автомобильных задних фонарей

Этот эталонный дизайн представляет собой экономичное решение для автомобильных задних фонарей, таких как интерактивные блоки задних фонарей, которые можно использовать для уведомлений от автомобиля к автомобилю и персонализации дизайна автомобиля. Этот эталонный проект включает в себя два линейных драйвера светодиодов. С помощью (…)

Базовый вариант

Эталонный проект автомобильной подсветки с 144-зонным локальным затемнением

Эта эталонная конструкция подсветки с локальным затемнением позволяет экономить электроэнергию, продлевает срок службы жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев) и улучшает качество автомобильных дисплеев благодаря расширенному динамическому диапазону (HDR) или технологии локализованного затемнения. Семь многоканальных драйверов светодиодов с постоянным током позволяют локализовать 144 зоны (…)

Один светодиодный драйвер — все, что вам нужно для кластеров автомобильных светодиодных фар (LT3795)

к Кейт Солуша

и Кайл Лоуренс Скачать PDF
Фары ближнего света, фары дальнего света, дневные ходовые огни и сигнальные огни часто объединяются в единый блок или группу, что позволяет дизайнерам создавать характерный внешний вид передней части автомобиля. Светодиодное освещение нашло свое применение в этих кластерах, выделяя передние грани современных роскошных автомобилей; но светодиоды предлагают больше, чем просто красивый внешний вид. Они имеют ряд технических преимуществ по сравнению с конкурирующими технологиями освещения, в частности повышенную эффективность, надежность и срок службы. Несмотря на эти преимущества, перед дизайнерами автомобильного освещения стоит задача замены традиционных ламп на светодиоды.
Значительная часть стоимости светодиодного освещения обусловлена стоимостью самих светодиодов, узлов управления температурным режимом (например, ребристых металлических радиаторов) и надежных схем драйверов светодиодов. Традиционно для каждого светодиодного луча или типа света требуется отдельная печатная плата драйвера светодиода. Затраты и сложность могут быть значительно снижены, если один драйвер используется для управления несколькими цепочками светодиодов (последовательно) в кластере освещения.
Комплексный драйвер для нескольких светодиодных цепочек должен поддерживать высокие напряжения и большие токи, необходимые для мощных светодиодных цепочек. Он также должен ловко обрабатывать переходы включения/выключения некоторых цепочек светодиодов, в то время как другие остаются включенными и не затрагиваются. В автомобильной среде он должен выдерживать широкий диапазон входных и выходных напряжений, батареи на входе и светодиодных цепочек на выходе. Автомобильная среда также требует, чтобы драйвер имел низкий уровень электромагнитных помех и защиту от обрыва и короткого замыкания.
Драйверы автомобильных светодиодов LT3795 и LT3952 удовлетворяют этим требованиям при использовании в повышающих и (заявленных на патент) повышающих понижающих топологиях. Эти драйверы светодиодов могут работать в топологиях повышения напряжения (повышающего) и повышения напряжения (повышающего и понижающего). Они поддерживают большие стеки светодиодных цепочек, принимают широкий диапазон напряжения батареи и могут плавно изменять количество включенных светодиодов на выходе. Оба они имеют частотную модуляцию с расширенным спектром для снижения электромагнитных помех и защиты от короткого замыкания и открытого светодиода.
Драйвер Boost LED для ближнего, дальнего света и дневных ходовых огней
Суммарное напряжение блока фар ближнего и дальнего света и дневных ходовых огней может составлять около 70 В при использовании светодиодов на 1 А. Одноканальный драйвер светодиодов LT3795 на 100 В+ может управлять светодиодами мощностью 70 Вт непосредственно от стандартного автомобильного входа 9–16 В — все три лампы в кластере могут управляться последовательно.
Схема комбинированного драйвера на рис. 1 показывает, как одноканальный драйвер светодиодов LT3795 можно использовать для питания 1 А через дневные ходовые огни, фары ближнего и дальнего света в повышающей топологии. Это позволяет включать и выключать ближний и дальний свет — дневные ходовые огни всегда включены.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure1.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 1’>
Рис. 1. LT3795 70 Вт (70 В, 1 А) автомобильный повышающий драйвер светодиодов, последовательно управляющий дневными ходовыми огнями, ближним и дальним светом с КПД 95 %.
При включении и выключении ближнего и дальнего света их цепочки светодиодов добавляются к цепочкам дневных ходовых огней и вычитаются из них с помощью сильноточных МОП-транзисторов M3 и M4. Эти переключатели действуют как закорачивающие устройства. Когда MOSFET включен, он закорачивает соответствующий луч, отключая его; когда МОП-транзистор выключен, луч работает с током 1 А. Эта простая в реализации конструкция надежна и экономит много места, не требуя дополнительных контроллеров.
Включение и выключение всей цепочки светодиодов 23 В (например, ближнего света) создает на выходе переходный процесс 23 В. Важно, чтобы переходы включения и выключения не были мгновенными. В этой конструкции Q1 и Q2 управляют переходами включения и выключения MOSFET, чтобы предотвратить большие всплески тока светодиодной цепочки, которые в противном случае привели бы к поглощению или выделению энергии выходным конденсатором. Мгновенное переключение M3 и M4 приведет к временному падению тока светодиода до нуля, вызывая видимое мерцание в фарах ближнего света, или может вызвать сильный всплеск тока, до 3 А, который нагрузит даже самую прочную светодиодную цепочку.
На рис. 2 показано управляемое переключение M3 и M4, при котором ток светодиода и выходное напряжение меняются в течение ~500 мкс. Драйвер короткого замыкания для M3 и M4 работает со скоростью, при которой выходной конденсатор и преобразователь могут обрабатывать медленные переходные процессы с отклонением выходного тока менее 20% за очень короткое время. Нет заметного мигания или мерцания в ближнем свете или других ходовых огнях, когда строка добавляется или вычитается из постоянно включенных ходовых огней.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure2.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 2’>
Рис. 2. Все группы светодиодных цепочек управляются последовательно одним каналом ИС, но ни одна из цепочек не подвергается существенному влиянию включения (или выключения) других цепочек — постоянная яркость сохраняется даже при включении и включении цепочек ближнего и дальнего света. выключенный. Переходы контролируются медленным включением или выключением светодиодных лучей с закорачивающими МОП-транзисторами, что предотвращает скачки тока на других, неизменных цепочках.
Схема драйвера импульсного светодиода LT3795 на рис. 1 имеет КПД 91% и 95%, когда включены только дневные ходовые огни и когда включены все лучи соответственно. Он имеет защиту от короткого замыкания и открытого светодиода. Благодаря хорошей компоновке и достаточной медной площади для дискретных компонентов питания, компонент с самым высоким нагревом этого 70-ваттного повышающего драйвера может поддерживать температуру ниже 40°C без дополнительных радиаторов или воздушного потока. Для уменьшения электромагнитных помех можно использовать фильтры электромагнитных помех, управляющий резистор GATE и частотную модуляцию с расширенным спектром.
Светодиодный драйвер Boost-Buck для комбинации дневных ходовых огней и сигнальных огней
Некоторые автомобили используют светодиодное освещение для дневных ходовых огней и сигнальных огней, но не для дальнего или ближнего света. Дневные ходовые огни имеют множество различных конфигураций, от длинных цепочек светодиодов с относительно низким током до коротких цепочек с высоким током. ИС, которая может поддерживать как повышающее, так и понижающее преобразование, может питать комбинированные дневные ходовые огни, а иногда и подсветку дифферента или желтую сигнальную лампу. Использование ИС, которая может плавно обрабатывать переходы напряжения сложенных цепочек в повышающей и понижающей топологии, позволяет разработчикам сосредоточиться на эстетике и функциональности света, не беспокоясь о драйвере. Диммирование можно добавить в микс без особых усилий.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure3.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 3’>
Рисунок 3. Эффективность различных комбинаций света составляет от 94% до 96%.
Драйвер светодиодов LT3952 с повышающим сопротивлением (подана заявка на патент), показанный на рис. 4, регулирует ток 1 А с помощью компактных дневных ходовых огней и последовательных желтых сигнальных или триммерных огней. 2-светодиодный желтый свет может мигать или уменьшаться с помощью PWM с помощью закорачивающего МОП-транзистора M2, не влияя на яркость постоянно работающего дневного ходового огня.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure4.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 4’>
Рис. 4. Этот автомобильный светодиодный драйвер мощностью 18 Вт (18 В, 1 А) управляет дневными ходовыми огнями и желтыми сигнальными огнями с разными уровнями яркости. Частота переключения 2 МГц удерживает электромагнитные помехи выше и вне диапазона AM.
В результате получился один компактный драйвер светодиодов с повышающим сопротивлением 1 А, выход которого управляет заметно постоянными дневными ходовыми огнями из 2–4 светодиодов, а также мигающим сигнальным светом и/или подсветкой с регулируемой яркостью.
Переходные токи светодиода
сведены к минимуму за счет управляемого переключения полевого МОП-транзистора M2, который включается, чтобы закоротить желтый свет, и выключается, чтобы включить желтый свет. На рис. 5 показано, как ШИМ-управление яркостью янтарного света работает на частоте 120 Гц, обеспечивая затемнение 10:1 без мерцания без влияния на яркость дневных ходовых огней. Точно так же он может включаться и выключаться с частотой 1 Гц — скажем, от 10% затемнения «выключено» (или другое) до 100% «включено», чтобы действовать как сигнал поворота.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure5.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 5’>
Рис. 5. ШИМ-управление яркостью желтых сигнальных огней в соотношении 10:1 (и до 20:1) при частоте 120 Гц не влияет на ток светодиодной цепочки дневных ходовых огней.
Новая топология повышающего понижающего драйвера светодиодов позволяет совмещать диапазоны входного и выходного напряжения, упрощая конструкцию за счет уменьшения потребности в предварительной стабилизации.
Преобразователь защищен от короткого замыкания и обрыва светодиода. Дополнительный диод с низким значением VF в цепи светодиодов ^– обеспечивает защиту светодиодов ^– от «земли» в дополнение к светодиоду 9.0153 + -заземление защита от TG MOSFET (M1) и обнаружение перегрузки по току LT3952. Топология повышающего преобразователя имеет низкий уровень пульсаций на входе и выходе для очень низких электромагнитных помех, которые еще больше снижаются при частотной модуляции с расширенным спектром.
Для повышения эффективности преобразователь может работать на частоте переключения 350 кГц (рис. 6). Эффективность двух вариантов сравнивается на рис. 7. Обратите внимание, что решение на 2 МГц имеет преимущества уменьшенного размера катушки индуктивности и электромагнитных помех выше и вне диапазона AM. На частоте 350 кГц или 2 МГц вместо одиночной связанной катушки индуктивности в повышающе-понижающей топологии можно использовать несвязанные катушки индуктивности.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure6.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 6’>
Рис. 6. Похожий автомобильный повышающий драйвер светодиода, показанный на рис. 4, но в нем используется частота переключения 350 кГц для повышения эффективности.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/one-led-driver-is-all-you-need-for -automotive-led-headlight-clusters/figure7.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 7’>
Рис. 7. Сравнение эффективности повышающего преобразователя частоты 350 кГц (рис. 6) и решения 2 МГц (рис. 4).
Короткий и открытый опрос
В автомобильной среде важно, чтобы сбой одной функции лампы не мешал работе других светодиодов. LT3795 и LT3952 включают в себя функции обнаружения неисправностей и создания отчетов, которые позволяют системному контроллеру включать рабочие светодиоды, даже если другие цепочки в серии неисправны.
Использование флагов неисправности и дополнительного диагностического переключателя (M _ОШИБКА), системный компьютер может опрашивать светодиодные лучи, включая и выключая их, чтобы определить, какой из них имеет обрыв. Системный контроллер может управлять оставшимися исправными светодиодными лучами, пока неисправный луч закорочен. Неисправная строка может быть повторно опрошена и переведена в оперативный режим, как только она снова станет работоспособной. Обе схемы LT3795 и LT3952 справляются с короткими и открытыми цепями, поэтому короткое замыкание и размыкание цепей не представляют потенциального вреда для цепей.
Дополнительные показания напряжения и обнаружение короткого замыкания могут использоваться для отключения закороченных цепочек или для сообщения о закороченных сегментах, требующих обслуживания. Схемы драйверов светодиодов сохраняют работоспособность и надежность даже при повреждении одной из цепочек светодиодов.
Заключение
Комбинированные автомобильные светодиодные фонари
могут управляться одноканальным драйвером светодиодов, что позволяет сэкономить средства и место. Строки высокой мощности и высокого напряжения могут быть объединены в топологию повышения, или цепочки различной яркости или более низкого напряжения могут включаться и выключаться в новой топологии повышающего напряжения. Использование одного драйвера для нескольких струн снижает стоимость и сложность, сохраняя при этом эстетические преимущества.
LT3795 и LT3952 — это мощные и гибкие ИС драйверов светодиодов, которые можно использовать для комбинированных светодиодных цепочек кластера фар. Они имеют высокое напряжение, большой ток, частотную модуляцию с расширенным спектром, а также защиту от короткого замыкания и обрыва светодиода.
Авторы
Кейт Солуша
Кит Золуша (Keith Szolusha) — директор по приложениям компании Analog Devices в Санта-Кларе, Калифорния. Кит работает в группе BBI Power Products Group с 2000 года, специализируясь на продуктах повышения, повышения напряжения и драйверах светодиодов, а также управляет камерой электромагнитных помех для силовых продуктов.
Драйвер для светодиодов для авто: Купить Драйверы 12-24 Вольт для Авто в Саратове (064)