Linear用于汽车前灯的LED驱动器IC，效率达98%

今天，LED 驱动器 IC 必须具有的一个关键性能特点是能充分地对 LED 灯调光。因为 LED 是用恒定电流驱动的，而 DC 电流值与 LED 亮度成正比，那么要改变 LED 的亮度，就有两种通过控制 LED 电流来调光的方法。第一种方法是模拟调光，采用这种方法时，通过降低恒定的 LED 电流值，成正比地降低 LED 的 DC 电流。降低 LED 电流可能引起 LED 色彩变化，或者导致对 LED 电流的控制不准确。第二种方法是数字或脉冲宽度调制 (PWM) 调光。PWM 调光以等于或高于 100Hz 的频率接通和断开 LED，以这样的频率开关，人眼是察觉不到的。PWM 调光的占空比与 LED 的亮度成正比，而接通时 LED 电流保持相同的值 (如 LED 驱动器 IC 所设定的那样)，从而在高调光比时，保持 LED 色彩不变。在某些应用中，这种 PWM 调光方法可以在高达 30,000:1 的调光比情况下使用。

尤其是在驱动高亮度 (HB) LED 的情况下，LED 驱动器 IC 必须能以一种既满足输入电压范围又满足所需输出电压及电流要求的转换拓扑，为很多不同类型的 LED配置提供足够的电流和电压。因此，在理想情况下，高亮度 LED 驱动器 IC 应该具有以下特点：

宽输入电压范围：高达 100V
宽输出电压范围：高达 100V
高效率转换：高达 98%
对 LED 电流匹配进行严格调节：在温度范围内变化少于 2%
低噪声、恒定频率工作：高达 2.5MHz

独立电流和调光控制
宽调光比：高达 30,000:1
多种转换拓扑，包括降压型、升压型、降压-升压型和 SEPIC
很多保护功能，例如对 LED 串开路、LED 引脚至 VOUT 短路提供保护，以及准确的欠压闭锁门限 小型和占板面积紧凑的解决方案，需要最少的外部组件
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适用于汽车前灯的新型 LED 驱动器 IC
凌力尔特公司最近推出的 LT3791 是一款同步四开关降压-升压型 LED 驱动器和稳压器控制器，非常适用于驱动用于汽车前灯应用的高亮度 LED。该控制器在高于、低于或等于输出电压的输入电压范围内工作。该器件具 4.5V 至 60V 的输入范围和 0V 至 60V 的输出范围，还可在工作模式之间无缝转换。此外，其独特的同步降压-升压型拓扑使工作效率高达 98%，这极大地减小了散出功率损耗产生的热量所必需的散热器之尺寸和重量。

以地为基准的电压反馈引脚 (FB) 用作几个 LED 保护功能的输入，并使该转换器能作为恒定电压源工作，如图 1 所示。该器件还提供故障保护功能，以在 LED 开路或短路情况下不被损坏，并报告故障情况，同时当故障发生时，定时器允许 LT3791 继续运行、锁断或重启。该器件还采用了专有的电流模式拓扑和控制架构，并在降压和升压模式时使用一个电流检测电阻器。


高亮度 LED 应用举例
毫无疑问，大部分汽车前灯仍然是白炽灯。不过，这种主导地位将来会受到来自高强度放电 (HID) 灯和高亮度 LED 前灯的压力。HID 灯包括所有用在普通照明中的高强度放电灯，例如高压水银蒸气灯、高压钠灯、低压钠等和金属卤化物灯。为室内、建筑物或外部空间等工作或生活环境照明，一般 照明源足够亮了。这类照明应用包括住宅照明、商用和工业照明、路灯以及汽车前灯。HID 氙灯于上世纪 90 年代首先引入在汽车前灯中。不过，这类灯的生产制造成本非常高，因此其使用一直仅限于高端汽车。未来，由于最近推出的高亮度 LED，这类 HID 氙灯的使用会迅速减少。因此，高亮度 LED 前灯在未来 10 年将有最大的增长。

汽车照明系统设计师面临的最大障碍之一是：如何优化由这最新一代 LED 提供的所有功能和益处。因为 LED 一般需要一个准确和高效率的电流源以及一种调光方法，所以 LED 驱动器 IC 必须设计为在多种工作条件下满足这些要求。此外，LED 驱动器 IC 的电源解决方案必须是高效率、坚固和可靠的，同时还要非常紧凑和具有成本效益。

可以说，就驱动 LED 而言，最苛刻的应用之一将是汽车前灯系统 (由远光灯、近光灯、白天行车灯、雾灯和转向信号灯组成)，因为这些灯既经受着严酷的汽车电气环境，同时又必须适应多种温度条件的变化。而且它们还必须总 是能放入非常受限的空间中，总是具有富有吸引力的成本结构。
 
尽管高亮度 LED 驱动器必须具有的性能特点有很多，但是由这种 LED 驱动器驱动的 LED 必须能以最低的功率提供必需的光输出量，这样就不会对热量设计造成极大的限制。就大功率高亮度 LED 产品的设计师而言，幸运的是，现在既存在高功效 LED，又有能驱动这些高功效 LED 的高性能 LED 驱动器。