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DC/DC变换器在汽车照明中的应用方案

LED照明在汽车领域的应用日益加速和广泛。本文针对汽车上的特定要求,推出了2种新型

DC/DC变换器芯片:LTC3787和LTC3475,并对各自的特性予以介绍,能满意在不现场合上对转换

的多项要求,促进了现代汽车电子技术的应用与发展。

1前言

LED被称为第四代汽车光源,虽然一次性投入较高,但拥有白炽灯无法比拟的优点,如LED

车灯具有无延迟、节能、长寿、低热、抗震、色纯度高等诸多特点,已成为钨丝灯、卤素灯的必

定取代产品。每台车内部应用如仪表板、阅读灯,外部应用则为尾灯、刹车灯、方向灯、头灯等,

汽车用照明已形成目前LED照明发展最快的应用市场。

今日,在一般的汽车上电子系统的成本约占20%以上,有的豪华车上已飙升至30%以上。汽车

上设置的应用实例包括:车载信息系统,平安系统,发动机的能源管理,车载收音机、电视的卫

星接收、移动电话以及其它无线电系统等等。5年前,这些电子系统仅设置在高档豪华车上,现

在每个汽车制造厂家,已将其集成在中等规格的车辆上,大幅度加速了汽车用集成电路技术的飞

跃发展。

2LED照明取代白炽灯泡

在车用照明产品方面,由于供电电源来自汽车蓄电池,一般为24V、48V直流电压,故须要有

直流电源的LED驱动IC(集成电路),将沟通电源干脆转换为直流电源,并完成与LED电压及电

流的匹配。

与此同时,车载电子系统的元器件增加,要求的可用空间却不断缩小。大幅度增加了每一系

统的电子元器件密度。全部电子系统均须要功率转换的IC。通常,对每一分支系统还要配置复式

的多级电压干线。由于很高的功率密度和各系统散热导致的高环境温度,汽车上的有限空间和工

作温度范围的限制,故要求高效率的功率转换是关键。

在输出电压低和几百毫安(mA)级以上的电流场合,因发出的热量多,简洁地用线性调整器来

输出电子系统要求的电压已不实际。由于这些条件的制约,从而采纳开关调整器取代线性调整器。

开关调整器的优点是:效率提高,“碳踪迹”少,附加设备的简化以及EMI(电磁干扰)的减小等。

迄今,LED已出现在许多车辆的仪表盘背光(backlighting),车内照明及制动灯上。豪华汽车厂

愈益吸取了固态LED照明最新技术的优点,借助这些高科技的电子技术含量和更轻、更小、更牢

靠的内/外部照明器件,提高了现代汽车的美观、舒适程度。例如,海拉作为汽车灯具领域的领先

者,始终将车灯技术作为一个重要的探讨课题。如今海拉已为新一代凯迪拉克白金版胜利开发出

全LED前照灯,并已投入量产。

LED还可以降低成本和延长运用寿命。对比车内照明用的白炽灯,头灯用的HID(高强度放电)

灯和卤素灯,它具有明显的优越性。

3对驱动电路的要求

由汽车蓄电池驱动LED,要求具有精密调整LED电流的DC/DC变换器,以确保匀称的照明强

度和色调的完整性以及LED的爱护。而且,DC/DC调整器应根据指定的用途,头灯或尾灯,信号

灯或车内的阅读灯等,对特定的功率要进行优化。此外,由蓄电池电压驱动一个或几个LED灯串,

蓄电池电压可能会出现大于、等于或小于负载电压的状况;另一种担忧则是在大的调光范围内能

否有效调整LED的亮度,并在低/高亮度级是否保持显色特性。因此,要求DC/DC驱动器的有效运

行至关重要,尤其是在驱动高亮度(HB)LED时,因未转换成放射光的功率将消耗在发热上。

在出现某些特别的工况下,对驱动电路也提出了相应要求。如图1所示,在负载一断电

(Load-dump)段,这是发电机正给蓄电池充电时,蓄电池的连接线断电。这有可能发生在车辆正行

驶、蓄电池电线松脱,或车在运行中蓄电池电线断开。无蓄电池的状况下,发电机正进行全充电,

此时会产生瞬时高达80V的尖峰电压。

发电机瞬态汲取(Tran-sorbs)段,通常定位于36V~60V母线电压的某一位置,汲取大部分的

浪涌电流。然而发电机向下配置的DC/DC变换器则承受着这一36V~60V的瞬态峰值,故要求这些

变换器及子系统的容量能予以承受。某些实例中,在这一瞬态过程采纳调整输出电压,关键在于

DC/DC变换器应能处理这些高的瞬态电压。通常,有各种不同的爱护电路,能在外部执行瞬态汲

取,但成本增加,还占用珍贵的空间。

“冷曲轴”(coldcrank)段,发生在汽车发动机经受冷却或凝固期间,发动机油变的特别粘

滞。因而要求起动

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