汽车电子中的LED驱动电路的研究与设计.pdf
李锦怀++张定
[摘 要]随着我国汽车市场不断的发展成熟，使得汽车电子产品受到广大人士的重视。本文所设计出的一款适用于各个汽车电子当中的LED驱动电路，是通过采取使用峰值电流检测下的脉冲宽度调制的控制方式，将其应用在汽车电子中的固定平率上，具有这较高的可靠以及稳定性，下文能将重点阐述基于这种形势下的LED驱动电路。
[关键词]汽车电子；LED驱动电路，总体设计；分析研究
中图分类号：TU397 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0153-01
前言：人类不管是在日常的生活中还是工作中，都一定会使用到发光器件。目前来看，一些较为常见的发光器件中包括了：白炽、荧光、节能、LED等，因为LED灯自身拥有的较多立优势特点如：低能耗、高节能、使用寿命较长。所以也使得LED等被广泛的使用在各个领域中，尤其对于汽车电子领域更是在其中发挥着巨大的作用。下文将重点阐述关于汽车电子中的LED驱动电路设计。
一、恒流驱动LED
依照于不同提供给LED电源的主要类型来进行划分，LED驱动电路是能够将其分成两大类，一种是恒压驱动另一种则是恒流驱动。LED实质上是归属于电流驱动型的器件当中，在通过LED的电流，是能够在很大程度上影响自身的光学特定。所以，在将其与LED两端的电压进行对比的过程当中，控制所有流过LED的电流，是在整个精准有效控制LED发光中，占据着非常重要的地位，显而易见，在使用恒流电源驱动的方式上则是有着更好的效果[1]。
（一）恒流的LDO型驱动
在常见的恒流驱动LED电路当中，在实际进行应用电路拓扑结构方面，是可以将其分成几大种类：恒流LDO型以及恒流电荷泵型。该电路主要是通过利用一种误差的运算，将放大器EA进行计算，然后在将所得到的电阻Rsense中的压降值调整到EA负端输入中的基准电压，与之相等的电压值。这样做的主要目的是为了能够在最大限度上确保，所采取使用到的电压上完全能够被精准的调整到基准电压中。此外还需要注意的一点则是，在与EA级联中的功率MOS管之间，一定要保证是工作在饱和区域当中，这也就意味着是需要功率管子中的源漏压降，超过于其自身的驱动电压[2]。
正是因为存在这个压降的环节，也就使得整个LDO型号下的驱动芯片，自身的工作效率是会伴随着LED电流的不断增大而降低。意味着这种类型下的驱动芯片，只能够满足于一些中小功率的LED使用需求。
（二）恒流电荷泵芯下的LED驱动电路
主要是以电荷泵芯为主要的驱动芯片，进行比较器cnp采样过程当中，一些电阻值上的压降和基准电压之间，所产生的不同比较结果，会被送入到控制电路中，这样就会逐渐的产生基于控制开关阵列下的信号，从而在对整个电容电压适当的调整改动，最终获取到自身时候需要关于LED的一些采样电流。
电荷泵型下的驱动电路，自身在内部结构的设置方面也是较为简单化，并且整体的文波呈现不大。与LDO型下的驱动电路之间进行对比，电荷泵新驱动电路，不光自身不需要使用处于饱和区域工作的一些MOS管，还在一定程度上的提升自身的运作效率。但是与此所要付出的代价则是需要为其增添一个充放电电容，这样就会严重的导致了，整个芯片所占据的面积以及自身所要消耗的资金成本有所上升（图2）。
二、汽车电子中的LED驱动电路的芯片系统设计
在本文当中，主要是为了设计一款基于CSMC0.1825VBCD芯片制作工艺当中的峰值电流模式下的PWM控制的LED驅动芯片，将其应用在LED驱动的开关电源中的拓扑结构上。
CSMC0.1825VBCD芯片制作工艺.目前来看，我国汽车领域中所需要的供电方式主要是蓄电池，一些较为常见的供电电压则是为12、24、36、48V，这样也就意味着，我国当前对汽车电子产品要想使用高压供电产品，那么就一定要增强自身能够处于高压环境中进行工作的重视度。BCD工艺是作为一种能够在同一个芯片当中，去分别制造出不同器件的一种工艺。主要制造器件包括：Bipolar、CMOS、DMOS器件，几种不同的器件中，也是存在着各自不同的性能特点，为了能够在最大限度上使得整个LED驱动电路性能的最优化，那么就需要将几种不同的器件之间进行紧密的融合、协调使用。
BCD工艺，不光能够将Bipolar器件中的较强驱动能力，以及CMOS器件自身所拥有的较高集成度、功能消耗较少的优势特点充分的发挥出来，还能够将DMOS能够适用于各个不同的大功率场合下的低功能消耗的优势特点体现出来。这样做的主要目的是为了能帮助相关的设计人员，在对LED驱动电路中的芯片系统进行设计的过程当中几者不同期间之间，自由的进行选择。
在进行实际使用CSMC0.1825VBCD芯片工艺方面，需要加强对以下几点注意：1.一共为其提供三种不同管子，具体有：1.8V管、5.5V管、25V管。2.无厚栅氧的高压MOS管，在25V管当中实际能够工作的电压只有5.5V。3.5.5V下管的版图，是一定要会吧1.8V管下的版图多一层，意味着5.5V下的版图占用的面积以及失配方面都是会有所提高。所以，在进行LED驱动电路当中的内部控制电路的供电电源选择方面，5.5V管是不适合使用的，重点考虑1.8V管。
依照于上文所产生的内容来看，本文最终选择使用的设计方案为：采取使用PWM峰值下的电流控制模式，将其成功的引入一些斜坡补偿版块，这样做的目的是为了能够尽可能的确保，自身所占用的空间比例在大于50%的过程当中，系统也是能够处于一种稳定、持续性的状态，斜坡率方面是可以进行外部对其设定。
为了能够确保整个系统是得以正常、持续的进行工作，适当的对其引入一些过流、短路、过压保护电路等，能够很好的促使，自身在处于过压倾情况之下，将其移除后整个系统是能够在经过一段时间的延续之后，及时的恢复到正常工作状态。
结论
综上所述，重点阐述了关于汽车电子当中的LED驱动电路的芯片系统的设计，以及最终整体的系统方案，只有不断增强对其的重视程度，才能够更好的推动其发展进程。
参考文献
[1] 叶雨，付忠亮，黄忠毅，季菲菲，一种汽车直流无刷电子扇驱动电路的设计[J].电子世界，2015，17：98-99.
[2] 施赠恩，冯浩杰，唐妍，高铁成，李晓云.基于高亮度LED汽车灯的可见光通信系统[J].科技展望，2016，22：169.
