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罗姆开发全新LED背光灯用驱动器技能

2018-10-13 13:57      点击:

  罗姆开发全新LED背光灯用驱动器技能

   LED光源已在很多轿车运用中敏捷遍及。ROHM凭仗高效的LED光源驱动技能,打造了用于尾灯、背光灯以及前照灯的LED驱动器等丰厚的产品阵型。在此,将为您介绍用于背光灯的LED驱动器。

  车载背光灯用LED驱动器的开发

  近年来,在车载用显现器范畴,为满意有害物质约束要求,运用水银的CCFL背光灯正在被LED背光灯敏捷替代。别的,仪表盘、轿车导航、音响显现、后座文娱等各种车载用显现器正朝多样化、大型化方向开展。在这种趋势下,关于添加LED灯数量以及高亮度、高调光率的要求日益高涨。ROHM为满意LED灯数量添加的这种开展趋势需求,将完结高耐压的升降压DC/DC转换器、可多灯驱动小功率LED且完结了高调光率的电流驱动器电路内置于一枚芯片,扩大了LED驱动器产品阵型。

  接下来介绍ROHM开发的背光灯用LED驱动器BD81A34EFV-M。

  BD81A34EFV-M大致由DC/DC转换器部、电流驱动器部、维护电路部三个功用块组成(图1)。

  

  

图1:BD81A34EFV-M的框图

  作为背光灯的驱动,首先是由DC/DC转换器,生成必定的电压。将DC/DC转换器的输出衔接到面板的LED阳极侧,由LED的阴极侧向LED驱动器灌入安稳电流,使LED发光。为支撑小功率的多灯LED驱动,LED的通道数(可衔接的列数)规划为4。

  经过操控DC/DC转换器的开关占空比,使输出到达高于LED阳极引脚的电平,其间包含了链接于电流驱动器的LED段数部分,也就是由LED发作的VF,经过LED驱动器的差错放大器进行反应操控,使衔接于IC的LED阴极引脚(LED1~4引脚)为1.0V。经过上述操控,电流驱动器部即可坚持LED电流安稳。作为面板的亮度调整之用,输出的电流具有PWM-dimming(PWM调光)功用。LED电流的占空比可与外部的PWM信号输入同步改变。不只如此,BD81A34EFV-M还搭载LED开路与短路毛病维护、LED接地毛病维护、DC/DC转换器输出过流与过压维护功用,完善的维护电路十分有助于进步面板的可靠性。

  上面介绍了DC/DC转换器电路、电流驱动器电路,接下来按次序介绍ROHM的车载LED驱动器的特色---防闪耀电路。

  升降压DC/DC转换器

  面临车载特有的电池电压动摇和多样化的LED灯数,以升压办法和降压办法很难进行LED的闪耀操控与渠道规划,要满意商场所要求的高可靠性与缩短开发周期之间的平衡实属不易。因而,为了不依赖电池电压、能够一直安稳供应DC/DC转换器输出电压,ROHM采用了一种称为REGSPIC结构的独有升降压办法。下面介绍REGSPIC结构与一般的升降压办法所用的SEPIC结构比较所具有两个长处。

  ①削减外置部件

  图2表明SEPIC与REGSPIC的电路构成。由图2可见,REGSPIC结构中,面积占有率最高的线圈较少,可完结小型化和低成本化。别的,削减了电感,还可进步由线圈损耗部分相应的功率。

  

  

图2:SEPIC和REGSPIC的电路构成

  ②完结高可靠性

  图2的SEPIC结构中,C1关于输出电压像电荷泵相同作业,因而,Q1需求到达DC/DC转换器输出电压

  (VOUT)+电池电压的耐压水平。另一方面,环亚娱乐手机app。REGSPIC结构中,因为耐压到达DC/DC转换器输出电压和电池电压二者较高一方以上即可,因而,REGSPIC结构由低耐压部件组成,更简单操控。

  别的,Q2不只用于升降压操控,还可作为LED阳极和二极管等外置部件接地短路时堵截与电池间通路的开关运用,因而,发作反常时可维护外置部件,有助于完结更高可靠性。而SEPIC结构中,为堵截与电池间的通路,将Q3仅作为开关运用。

  高调光率的电流驱动器

  为满意车载面板向高亮度化方向开展的趋势需求,ROHM已完结了高调光率LED驱动器BD81A34EFV-M的技能开发。下面针对面板的高亮度化为何需求更高的调光率进行阐明。面板亮度尽管能够更高,但所要求的最低亮度水平简直不变。考虑到输出在暗处等人眼不觉疲惫的低亮度的状况,假如最高亮度(调光率100%)低一些,即便低调光率也可输出低亮度,但近年来,面板标准一般最高亮度都十分高,因而,低亮度输出时需求具有高调光率。

  BD81A34EFV-M为了完结高调光率,使用ROHM独有的技能进步了电流驱动器输出LED的呼应功能。依据外部PWM输入占空比对LED电流进行开关操控。此刻,在PWM信号低电平时关断电流驱动器电路,在高电平时导通电流驱动器电路,依据ON/OFF区间的时刻比调整LED电流。输入PWM与输出电流彻底同步并时序共同是抱负的成果,只要能完结这一点,即可完结高亮度。而实际上,从输入PWM信号到电流输出会发作电路推迟,因为该推迟,使得无法生成该时刻宽度以内的脉冲。

  电流驱动器电路中搭载了电流操控用放大器,但按以往的PWM调光办法,在电流驱动器电路OFF→ON时点,作为该内部放大器的发动时刻会发作数μs指令的电路推迟。跟着商场对调光率的要求越来越高,该电路推迟已无法忽视。因而,ROHM搭载的PWM调光电路,使放大器的发动时刻降到最低,然后完结了更高调光率。

  详细如图3所示,电流驱动放大器具有LED电流输出用的反应电路和另一条反应电路。

  

  

图3:电流驱动放大器的反应电路

  这两条反应通路由各SW进行切换。在PWM=High(LED为ON)区间,驱动LED电流输出用的反应电路(图3反应电路1),由LED引脚灌入LED电流。在PWM=Low(LED为OFF)区间,驱动另一条反应电路(图3反应电路2),由内部安稳电压VREG发作电流。经过进行这样的操控,LED电流尽管是关断的,但电流驱动放大器一直处于驱动状况,PWM=Low→High时可平稳生成LED电流。因为反应通路2的电流I2已设定为数μA,因而,本电路结构的功耗添加量已到达能够忽视的水平。

  图4为LED电流在有无与输出不同的反应通路时对PWM信号的跟从性怎么改变的比较数据。

  

  

图4:有无与输出不同的反应电路的LED电流跟从性比较

  在没有别的的反应通路时,从PWM=OFF→ON时点开端,到生成LED电流会发作约10μs的推迟时刻。与此比较,在有别的的反应通路时,简直没有推迟时刻,可跟从到最小达1μs的PWM脉冲宽度。假定PWM频率为100Hz,那么假如是1μs的脉冲宽度,则可完结10000:1的调光率。综上所述,BD81A34EFV-M完结了高调光率,十分有助于面板的高亮度化。

  避免LED闪耀的DC/DC转换器输出电压放电电路

  将DC/DC转换器输出作为LED阳极操控LED时的问题在于,从DC/DC转换器的OFF状况再发动时会呈现LED闪耀现象。

  当因向LED驱动器输入发动OFF信号以及反常检测时的维护动作等而关断DC/DC转换器的开关输出时,输出电容里会有残存电荷。残存电荷经过DC/DC转换器输出电压反应用的电阻分压电路(图5ROVP1、ROVP2)进行放电。可是,放电时刻达数秒之长,因而,有必要考虑到在这种电荷残留状况下再发动的状况。在这种状况下,残留电荷经过LED元件进行放电,之后进行正常的发动操控。这种瞬间放电表现为LED的闪耀。

  

  

图5:防LED闪变电路

  传统上,为避免这种闪耀,一般挑选以下两种办法之一。榜首种办法是如图5-1所示,给DC/DC转换器输出追加外置开关元件,在电路OFF时强制放电。这种办法能够避免再发动时的闪耀,但需求添加开关元件和限流电阻等,部件数量会增多。

  第二种办法是如图5-2所示,下降过压维护用电阻值。下降电阻分压电路的电阻值,促进残留电荷的放电。这种办法的问题是正常作业时的功耗会添加。

  因而,BD81A34EFV-M如图5-3所示,在IC中内置了防闪耀用输出放电电路。该电路使输出电荷的放电仅需数ms指令即可完结。并且,还不会添加外置部件数量和功耗。例如,在BD81A34EFV-M的外置部件推荐值Cout=20uF、ROVP1=360kΩ、ROVP2=30kΩ的条件下,设DC/DC转换器输出电压(Vout)为30V时,

  无输出放电电路:放电时刻=约7.8s

  有输出放电电路:放电时刻=约1.5ms

  可大幅缩短放电时刻,并可避免因而导致的LED闪耀。

  

  

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