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车载插座型LED灯需要这样一款LED驱动器“保驾护航”

2020/04/10
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由于 LED 灯寿命长并且高密度安装的特点,目前在车灯领域发展非常迅速。很多用户通过在模块电路板上安装大量电子元器件、车载 LED 灯实现多样化设计以及更高的性能。另外,除了高性能化和设计灵活性外,用户越来越重视可维护性,插座型 LED 灯的优势就凸显出来了。

罗姆半导体(上海)有限公司技术中心葛家明经理

目前,插座型 LED 灯面临的两大课题,第一,由于插座型 LED 灯可维护性优异,但是很难实现插座的小型化,因此设计灵活性受到限制;第二,由于插座的电路板面积小,无法装下足够多的元器件,因此电池欠压时 LED 灯会熄灭,这对行车安全造成一定隐患。

为了解决这两大难题,罗姆推出了超小型高输出的线性 LED 驱动器 BD18336NUF-M。据罗姆半导体(上海)有限公司技术中心葛家明介绍,“BD18336NUF-M 是一颗单通道的线性 LED 驱动器,输入电压在 5.5V-20V 之间,基本上涵盖了车载电池的工作电压范围,耐压 42V,最大的输出电流在直流模式下是 400mA,在 Duty 50%的情况下可以达到 600mA,工作温度是车规级的 -40℃~150℃。BD18336NUF-M 的最大亮点是,当车载电池欠压时,通过这枚芯片可以使 LED 灯的模组始终保持 30%以上的亮度;和以往的产品相比,新产品总的 PCB 安装面积减少了约 30%,有助于日行灯、位置灯等最新型插座型 LED 灯的小型化设计。”

确保LED灯模组始终保持30%以上亮度

如上图所示,该方案通过单芯片就能实现车载电池欠压时的安全亮灯,通过左侧电路可以看出,用户通过外围的三枚电阻可以监测电池电压,当电池电压处于 13V 等正常工作状态下时,BD18336NUF-M 可以正常的输出电流,保证 3 颗 LED 灯点亮;当车载电池电压下降到 9V 以下,处于欠压状态时,内部搭载欠压时的电流旁路功能,切换为 2 颗灯用的电路路径。而且从正常状态到欠压状态是平滑切换,不会出现灯闪现象。在 9V-6V 欠压工作区间内,可以保证 2 颗 LED 灯点亮,最终保证插座型 LED 灯模组 30%以上亮度的安全要求。

葛家明表示,“由于这是一颗线性 LED 驱动,效率计算比较简单,输入电压落在芯片上的压降,以及 LED 灯上压降的差值,乘上客户设计的 LED 电流大小就是功耗,所以低压时的效率不用担心,但是在高压时效率相对会差一些。”

增加电流旁路功能,安装面积缩小30%

如上图所示,红色曲线是车载电池电压下降时的电流曲线。当电池电压从正常情况向欠压状态下降时,BD18336NUF-M 内置的电流旁路电路开始启动,而且可以通过外围电阻配置其工作范围,当红色电路曲线线性上升时,意味着外围被旁路的 LED3 会逐渐熄灭,整个过程呈线性控制,对 LED 灯的寿命不会有影响,最终当电池电压下降到 6V 时,仍然可以保证两颗 LED 灯亮着。

关于 PCB 板的安装面积,以往如果用户要想实现欠压情况下的电流旁路功能,除了常规搭载的线性 LED 驱动器以外,客户还需要额外在 PCB 板上配置二极管三极管电阻器比较器等大概 21 个分立元器件,PCB 板总的安装面积约 83 平方毫米。采用 BD18336NUF-M 以后,元器件减少到 7 个,总安装面积控制在 60 平方毫米之内,节省安装面积约 30%,用户很容易将其安装在 10mm×10mm 插座型 PCB 板上。

在 LED 灯色方面,除了考虑传统的黄光和红光以外,BD18336NUF-M 也对白光的应用做了充分考虑,使其适合应用于包含高亮度白光 LED 在内的所有的 LED 灯色。一般情况下,白光 LED 的功率较大,为了应对其工作时温度升高,芯片内部搭载了过温降额功能,客户在外围配置一颗热敏电阻器就可以使输出电流降额,比如:100k 欧姆的热敏电阻器可以在 110℃左右开始降额,47k 欧姆的热敏电阻可以在 85℃开始电流降额,可以极大地扩展产品的应用范围,从使用红光和黄光的尾灯、位置灯,扩展到使用白光 LED 灯日行灯、雾灯。

总结

车载 LED 灯应用分为车身照明和室内照明。车身照明包括了前照灯、日行灯、尾灯、转向灯,室内照明是指在汽车音响、导航、空调面板、RGB 氛围灯以及仪表盘警告灯上的应用,罗姆在车身照明和室内照明两大领域都有布局。罗姆的产品涉及手机、电视等消费类电子领域,以及当前热门的车载领域,其中 LED 驱动器 IC 是面向全球供货的,年出货量大概在 2 亿片左右,其中车载领域可以达到 1.4 亿片,消费类电子市场达 0.6 亿片。在汽车安全方面,罗姆于 2018 年 3 月 21 日通过了 TUV Rheinlan 的认证,取得了 ISO 26262 的流程认证。

以前的 LED 驱动器可以实现更复杂的功能,但是可维护性有欠缺,插座型 LED 灯的制造难度与传统 PCB 板差不多,罗姆最大的创新技术就是在一个车载电池电压欠压的状态下,通过内部电流旁路功能实现 30%以上的亮度安全保证。

在采访最后,葛家明对与非网记者表示,“我们以往的 LED 驱动器产品,在市场上已经被客户大规模采用,包括日本本土几大主流车厂,以及国内几大主流车厂都有合作,罗姆公司的方针是继续深耕车载市场。”

罗姆

罗姆

ROHM公司总部在日本京都,是著名电子元件制造商。公司1958年成立,开始制造电阻器件,公司名称源自于此。1965年进入半导体领域。ROHM公司采用先进的生产技术生产电子元器件,包括一些最先进的自动化技术,因此能够始终处于元件制造业的最前列.

ROHM公司总部在日本京都,是著名电子元件制造商。公司1958年成立,开始制造电阻器件,公司名称源自于此。1965年进入半导体领域。ROHM公司采用先进的生产技术生产电子元器件,包括一些最先进的自动化技术,因此能够始终处于元件制造业的最前列.收起

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