在(zài)建設電(diàn)力電(diàn)子驅动主導的(de)解(jiě)決方(fāng)案(àn)，需要考慮两(liǎng)个(gè)主要的(de)DC / DC電(diàn)源類(lèi)，即線(xiàn)性(xìng)穩壓器和(hé)開(kāi)關(guān)穩壓器。線(xiàn)性(xìng)穩壓器具有(yǒu)減少(shǎo)零(líng)部(bù)件(jiàn)數和(hé)降低(dī)電(diàn)磁干擾（EMI）的(de)優點(diǎn)，但在(zài)效率和(hé)热(rè)耗方(fāng)面(miàn)有(yǒu)嚴重(zhòng)的(de)弊端。因(yīn)此(cǐ)，開(kāi)關(guān)穩壓器是(shì)許多(duō)設計(jì)者(zhě)的(de)首選。直(zhí)流電(diàn)源和(hé)LED類(lèi)型的(de)數量(liàng)需要選擇确定(dìng)LED驅动器的(de)拓扑结構。如果電(diàn)源電(diàn)壓超过(guò)總(zǒng)LED電(diàn)壓，則需要降壓轉(zhuǎn)換器。如果LED總(zǒng)成(chéng)的(de)電(diàn)壓超过(guò)電(diàn)源電(diàn)壓，則需要一(yī)个(gè)升(shēng)壓轉(zhuǎn)換器。最(zuì)後(hòu)，根(gēn)據(jù)具體(tǐ)的(de)条(tiáo)件(jiàn)，LED電(diàn)壓可能(néng)高(gāo)于(yú)或(huò)低(dī)于(yú)電(diàn)源電(diàn)壓，这(zhè)樣(yàng)，就(jiù)應(yìng)該采用(yòng)降壓/升(shēng)壓或(huò)單端初級電(diàn)感(gǎn)轉(zhuǎn)換器（SEPIC）等電(diàn)源拓扑技術(shù)。

除了(le)LED電(diàn)源外(wài)，照明系(xì)統的(de)設計(jì)还需要考慮很多(duō)因(yīn)素。LED電(diàn)路(lù)設計(jì)的(de)另(lìng)一(yī)个(gè)重(zhòng)要的(de)考慮因(yīn)素是(shì)热(rè)管(guǎn)理(lǐ)。改善LED驅动器集成(chéng)電(diàn)路(lù)的(de)热(rè)性(xìng)能(néng)的(de)一(yī)種(zhǒng)方(fāng)式是(shì)通(tòng)过(guò)控制LED正(zhèng)向(xiàng)電(diàn)流，該正(zhèng)向(xiàng)電(diàn)流是(shì)温(wēn)度(dù)的(de)函(hán)數。这(zhè)可以(yǐ)通(tòng)过(guò)使用(yòng)外(wài)部(bù)電(diàn)流来(lái)诱導温(wēn)度(dù)和(hé)控制LED的(de)電(diàn)流供應(yìng)来(lái)實(shí)現(xiàn)，但更(gèng)有(yǒu)效的(de)解(jiě)決方(fāng)案(àn)是(shì)使用(yòng)具有(yǒu)必要內(nèi)置功能(néng)的(de)集成(chéng)電(diàn)路(lù)。

美(měi)國(guó)的(de)國(guó)家(jiā)半導體(tǐ)産品包(bāo)括許多(duō)能(néng)夠實(shí)現(xiàn)多(duō)種(zhǒng)拓扑结構的(de)開(kāi)關(guān)調节(jié)器集成(chéng)電(diàn)路(lù)。此(cǐ)外(wài)，美(měi)國(guó)國(guó)家(jiā)半導體(tǐ)專为(wèi)LED的(de)應(yìng)用(yòng)，開(kāi)發(fà)了(le)一(yī)系(xì)列的(de)集成(chéng)電(diàn)路(lù)，其(qí)中(zhōng)有(yǒu)許多(duō)汽車應(yìng)用(yòng)功能(néng)的(de)電(diàn)子系(xì)統。本(běn)文(wén)将探讨几个(gè)應(yìng)用(yòng)實(shí)例大(dà)燈(dēng)驅动汽車電(diàn)子系(xì)統。

一(yī)个(gè)使用(yòng)助推器調节(jié)器的(de)大(dà)型燈(dēng)的(de)例子

LED越来(lái)越多(duō)地(dì)被(bèi)用(yòng)于(yú)汽車前(qián)照燈(dēng)和(hé)其(qí)他(tā)前(qián)瞻性(xìng)照明系(xì)統.一(yī)个(gè)典型的(de)前(qián)照燈(dēng)應(yìng)用(yòng)程序可以(yǐ)使用(yòng)以(yǐ)多(duō)種(zhǒng)方(fāng)式排列的(de)10个(gè)白(bái)色(sè)LED。对于(yú)各(gè)LED最(zuì)大(dà)VF为(wèi)4V的(de)情(qíng)況，如果設計(jì)师(shī)希望使用(yòng)在(zài)一(yī)个(gè)燈(dēng)組中(zhōng)串聯全(quán)部(bù)LED的(de)拓扑结構，将需要設 置DC/DC級来(lái)驅动LED.在(zài)这(zhè)種(zhǒng)情(qíng)況下(xià)，可以(yǐ)对标(biāo)稱12V~14VDC電(diàn)源總(zǒng)線(xiàn)使用(yòng)單个(gè)升(shēng)壓開(kāi)關(guān)功率級。

美(měi)國(guó)國(guó)家(jiā)半導體(tǐ)研發(fà)的(de)多(duō)種(zhǒng)集成(chéng)電(diàn)路(lù)正(zhèng)是(shì)符合这(zhè)種(zhǒng)應(yìng)用(yòng)要求，例如LM342x系(xì)列：LM3421、LM3423、LM3424和(hé)LM3429部(bù)件(jiàn)。該系(xì)列集成(chéng)電(diàn)路(lù)包(bāo)含多(duō)種(zhǒng)多(duō)功能(néng)器件(jiàn)，可作为(wèi)sopic拓扑中(zhōng)boost、buck、buck/boost或(huò)低(dī)壓側外(wài)接MOSFET的(de)控制器。LM3421、LM3423和(hé)LM3429部(bù)件(jiàn)都使用(yòng)峰(fēng)值電(diàn)流模式控制器和(hé)預測性(xìng)關(guān)閉时(shí)間(jiān)設計(jì)来(lái)調节(jié)太陽能(néng)路(lù)燈(dēng)電(diàn)流。峰(fēng)值電(diàn)流模式控制器与預測開(kāi)關(guān)时(shí)間(jiān)設計(jì)相结合，简化(huà)了(le)环(huán)路(lù)補償設計(jì)，同(tóng)时(shí)提(tí)供了(le)本(běn)征輸入(rù)電(diàn)壓前(qián)饋補償。LM 3429是(shì)本(běn)系(xì)列的(de)基本(běn)部(bù)分，是(shì)優化(huà)成(chéng)本(běn)和(hé)尺(chǐ)寸(cùn)特(tè)性(xìng)的(de)控制器解(jiě)決方(fāng)案(àn)。LM3421增設了(le)用(yòng)于(yú)控制外(wài)部(bù)調光(guāng)FET和(hé) 系(xì)統“零(líng)電(diàn)流”關(guān)閉特(tè)點(diǎn)的(de)集成(chéng)驅动器。进一(yī)步增加了(le)太陽能(néng)路(lù)燈(dēng)狀态輸出(chū)标(biāo)记、故障标(biāo)记、可編程故障計(jì)时(shí)器和(hé)邏輯針(zhēn)脚,用(yòng)于(yú)控制調光(guāng)驅动器的(de)极(jí)性(xìng)。 最(zuì)後(hòu)，LM3424与LM3421類(lèi)似，但使用(yòng)标(biāo)准峰(fēng)值電(diàn)流模式控制器。LM 3424还具有(yǒu)編程開(kāi)關(guān)頻率的(de)功能(néng)，或(huò)通(tòng)过(guò)可編程斜坡補償、软(ruǎn)启动和(hé)LED電(diàn)流回(huí)热(rè)功能(néng)与外(wài)部(bù)電(diàn)源同(tóng)步。

LM342x系(xì)列采用(yòng)控制器集成(chéng)電(diàn)路(lù)来(lái)實(shí)現(xiàn)所(suǒ)需的(de)功能(néng)和(hé)整个(gè)系(xì)統設計(jì)的(de)最(zuì)大(dà)靈活性(xìng)。图(tú)1以(yǐ)LM3421为(wèi)例，顯示升(shēng)壓配置中(zhōng)使用(yòng)LM342x系(xì)列驅动 LED燈(dēng)組的(de)一(yī)个(gè)示例。一(yī)个(gè)關(guān)鍵特(tè)征LM342x拓扑的(de)LED電(diàn)流檢測高(gāo)壓側时(shí)，它允許最(zuì)後(hòu)LED的(de)燈(dēng)陰极(jí)在(zài)本(běn)地(dì)底盤接地(dì)的(de)組中(zhōng)，和(hé)感(gǎn)應(yìng)電(diàn)壓可被(bèi)反(fǎn)饋到(dào)差动集成(chéng)電(diàn)路(lù)。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)重(zhòng)要優點(diǎn)，因(yīn)为(wèi)LED燈(dēng)和(hé)所(suǒ)述驅动器集成(chéng)電(diàn)路(lù)可彼(bǐ)此(cǐ)分離。

使用(yòng)热(rè)返送升(shēng)壓穩壓器的(de)大(dà)燈(dēng)示例 LED制造商通(tòng)常在(zài)數據(jù)表(biǎo)中(zhōng)包(bāo)含顯示LED最(zuì)大(dà)允許正(zhèng)向(xiàng)電(diàn)流和(hé)温(wēn)度(dù)的(de)图(tú)線(xiàn)，以(yǐ)确保部(bù)件(jiàn)的(de)可靠性(xìng)，这(zhè)也(yě)稱为(wèi)安(ān)全(quán)工作區(qū)（SOA）。在(zài)较低(dī)温(wēn)度(dù)下(xià)測量(liàng)LED的(de)最(zuì)大(dà)額定(dìng)電(diàn)流，但超过(guò)特(tè)定(dìng)温(wēn)度(dù)後(hòu)，最(zuì)大(dà)允許電(diàn)流值減小。由于(yú)LED系(xì)統的(de)主要設計(jì)要素是(shì)适當的(de)散(sàn)热(rè)和(hé)通(tòng)风，許多(duō)應(yìng)用(yòng)都需要考慮不(bù)可預測的(de)条(tiáo)件(jiàn)，即使是(shì)最(zuì)佳的(de)热(rè)設計(jì)也(yě)可能(néng)无法(fǎ)阻止这(zhè)些(xiē)情(qíng)況的(de)發(fà)生(shēng)。例如，前(qián)照燈(dēng)總(zǒng)成(chéng)被(bèi)淤泥(ní)或(huò)其(qí)他(tā)碎屑堵塞。由于(yú)对車輛的(de)安(ān)全(quán)運行非(fēi)常重(zhòng)要，为(wèi)了(le)防止照明系(xì)統的(de)災難性(xìng)故障，有(yǒu)必要在(zài)较低(dī)的(de)工作點(diǎn)保持(chí)LED正(zhèng)常照明，並(bìng)将電(diàn)流保持(chí)在(zài)安(ān)全(quán)工作區(qū)。

为(wèi)了(le)达(dá)到(dào)根(gēn)據(jù)温(wēn)度(dù)調节(jié)LED電(diàn)流的(de)目的(de)，可以(yǐ)采用(yòng)多(duō)種(zhǒng)不(bù)同(tóng)的(de)方(fāng)法(fǎ)。一(yī)種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)是(shì)建立温(wēn)度(dù)傳感(gǎn)電(diàn)路(lù)来(lái)驅动LED驅动器集成(chéng)模拟電(diàn)流調节(jié)引脚的(de)電(diàn)路(lù)。更(gèng)简單的(de)解(jiě)決方(fāng)法(fǎ)是(shì)使用(yòng)LM3424等具有(yǒu)內(nèi)置热(rè)返送（TFB）功能(néng)的(de)LED驅动器集成(chéng)電(diàn)路(lù)。图(tú)2顯示了(le)LM3424热(rè)返送功能(néng)所(suǒ)需的(de)外(wài)部(bù)零(líng)部(bù)件(jiàn)示例。 　　使用(yòng)LM3424驅动LED和(hé)執行热(rè)電(diàn)流控制具有(yǒu)多(duō)项優點(diǎn)。首先(xiān)，不(bù)需要在(zài)外(wài)部(bù)配備大(dà)部(bù)分複雜的(de)部(bù)件(jiàn)（例如多(duō)个(gè)運算放(fàng)大(dà)器），因(yīn)为(wèi)这(zhè)些(xiē)在(zài)集成(chéng)電(diàn)路(lù)中(zhōng)已集成(chéng)。在(zài)最(zuì)简單的(de)配置中(zhōng)，實(shí)現(xiàn)热(rè)返送只需要少(shǎo)量(liàng)标(biāo)准電(diàn)阻器和(hé)負温(wēn)度(dù)系(xì)數（NTC）热(rè)敏電(diàn)阻。如果需要更(gèng)高(gāo)的(de)精度(dù)，設計(jì)师(shī)可以(yǐ)使用(yòng)LM94022等精确温(wēn)度(dù)傳感(gǎn)器替換RBIAS和(hé)RNTC.此(cǐ)外(wài)，LM3424使用(yòng)户可以(yǐ)設置LED電(diàn)流開(kāi)始(shǐ)热(rè)返送的(de)温(wēn)度(dù)和(hé)電(diàn)流返送的(de)斜率。这(zhè)允許設計(jì)人員重(zhòng)現(xiàn)准确使用(yòng)小電(diàn)流額定(dìng)值的(de)外(wài)構件(jiàn)制造商的(de)數據(jù)表(biǎo)的(de)下(xià)降曲(qū)線(xiàn)，同(tóng)时(shí)增加所(suǒ)表(biǎo)現(xiàn)出(chū)的(de)温(wēn)度(dù)依赖特(tè)性(xìng)。

使用(yòng)LM3424所(suǒ)示，集成(chéng)電(diàn)路(lù)将在(zài)到(dào)达(dá)某温(wēn)度(dù)时(shí)返送LED電(diàn)流，此(cǐ)时(shí)，LED電(diàn)流为(wèi)零(líng)。这(zhè)与LED作为(wèi)系(xì)統中(zhōng)的(de)主要热(rè)發(fà)生(shēng)器不(bù)同(tóng)。对于(yú)應(yìng)用(yòng)程序，例如大(dà)燈(dēng)組件(jiàn)，設計(jì)人員可能(néng)要建立一(yī)个(gè)安(ān)全(quán)功能(néng)，即使LED可能(néng)的(de)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)工作超出(chū)了(le)安(ān)全(quán)工作區(qū)，始(shǐ)終(zhōng)能(néng)夠提(tí)供光(guāng)輸出(chū)。对于(yú)此(cǐ)類(lèi)情(qíng)況，LED電(diàn)流与温(wēn)度(dù)曲(qū)線(xiàn)将如下(xià)图(tú)中(zhōng)示例所(suǒ)示。盡管(guǎn)lm3424不(bù)具有(yǒu)这(zhè)種(zhǒng)內(nèi)置特(tè)性(xìng)，但这(zhè)可以(yǐ)使用(yòng)外(wài)部(bù)鉗位(wèi)電(diàn)路(lù)輕(qīng)松實(shí)現(xiàn)，並(bìng)防止tssense管(guǎn)脚上(shàng)的(de)電(diàn)壓降到(dào)預定(dìng)值以(yǐ)下(xià)。

雖(suī)然車輛電(diàn)气(qì)系(xì)統在(zài)12V〜14VDC条(tiáo)件(jiàn)典型地(dì)運行，但在(zài)特(tè)殊情(qíng)況下(xià)，可能(néng)会(huì)超过(guò)電(diàn)源電(diàn)壓到(dào)系(xì)統組件(jiàn)或(huò)低(dī)于(yú)正(zhèng)常工作範圍。例如，在(zài)冷(lěng)起(qǐ)动的(de)情(qíng)況下(xià)，系(xì)統電(diàn)源可以(yǐ)是(shì)4.5V或(huò)更(gèng)小，負载突降的(de)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)，該電(diàn)壓可以(yǐ)是(shì)60V 40V之間(jiān)。如果在(zài)这(zhè)些(xiē)特(tè)殊情(qíng)況下(xià)仍需要LED来(lái)工作或(huò)保護，則設計(jì)人員可能(néng)希望選擇提(tí)供恒定(dìng)LED電(diàn)流的(de)功率電(diàn)平，而(ér)不(bù)管(guǎn)電(diàn)源電(diàn)壓和(hé)LED組電(diàn)壓之間(jiān)的(de)關(guān)系(xì)如何。SEPIC使用(yòng)一(yī)種(zhǒng)開(kāi)關(guān)調节(jié)器可以(yǐ)執行升(shēng)壓和(hé)降壓操作。

SEPIC轉(zhuǎn)換器的(de)效率可能(néng)不(bù)如buck或(huò)boost轉(zhuǎn)換器，但这(zhè)種(zhǒng)拓扑结構有(yǒu)許多(duō)優點(diǎn)。除了(le)升(shēng)壓和(hé)降壓功能(néng)，用(yòng)于(yú)汽車應(yìng)用(yòng)的(de)電(diàn)子系(xì)統的(de)另(lìng)一(yī)特(tè)别的(de)優點(diǎn)是(shì)CSEPIC電(diàn)容器提(tí)供輸入(rù)和(hé)輸出(chū)之間(jiān)的(de)隔離。SEPIC轉(zhuǎn)換器的(de)缺點(diǎn)是(shì)需要两(liǎng)个(gè)電(diàn)感(gǎn)器，但是(shì)两(liǎng)个(gè)電(diàn)感(gǎn)器可以(yǐ)容易地(dì)纏繞在(zài)同(tóng)一(yī)芯上(shàng)，而(ér)不(bù)是(shì)作为(wèi)两(liǎng)个(gè)單獨的(de)組件(jiàn)。