與傳統(tǒng)的照明技巧相比，HB LED具有幾個關鍵上風：它們不含任何有害物質，例如CCFL中的汞元素；耗費較低的功率而且具有更長的應用壽命。另外，HB LED比傳統(tǒng)計劃具有更高的本錢競爭上風，大大下降了系統(tǒng)的整體本錢(例如：運行和保護本錢)。
當然，HB LED的應用也面臨一些特別挑釁，特別是汽車等嘈雜的工作環(huán)境。本文討論了HB LED驅動器選擇的基礎原則，比擬了不同的驅動器拓撲，針對不同的汽車照明利用供給了推薦配置計劃，其中包含：汽車頂燈、日間行駛燈(DRL)、尾燈(RCL)、霧燈和近光燈/遠光燈等。
HB LED需要恒流驅動
HB LED驅動器電路用于治理HB LED的供電，驅動電路保持恒定的電流和最小的電壓波動非常關鍵。過大的驅動電流會提高HB LED的結溫，加快HB LED的退化。
照明利用中，為了獲得更高的流明，需要應用大功率HB LED。這些HB LED的正向導通電流一般為350mA到1A以上。白光、藍光和綠光HB LED的正向電壓在2.8至4.5V范疇內，紅光和琥珀光HB LED的正向電壓在2.3至3.5V范疇。
為了保持固定的色譜和亮度，HB LED驅動必需滿足特定的額定電流請求。用電壓源驅動HB LED、串聯電阻限流，可能產生不可接收的亮度及光譜的變更。
HB LED亮度調節(jié)
HB LED的發(fā)光色彩會隨著電流的變更而產生變更，因此，采用脈寬調制(PWM)方法對固定電流進行調節(jié)后果優(yōu)于調節(jié)實際電流的幅度，即將直流電流保持在HB LED廠商規(guī)定的固定值，按照必定的頻率和占空比進行電流斬波，利用脈寬調制調節(jié)亮度可以在不同的亮度等級保持一致的光譜。為了避免視覺閃耀，調光頻率應高于100Hz。調光范疇取決于HB LED驅動器所答應的最小占空比。
大部分HB LED驅動器需要由微把持器或外部定時器產生亮度把持信號。MAX16806等HB LED驅動器則由內部產生PWM信號，通過DIM輸進端作用的外部電壓進行調制(圖1)。這種配置在汽車內部照明等利用中可以省往外部微把持器或開關模式轉換器。
圖1：350mA線性HB LED驅動器IC MAX16806能夠省往微把持器或開關模式轉換器
汽車內部照明的最佳選擇—線性驅動器
驅動HB LED的最佳計劃是應用恒流源。實現恒流源的簡略電路是：用一個MOSFET與HB LED串聯，對HB LED的電流進行檢測并將其與基準電壓相比擬，比擬信號反饋到運算放大器，進而把持MOSFET的柵極。這種電路如同一個幻想的電流源，可以在正向電壓、電源電壓變更時保持固定的電流。
線性驅動器相對于開關模式驅動器的長處是：電路結構簡略，易于實現，由于沒有高頻開關，所以也不需要考慮EMI標題。此外，線性驅動器的外圍元件少，可有效下降系統(tǒng)的整體本錢。
線性HB LED驅動器IC，例如：MAX16806，內部集成了MOSFET和高精度基準，能夠使每串LED保持一致的亮度(圖1)。例如：MAX16806所請求的輸進電壓只需比HB LED總壓降高出1V。利用外部檢流電阻丈量HB LED的電流，從而在輸進電壓或LED正向電壓變更時，MAX16806能夠保證輸出恒定的電流。
線性驅動器的功耗即是HB LED電流乘以內部(或外部)串聯調劑管的壓降。當HB LED電流或輸進電源電壓增大時，功耗也會增大，從而限制了線性驅動器的利用。由于過熱會影響HB LED的應用壽命—這也是這類燈源的一個缺點—限制燈管的功耗非常重要。
值得慶幸的是，可以通過調節(jié)HB LED的亮度避免呈現過熱。為了下降功耗，MAX16806對輸進電壓進行監(jiān)測，假如輸進電壓超過預先設定值，它將減小HB LED的驅動電流以下降功耗。該項功效可以在某些利用中避免應用開關電源，例如：汽車頂燈或DRL等，這些利用中通常會在呈現不正常的高電池電壓時將燈光調暗。@@@@@@@@@@
汽車外部照明的幻想選擇—開關模式降壓驅動器
當輸進電壓遠遠高于串聯HB LED的總壓降時，最好應用開關模式降壓(buck)轉換驅動器(圖2)，能夠使功耗降至最低，從而獲得較高的驅動器效率。
圖2：利用開關模式降壓轉換驅動器下降功耗并提高照明組件的驅動效率
與用于驅動HB LED的一般buck把持器不同，MAX16819、MAX16820、MAX16822和MAX16832 HB LED驅動器采用滯回把持，沒有把持環(huán)路補償，從而簡化了設計，有助于減少外部器件數目。集成高壓電流檢測放大器，能夠工作在高達2MHz的開關頻率，有效下降電路板空間和元件數目，可幻想用于汽車前后部的照明(RCL、DRL、霧燈/近光燈)。
汽車前燈的幻想選擇—開關模式buck-boost (SEPIC)驅動器
當輸進電壓高于或低于HB LED的總導通電壓時，必需應用buck-boost模式驅動器。在buck-boost配置中，需要一個浮動的電流檢測放大器檢測并調節(jié)HB LED電流。另外還需要供給額外的保護，例如過壓保護，在HB LED產生開路或短路失效時保護系統(tǒng)不被損壞。對于汽車前燈中的大功率LED，輸進電壓的變更范疇可能在5.5V (冷啟動)至24V (電池倍壓)，此時，比擬幻想的選擇是buck-boost電路。驅動器還必需能夠蒙受40V以上的拋負載峰值電壓。
高度集成的HB LED驅動器，例如：MAX16812或MAX16831，在汽車前燈設計中有助于減少元件數目、下降本錢。例如：MAX16812內部集成了差分電流檢測放大器和額定電壓為76V的0.2Ω功率MOSFET，用于把持單串HB LED的電流(圖3)。此外，內部調光MOSFET驅動器在拋負載時可以主動封閉LED串的電源，加強了系統(tǒng)的可靠性。
圖3.：當輸進電壓可能高于或低于串聯HB LED的總電壓時，應當選擇buck-boost驅動器拓撲
汽車中的LCD背光計劃—開關模式boost驅動器
假如輸進電壓始終低于HB LED串的總電壓，則需要應用boost轉換器。在2010年的新車型中，廣泛增加了平視顯示器，升壓轉換器非常合適這類利用或LCD背光。這些利用需要3000:1的亮度調節(jié)范疇，以適應車內寬范疇的環(huán)境光照條件。驅動器必需供給一個額外的調光MOSFET驅動器，以便在極短的時間內接通/封閉LED。調光MOSFET還能夠在拋負載時保護LED。
圖4所示HB LED驅動器電路用于汽車中LCD背光，MAX16834集成了高邊檢放逐大器、PWM調光MOSFET驅動器和高度可靠的保護電路，大大簡化了LCD背光電路的設計。該款HB LED驅動器能夠供給3000:1 PWM調光范疇，輸進電壓范疇為4.75V至28V，在冷啟動和拋負載狀態(tài)下確保穩(wěn)固工作。
圖4：具有3000:1較寬調光范疇的boost驅動器，內置保護電路，可幻想用于汽車娛樂設施的LCD背光。
結論
公平選擇HB LED驅動器需要懂得具體LED照明裝置的請求，以優(yōu)化系統(tǒng)設計。設計職員首先需要斷定電參數，例如：輸進電壓、LED電流、LED正向導通電壓以及這些參數的變更范疇。安全性、EMI、熱治理、機械性能以及可以利用的電路板面積也是必需考慮的因素。
線性驅動器比擬合適低本錢、低EMI利用，例如：汽車內部照明，設計簡略。開關型驅動器則實用于大功率、高效率和寬輸進電壓范疇等利用處合，例如：汽車的外部照明，但本錢較高，需要考慮EMI標題。
Maxim針對不同利用供給廣泛的HB LED驅動解決計劃，能夠在汽車固態(tài)照明中減小系統(tǒng)尺寸，下降設計復雜度和本錢。所有汽車照明計劃均可工作在-40°C至+125°C溫度范疇，并且滿足汽車利用中對短路保護和熱關斷的請求。
參考文獻
&sup1；Strategies Unlimited, The Market for High-Brightness LEDs in Lighting: Application Analysis and Forecast—2007 (January 2007).
