基于LT3755LED驱动器的汽车前灯应用设计

LT3755技术特性

3000:1 True Color PWM 调光
宽输入电压范围：4.5V 至 40V
高达 75V 的输出电压
恒定电流和恒定电压调节
100mV 高端电流检测
可以采用升压、降压、降压-升压、SEPIC 或反激式拓扑结构来驱动 LED
可调频率范围：100kHz 至 1MHz
开路 LED 保护
具迟滞的可编程欠压闭锁
开路 LED 状态引脚 (LT3755)
频率同步 (LT3755-1)
PWM 断接开关驱动器
CTRL 引脚提供了模拟调光功能
低停机电流：1μA
可编程软起动
耐热增强型 16 引脚 QFN (3mm x 3mm) 和 MSOP 封装
汽车LED照明的设计参数

表 1：大电流白光 LED 的正向压降与驱动电流。

为确保最佳性能和更长的使用寿命，LED 需要一个有效的驱动电路。这些驱动电路必须能够适应条件非常苛刻的汽车电源总线，而且要既经济又节省空间。为了保证更长的使用寿命，首要的是不超过 LED 的电流和温度限制。表 1 给出了大电流白光 LED 的典型正向电压与驱动电流。
大多数前灯应用需要约 50W LED 电流。凌力尔特公司的 LT3755 设计成服务于这种类型的应用。它可以将汽车总线电压（标称值为 12V）提高到 60V，以驱动多达 14 个串联连接的 1A LED，如图1所示。

图1：采用 LT3755 的 50W 前灯电路

图 2：图1 所示LT3755 电路的效率

图2说明LT3755 的效率可高达 93%。这一点是非常重要，因为这消除了所有电源组件的散热需求，从而可组成一个占板面积非常紧凑的解决方案。尽管图1 所示电路是一种升压型拓扑，但是 LT3755 独特的高压侧电流检测设计使其能够根据应用的具体要求，配置为升压模式、降压模式、降压-升压模式或反激式拓扑。LT3755 用稳定的内部 7V 电源驱动外部低端 N 沟道 MOSFET。固定频率、电流模式架构允许在宽电源和输出电压范围内稳定和准确地工作。LT3755 提供一个恒定电流源，这对 LED 驱动器集成电路在输入电压不稳定时实现恒定 LED 亮度非常重要，而且在汽车应用中尤其重要，因为在冷车发动和负载突降等情况下遭遇瞬态后，输入电压可能有极大的摆动。LT3755 的最高输入电压为 40V，使其能够在主汽车总线遭遇 40V 瞬态时稳定 LED 电流和电压，40V 瞬态在负载突降情况下是常见的。

以地为基准的电压反馈引脚用作很多 LED 保护电路的输入，如 LED 开路保护，而且还使转换器有可能用作恒定电压源。频率调节引脚允许用户在 100kHz 至1MHz 范围内对频率编程，以优化效率和性能，同时最大限度减小外部组件尺寸。如果需要外部同步，LT3755-1 版本在 100kHz 至 1MHz 的整个频率范围内还可以同步至外部时钟。

LT3755 的真彩 PWM 调光实现了高达 3000:1 的调光比，调光时所发光的颜色没有改变，从而能够持续调节 LED 前灯，以适应多种环境条件。因为凌力尔特公司的大电流 LED 驱动器是电流模式稳压器，因此它们不直接调制电源开关的占空比，而是由反馈环路控制每个周期的开关峰值电流。与电压模式控制相比，电流模式控制改进了环路动态特性，并实现了逐周期限流。

结论

在当前和未来的汽车中，LED 照明应用将前所未有地加速增长，这已经导致对大电流 LED 汽车应用中的 LED 驱动器集成电路产生了很多非常具体的性能要求。这些应用从前灯到内部照明，种类很多。另外，在汽车市场之外的大量商用和工业环境中也有很多 LED 应用，汽车应用中的大多数高性能要求在这些应用中也需要。这些 LED 驱动器必须提供恒定电流，以在输入电压或 LED 正向电压变化时保持一致的亮度，而且必须以高效率工作。它们还必须能够承受汽车电源总线严酷的电气特性。这些应用还要求非常紧凑的、高热效率解决方案。凌力尔特公司已经注意到了这些汽车设计需求，而且为满足汽车和多种通用 LED 照明应用需求，已经开发出一系列大电流 LED 驱动器产品。照明系统设计师现在有了一个非常方便的 LED 驱动器来源，可以进行具有挑战性的照明设计了。