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    LED驅動模塊在汽車照明中的新機遇

    作者:admin      來源:互聯網      發布時間: 2020/2/7 12:37:11     瀏覽:
    LED壽命長、體積小、功耗低的優勢與當今環保車輛的需求完美契合,這也造就了LED在汽車照明中的普及。

      LED壽命長、體積小、功耗低的優勢與當今環保車輛的需求完美契合,這也造就了LED在汽車照明中的普及。從汽車內部的氛圍燈,信號指示燈,數字屏面背光,到汽車外部的轉向燈,剎車燈,霧燈以及日行燈,LED應用在汽車內外已然隨處可見。在不遠的將來,LED也有望取代以鹵素或氙燈為主的大功率前燈。

      今天的汽車照明工程師在將LED設計得更小,更獨特性的同時也面臨著提高可靠性,抗電磁干擾,優化熱性能等一系列技術挑戰。

      高可靠性在汽車工程中舉足輕重,這一點在汽車外部照明中尤其重要,車輛的狀態 (轉彎、停車、報警等)都要依靠它。最大化可靠性得一般原則是最少化電路板上的元件數量:元件越少,潛在的故障點就越少,需要的材料也就越少。越簡單的設計就越容易調試并推向市場。

      此外,隨著LED系統的縮小,驅動這些系統的相關電子設備也必須隨之縮小。實現小型電路板設計的一種常見方法是增加驅動器的開關頻率,從而減小相關電感和電容的尺寸。然而,更高的開關頻率會造成電磁干擾的陡增;電磁干擾與開關頻率呈平方關系,這意味著開關頻率加倍會使電磁干擾增加四倍。為了解決這個問題,設計人員在優化電路布局并選擇低損耗元件的同時,必須將瞬時電流活躍的敏感環路最小化,這些敏感路徑通常包含開關,儲能電感和解耦電容。另一種降低電磁干擾的方法是添加金屬屏蔽,當然同時成本也會大幅增加,這對價格敏感的照明市場是難以接受的。

      再則,雖然LED比鹵素燈或白熾燈功率更小,但熱管理仍是一個大問題,因為它與LED的預期壽命直接相關。LED以數十萬小時的工作壽命聞名于世,但結溫過高會使其壽命驟減,車輛可能工作的嚴酷氣候條件,也會使LED壽命進一步降低。

      圖 1. MPM6010汽車LED驅動模塊內部示意圖

      MPS在開發業內最先進的汽車LED驅動模塊新的 MPM6010-AEC1時就考慮到了這些關鍵問題。這款36V, 1.5A, LED模塊集成了同步降壓LED驅動器與汽車級電感和解耦電容(圖1),適用于15W以內的汽車內外照明應用。MPM6010緊湊的3mmx5mm封裝極大的簡化并縮小了電路板布局,如圖2所示,僅需四個外部元件,就可以完全實現LED驅動器解決方案。

      圖 2: MPM6010,1.5A典型應用電路

      MPM6010-AEC1 采用了MPS具有自主知識產權的低RDS(ON)工藝,該工藝在DC / DC轉換器中廣受好評。MPM6010-AEC1在2.2MHz開關頻率下能提供超過90%的效率,有效地防止了LED過熱。 Figure 3 顯示了在2.2MHz開關頻率下1和2串聯LED在實際應用中測量的效率。

      圖 3: MPM6010在2.2MHz, 12V輸入時工作

      MPM6010-AEC1通過減少所需元件的數量來幫助提高系統的可靠性,如圖2所示,一個模塊代替了一個離散驅動程序的4-6個獨立元件。需要指出的是,內部電感符合AEC-Q200標準,而整個模塊已通過AEC-Q100。

      MPM6010將具有瞬態電流的關鍵回路包裹于模塊內部,抗電磁干擾能力因此大大優化,這有助于客戶更快更容易的通過CISPR25 Class 5(汽車電磁兼容標準)。

      圖 4: MPM6010 CISPR25 Class 5標準平均輻射

      最后,MPM6010-AEC1熱折返技術通過PWM調光輸入(EN/DIM)引腳或LED電流調節反饋引腳(FB)實現LED熱管理, 圖 5 展示了后者的實現原理。當外部熱敏電阻的溫度達到臨界閾值時,LED的電流會被節流回來。該熱折返電路,加上內置的安全功能,過熱保護和LED開路、短路檢測等模塊,在保持LED在一個安全的工作范圍的同時,可以更好地確保LED的使用壽命。

      圖 5: MPM6010 熱折返電路

      MPM6010符合AEC-Q100一級標準,采用3mmx5mmx1.6mm QFN封裝,可選擇Wettable Flank以輔助自動光學檢測。

      汽車制造商為LED照明系統提出了嚴格的性能和尺寸目標,市場趨勢表明,這些標準只會隨著時間推移變得更加嚴格。MPM6010等先進的集成驅動模塊可以幫助滿足諸如高可靠性,抗電磁干擾,優化熱性能等產品要求,使其更容易達到系統設計目標,并為新一代更復雜的照明和信號系統鋪平道路。


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