設(shè)計參數(shù)

　　為了確保最佳性能和長工作壽命，LED 需要一種有效的驅(qū)動電路。這意味著，無論輸入電壓源怎樣變化，驅(qū)動器 IC 都必須高效率地提供準確的 DC 電流并提供準確的 LED 電壓調(diào)節(jié)。其次，驅(qū)動器 IC 必須提供一種調(diào)光方法，還要提供多種保護功能，以防遭遇 LED 開路或短路故障。除了依靠電氣環(huán)境十分惡劣的汽車電源總線可靠地工作，驅(qū)動器 IC 還必須經(jīng)濟實惠，節(jié)省空間。

停/啟、冷車發(fā)動和負載突降情況

　　為了最大限度地提高燃油里程，同時盡量減少二氧化碳排放量，各種可選擇的驅(qū)動技術(shù)一直在不斷發(fā)展。不論這些新技術(shù)采用的是電動混合、清潔柴油還是更傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機設(shè)計，它們都有可能還需要采用停-啟馬達設(shè)計。在世界各地的所有混合動力型汽車設(shè)計中，停-啟馬達已經(jīng)普遍存在了，很多歐洲和亞洲的汽車制造商也已經(jīng)在傳統(tǒng)的汽油和柴油汽車中采用了這類停-啟設(shè)計。福特汽車公司不久前在美國宣布，將在即將推出面向美國國內(nèi)市場的車型中采用停-啟系統(tǒng)。

　　就發(fā)動機而言，停-啟系統(tǒng)的概念簡單易懂，當(dāng)車輛停止時，發(fā)動機關(guān)閉，然后當(dāng)要求車輛再次移動時，發(fā)動機立即重新啟動。在車輛停在車流中或停在紅燈處時，這可以節(jié)省燃油，減少尾氣排放。這種停-啟設(shè)計可以將燃油消耗和尾氣排放分別減少 5% 至 10%。然而，這種設(shè)計的最大挑戰(zhàn)是，不讓駕駛員感覺到整個停-啟過程。要想讓駕駛員感覺不到停-啟動作，會遇到兩個主要的設(shè)計障礙。第一個是快速重啟。有些制造商利用增強的啟動器設(shè)計，已經(jīng)將重啟時間縮短至不到 0.5s，從而使重啟過程 真正不被感覺到。第二個設(shè)計挑戰(zhàn)是，當(dāng)發(fā)動機關(guān)閉時，保持車中所有電子系統(tǒng)正常運行，包括由電池直接供電的空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)；同時保持足夠的電力儲備，以在要加速時快速重啟發(fā)動機。

　　為了納入停-啟功能，動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計需要進行一些修改。也就是說，原來的交流發(fā)電機可能還要兼作增強的發(fā)動機啟動器，以確保快速重啟。此外，必須增加一個停-啟電子控制單元 （ECU），以控制發(fā)動機何時以及怎樣啟動和停止。在發(fā)動機 / 交流發(fā)電機關(guān)閉時，電池必須能給車燈、環(huán)境控制以及其他電子系統(tǒng)供電。另外，當(dāng)發(fā)動機需要再次啟動時，電池必須能給啟動器供電。這種極端的電池加載要求又引入了另一個設(shè)計挑戰(zhàn)，這是一個電氣方面的挑戰(zhàn)，因為重啟發(fā)動機需要吸取很大的電流，這可能暫時將電池電壓拉低至 6V。對于 LED 驅(qū)動器的挑戰(zhàn)是，當(dāng)電池總線電壓短暫降至 6V、然后在充電器回到穩(wěn)定狀態(tài)時返回 13.8V 標稱值時，連續(xù)提供良好穩(wěn)定的輸出電壓和 LED 電流。

　　汽車發(fā)動機處于寒冷或冰凍溫度中一段時間以后，會發(fā)生冷車發(fā)動情況。發(fā)動機油變得極度粘稠，需要發(fā)動機啟動器提供更大的扭矩，這又需要從電池吸取更大的電流。這種大的負載電流可能在一點火時，將電池 / 主總線電壓拉至低于 6V，之后，該電壓一般會返回到 13.8V 的標稱值。

　　當(dāng)電池電纜意外斷接而交流發(fā)電機仍然在給電池充電時，就會發(fā)生負載突降。當(dāng)電池電纜連接松動而汽車正在運行，或者當(dāng)電池電纜斷開而汽車正在運轉(zhuǎn)，都會發(fā)生這種負載突降情況。這種電池電纜的突然斷接可能導(dǎo)致高達 60V 的瞬態(tài)電壓尖峰，因為交流發(fā)電機試圖全力給一個已經(jīng)不在的電池充電。交流發(fā)電機上的瞬態(tài)電壓抑制器通常將總線電壓箝位在 30V 至 34V，并吸收大部分浪涌；不過，交流發(fā)電機下游的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和 LED 驅(qū)動器會遭遇高達 36V 的瞬態(tài)電壓尖峰。人們不僅期望這些 LED 驅(qū)動器能承受這樣的電壓尖峰，而且在發(fā)生這些瞬態(tài)事件時，這些 LED 驅(qū)動器還必須連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓和 LED 電流。

　　短路保護

　　就白天行車燈和前燈而言，單串高亮度 LED 串中包括 6 到 20 個 LED。由于標稱輸入電壓為 13.8V，在某些瞬態(tài)情況下甚至更低，所以一般首選升壓型 LED 驅(qū)動器架構(gòu)，因為這種架構(gòu)比 SEPIC 或降壓-升壓型設(shè)計效率更高、更簡單和具成本效率。不過，直到不久前，升壓型架構(gòu)一直難以抵御短路的影響。在汽車應(yīng)用中這一點尤其重要，因為 LED 在前端碰撞中容易被損壞，而且任何電弧都可能點燃濺出的汽油。由于這個原因，過去大多數(shù)前端照明 LED 應(yīng)用都采用更昂貴和更復(fù)雜的 SEPIC 解決放案，這種解決方案具備固有的短路保護能力。然而，隨著新的和具備非常堅固保護能力的升壓型 LED 驅(qū)動器的出現(xiàn)，未來的應(yīng)用將會采用這種設(shè)計，以提供效率更高和具成本效益的解決方案。

　　EMI問題

　　降低 LED 驅(qū)動器的任何電磁干擾 （EMI） 都有利于電源總線的總體設(shè)計。因為 LED 驅(qū)動器通常是基于開關(guān)穩(wěn)壓器的，所以降低開關(guān)噪聲是人們所希望的。這可以通過采用擴展頻譜頻率調(diào)制來實現(xiàn)。正如在圖 2 中