汽车刹车灯及其他LED信号灯的准确“暗淡”/“明亮”控制

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作者:凌力尔特公司Bill Martin

 

LED正迅速成为多种商业、汽车和工业应用的标准照明器件。在这些应用当中,有的需要进行宽范围的亮度控制,因而刺激了人们对于那些提供PWM型LED亮度控制方式的产品需求。然而,许多应用只需要两种设置,即:“明亮”和“暗淡”,因此,产生一个面向二元选择的PWM信号是不适合的,颇有“杀鸡用牛刀”之嫌。LT3592 LED驱动器是针对该问题的解决方案。通过提供两种LED电流设定值和一个10:1的调光比(利用一个简单的数字控制引脚来选择),它使设计得以简化。该引脚具有一个低门限电压,但拥有高电压能力,从而使其能够非常容易地插入任何汽车或工业系统中。对于诸如汽车刹车灯控制等应用,LT3592准确和稳定的输出电流水平以及具上佳易用性的小型封装使其成为理想的选择。此外,LT3592还具备足够的坚固性,完全能够容许一个36V的最大输入,因而能够在众多的较高电压应用中使用。

图1. 双红光LED应用(未采用外部升压二极管)

简单的两级电流控制

LT3592在CAP和OUT引脚之间采用了单个外部电流检测电阻器,用于设定其两种输出电流水平(它们具有一个10:1的调光比)。在“明亮”模式中,一个内部放大器负责把CAP和OUT引脚之间的电压差调节至200mV。在“暗淡”模式中,该电压差被调节至20mV。当采用一个0.4Ω电流检测电阻器时,将产生一个500mA的“明亮”模式电流和一个50mA的“暗淡”模式电流。高电流和低电流水平之间的切换再容易不过了,把BRIGHT引脚电平拉至1.4V以上便可获得高电流,而把BRIGHT引脚电平拉至0.3V以下则将产生低电流。“明亮”电流水平可高达500mA。

LT3592的输出电压可以高达20V,不过,该器件还有一个设计目标,就是要能够与单路红光LED(在适当的电流水平上,它们有可能具有低于2V的正向电压)很好地配合运作。可以采用单个位于RT引脚和地之间的电阻器将工作频率设定在400kHz至2.2MHz之间。当设定一个较低的工作频率时,旨在获得最佳的效率;而当设定一个较高的工作频率时,则目的在于使用较小的滤波器元件并缩减总体解决方案的外形尺寸。LT3592还包括一个内部肖特基二极管(布设在CAP和BOOST引脚之间),从而为那些具有两个或更多LED串的应用省去了一个外部组件(单LED解决方案请见图2)。

图2. 单红光LED应用(采用了连接至VIN 的外部升压二极管)

适合严酷环境的坚固型解决方案

除了一个内部开关电流限制电路之外,LT3592还拥有一种箝位二极管电流检测限制功能,用于在高输入电压启动期间对电路实施保护。只需把肖特基箝位二极管的正极连接至DA引脚,LT3592就将在箝位二极管电流高于1A的条件下自动地降低振荡器频率。较低的工作频率可防止电感器电流以一种非受控的方式斜坡上升,并通过消除最小接通时间限制而使开关电流限制电路发挥效用。如果LED串发生短路,则LT3592还将自动地降低其工作频率,以最大限度地减少器件中的功率消耗。

图3. 图1所示电路的效率曲线

SHDN和BRIGHT引脚具有与VIN 引脚相同的坚固性,并能够承受高达36V的电压,因此可以将它们连接至输入电压。不过,这两个引脚均具有低电压门限,从而使得它们能够直接连接至低电压微控制器。

图4. “暗淡”模式(50mA)与“明亮”模式500mA之间的切换采用4.7μF输出电容器

LT3592并非仅适用于LED应用。它具有一个完全起作用的电压控制环路,而且,电流环路可被用作一个适合电压输出应用的准确电流箝位。在发生LED开路故障的场合,电压环路也可被用作一个电压箝位。电压控制和电流控制之间的切换操作是稳定和无缝的。

图5. 一个具500mA电流限值的5V电源

结论

LT3592使得两态(“明亮”/“暗淡”)LED控制既简单又坚固。它是一款面向诸如汽车刹车灯和工业系统中闪光报警灯等应用的理想解决方案。电流水平的准确控制使得在某种给定应用中的各装置之间保持着一致的LED亮度,而丝毫不受变化的LED正向电压特性的影响。两种电流水平之间的切换可利用非常低或非常高电压电平数字信号来完成。