【導讀】市場調研數據顯示
，2021年全球LED頭燈滲透率超過60%，其中新能源車種的滲透率更是高達90%以上。隨著車市出貨提升以及LED照明滲透率推升的雙重成長動能下，預估2021年全球車用LED市場產值將達35.1億美元，年成長率31.8%，顯示出LED頭燈和車用顯示LED產品仍是車用LED市場成長的主要動能。LED廣泛用於導航及娛樂設備顯示器的背光以及汽車內部、外部照明，例如日間行駛燈
、尾燈



，等等。汽車智能化、電動化日益成為主要趨勢的今天，利用好高效率高性能的LED照明設計，可以為汽車照明、智能座艙、人機界麵帶來提升
，本文就以亞德諾半導體（ADI）的三款解決方案為例提供汽車LED電路設計思路。

高調光比LED驅動器保障行車安全

汽車平視顯示器、信息娛樂係統和儀表盤照明中使用的 LED 背(bei)光(guang)燈(deng)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)足(zu)夠(gou)的(de)亮(liang)度(du)，以(yi)便(bian)與(yu)在(zai)白(bai)天(tian)不(bu)斷(duan)湧(yong)入(ru)車(che)內(nei)的(de)直(zhi)射(she)陽(yang)光(guang)相(xiang)抗(kang)衡(heng)，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)把(ba)亮(liang)度(du)降(jiang)低(di)幾(ji)個(ge)數(shu)量(liang)級(ji)
，以(yi)避(bi)免(mian)在(zai)夜(ye)間(jian)使(shi)駕(jia)駛(shi)者(zhe)出(chu)現(xian)瞬(shun)間(jian)致(zhi)盲(mang)。一(yi)般(ban)的(de) LED 驅動器為實現如此高之調光比可謂是無能為力。

集成了 36V

、2A 開關的 LT3932 同步降壓型 LED 驅動器具有很高的 PWM調光比。LT3932 將其高效率集成化電源開關內置在一個小外形 4mm x 5mm QFN 封裝中

，並能以高達 2MHz 開關頻率運行，適用於緊湊的高帶寬設計。當不需要高調光比能力，而且簡單性是首要考慮因素時，其內部 PWM 發生器可用於產生受控於一個簡單 DC 電壓的 128:1 PWM 調光比。憑借用於處理開路和短路 LED 的內置故障保護功能

，以及旨在幫助降低 EMI 的擴展頻譜頻率調製，LT3932 可滿足汽車和工業 LED 照明應用的苛刻要求。

2MHz 汽車 LED 驅動器具有低 EMI 和在內部產生的 PWM 調光以及整個輸入範圍內的 90% 峰值效率 (未采用 EMI 濾波器時效率為 ~91%) 

基於四開關降壓升壓型控製器的整個車前燈組驅動

使用多個驅動器驅動整個車前燈組的傳統方式

，不僅使物料清單和生產過程複雜化，而且還會導致難以滿足EMI標準。每個額外的驅動器都會將其高頻信號添加至交織混雜的EMI，從而使EMI認證、故障排除和緩解工作變得複雜。它必須具有小巧和通用的特點，以便容易地安裝到燈組十分受限的空間之中，並產生極低的EMI，從而盡量地減少研發工作量並免除增設昂貴EMI金屬屏蔽外殼的需要。而且

，它還應該是高效率的。

以ADI公司的同步
、四開關降壓-升壓型LED控製器LT8391A為例，提供一種在滿足所有上述要求的解決方案

，並可驅動整個車前燈組，而且還是僅采用單個控製器。LT8391A LED驅動器專為汽車前照燈而設計，它采用AEC-Q100組件並滿足CISPR25 Class5輻射EMI標準。擴展頻譜頻率調製降低了EMI，而且還在執行PWM調光的同時無閃爍地運行
，而且僅需小型的電感器以及特別小的輸入和輸出EMI濾波器。對於2MHz轉換器而言
，不需要使用大型LC濾波器，而僅采用了小的鐵氧體磁珠以降低高頻EMI
，這是極大的優勢。

采用LT8391A的2MHz演示電路DC2575A以1.5A驅動16V  LED。

汽車EMI要求不容易通過高功率轉換器得到滿足。布設在大麵積PCB上且靠近大電容器的高功率開關和電感器會形成不希望有的熱環路，特別是在包括一個大檢測電阻器的時候。獨特的LT8391A升降壓型架構將檢測電阻器從降壓和升壓開關對熱環路中去除
，因而實現了低EMI。

從上圖可以看出

，LT8391A 2MHz、60V 升降壓型 LED 驅動器控製器可為汽車前照燈中的LED燈串供電
，該器件的特點包括其低EMI四開關架構和擴展頻譜頻率調製功能，用於滿足CISPR 25 Class 5 EMI 規格要求。此外
，該器件獨特的高開關頻率允許其在高於AM頻段的頻率條件下工作
，因而所需的EMI濾波設計非常少。

汽車日間行駛燈高亮度LED驅動電路設計

高亮度LED技術的發展使得與傳統的照明技術的對比優勢越發明顯——更環保
、更安全、更節能，而且能改善汽車的內飾外觀和設計風格，並具有更長的使用壽命。過去由於高亮度LED驅動器的局限性
，設計人員還無法在效率、最少的外部元件數量、最低EMI以及寬範圍PWM調光等方麵進行優化。而隨著像MAX16814這樣的高性能多串LED驅動器的推出，可以解決上述技術瓶頸，這些驅動器的開關和線性控製器之間能夠進行雙向通信。

MAX16814可以驅動4串LED
、每串電流可達150mA，大大減少了外部元件的數量。另外，MAX16814具有完備的故障保護措施和檢測功能
，任何一串出現開路或短路的LEDshijiangguanbizheyichuandegongzuo，bingxiangxitongfachuguzhangbaojingshuchu。xiatushiyigewanzhengdeqichepingshixianshiqihuoxingshidengqudongzixitongdeshejianli，dianlubaohanlesuoyouwaibuyuanjianheshuruEMI濾波器
，借助MAX16814的低噪聲特性，外部EMI濾波元件值可以很小。

MAX16814升sheng壓ya開kai關guan轉zhuan換huan器qi與yu線xian性xing吸xi電dian流liu調tiao節jie器qi部bu分fen可ke以yi進jin行xing雙shuang向xiang通tong信xin
，而er不bu是shi獨du立li工gong作zuo。其qi通tong信xin功gong能neng有you助zhu於yu獲huo得de更geng高gao效xiao率lv
，避bi免mian了le許xu多duo傳chuan統tong驅qu動dong器qi所suo麵mian臨lin的de問wen題ti。汽qi車che的de日ri間jian行xing駛shi燈deng和he平ping視shi顯xian示shi器qi具ju有you一yi個ge相xiang同tong的de性xing能neng要yao求qiu：在汽車行駛過程中始終保持開啟狀態，要求較高的可靠性/冗餘設計，任何情況下確保正常工作。MAX16814的雙向通信功能還能避免LED失效或開路引發的問題，一旦一個LED發生故障
，VBOOST開始上升，電壓達到OVP門限時即可識別出發生故障的串
，從AVO控製環路中禁止或移出該串
，其它LED串保持正常工作。除了降低照明亮度外，不會對用戶造成其它影響。

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