汽车LED照明驱动电路设计实例

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1、LED汽车照明驱动电路的设计摘要：论文介绍了 LED照明驱动电路的设计原理。基于芯片MAX16807和Boost 升压电路设计了一款汽车LED照明恒流驱动电路，并详细描述驱动电路的设计过 程。电路采用通用的集成芯片，结构简单，完成了一个高性能的车用LED恒流驱动 电路，具有闪光频率稳定、恒流输出、电流精度高、动态响应快、纹波小、噪声 低以及LED开路检测和保护功能，可应用于汽车高亮度LED照明系统中。版权所右：扣扣（疝玖龄却降籍舐倒威威）昵廊论文代写4引言3一、LED与驱动器的匹配3（一）基本配置3（二）LED采用全部串联方式3（三）LED采用全部并联方式51、驱动七匹配的LED62、驱动Vf

2、未匹配的LED63、LED采用混联方式6二、LED驱动电路的解决方案 8（一）电阻限流电路8（二）线性调节器9（三）开关调节器10三、基于MAX16807的汽车LED驱动电路设计11参考文献17引言纵观整个汽车的发展历史，汽车照明技术始终扮演着重要角色。起初，汽车仅 需要前照灯，以便在黑暗中行驶时看清道路。在车辆日益增多、车速不断提高的 形势下，汽车照明仅是瞻前已经不够，还需左顾右盼和免除后顾之忧，为了安全 以及更好地协调不断增长的交通流量，汽车又增加了各种照明、信号灯具，如尾灯、 行车灯、刹车灯、转向灯、后雾灯等.警示灯和雾灯是在极端的情况下提供特殊 功能，为避免夜晚行车的追尾或转弯时的相撞

3、起了关键性作用。在汽车照明技术 的发展中，随着汽车行驶的需求不断提升，汽车前照灯又发展成近光灯、远光灯、 前雾灯等多种灯种.而汽车内部照明灯具，如仪表板、顶灯、地图灯、开门灯等 为驾驶员和乘客提供了便利。一、LED与驱动器的匹配LED已经广泛应用于照明、装饰类灯产品,在设计LED照明系统时，需要考虑选 用什么样的LED驱动器，以及LED作为负载采用的串并联方式，合理的配合设计， 才能保证LED正常工作。LED作为驱动电路的负载，经常需要几十个甚至上百个 LED组合在一起构成发光组件，LED负载的连接形式直接关系到其可靠性和使用 寿命。设计中选择LED驱动电路时，一般考虑成本和性能因素。系统设计

4、的一个 约束条件是可用的电功率和电压，其他约束 条件还包括功能特性，例如针对环境光线作出调整。（一）基本配置最基本的一种拓扑是单个LED。采用这种设计的应用实例有汽车内顶灯（地 图灯、阅读灯）等。（二）LED采用全部串联方式串联方式驱动LED因经过所有LED的驱动电流都是相同的（假设LED被适当 的分档），这种配置可以保证颜色和亮度达到最接近的匹配度.在这种情况下，必须 注意整个串联串中的输入电压以及它和正向电压降（VF）之间的关系.这将决定驱动LED的功率拓 扑，这方面的应用实例包括闪光灯、汽车尾灯、刹车灯等。LED采用全部串联方式如图1所示，即将多个LED的正极对负极连接成串，其 优点是通

5、过每个LED的工作电流一样，一般应串入限流电阻R，要求LED驱动器输出较高的电压。当LED的一致性差别较大时，分配在不同的LED两端的电压不同，因通过每只LED的电流相同，所以每只LED的亮度是一致的.图1 LED米用全部串联方式当某一只LED品质不良短路时，如果采用稳压式驱动（如常用的阻容降压方 式，由于驱动器输出电压不变，那么分配在剩余的LED两端的电压将升高,驱动器 的输出电流将增大,容易损坏余下的所有LED。如采用恒流式驱动LED，当某一只 LED品质不良短路时，由于驱动器输出电流保持不变，不影响余下的所有LED正 常工作。当某一只LED品质不良断开后,串联在一起的LED将全部不亮。解

6、决的办法 是在每个LED两端并联一个稳压管，如图2所示。当然稳压管的导通电压需要比 LED的导通电压高，否则LED就不亮了。或采用ADDtek的LED保护器A716、 AMC7169和A720，额定电流分别是350mA、500mA和700mA。采用ADDtek保 护器的电路如图3所示，使用时将其与LED并联。图2 LED两端并联稳压管图3采用ADDtek保护器的电路串联方式能确保各只LED电流的一致性，如果4个LED串联后总正向电压VF 为12V，就必须使用具有升压功能的驱动电路，以便为每个LED提供充足的电压。 但由于LED的VF值存在一个变化范围，LED之间的压差会随之变化，对亮度的均 匀

7、性有一定的影响。在LED的串联数量方面，流经LED的电流不再受LED串联数 量的限制.为了满足不同的发光亮度需求，通过驱动多个LED就可以实现。（三）LED采用全部并联方式在并联设计中，多个LED由具备独立电流的驱动电路来驱动。并联设计基于 低驱动电压，因此无需带电感的升压电路.此外，并联设计提供低电磁干扰、低 噪声和高效率，且容错性较强。在串联设计中，一个LED发生故障就会导致整个照 明子系统失效，而并联设计可避免这种个严重的缺陷。LED采用全部并联方式如 图4所示，即将多个LED的正极与正极、负极与负极并联连接，其特点是每个LED 的工作电压一样，总电流为Ely为了实现每个LED器件之间的

8、特性参数存在一 定差别，且LED的正向电压七随温度上升而下降，不同LED可能因为散热条件 差别而引发工作电流I的差别，散热条件较差的LED温升较大，正向电压VF下 降也较大，造成工作电流斥上升，而工作电流斥上升又加剧温升，如此循环可能 导致LED烧毁。图4 LED采用全部并联方式LED采用全部并联方式要求LED驱动器输出较大的电流，负载电压较低。分 配在所有LED两端的电压相同，当LED的一致性差别较大时，通过每只LED的电 流不一致，LED的亮度也不同。当某一只LED品质不良断开时，如果采用稳压式LED驱动器（例如稳压式 开关电源），驱动器输出电流将减小，不影响余下所有的LED正常工作。如果

9、是采 用恒流式LED驱动，由于驱动器输出电流保持不变，分配在余下LED的电流将增 大，容易损坏余下所有的LED。解决办法是尽量多的并联LED，当断开某一只LED 时，分配在余下LED的电流不大，不至于影响余下的LED正常工作。当某一只LED品质不良短路时，所有的LED将不亮，但如果并联LED数量较 多，通过短路的LED电流较大足以将短路的LED烧成断路.现有两种用于并联配 置的驱动IC： 一种是驱动VF已匹配LED的IC;另一种是驱动VF未匹配LED的IC。1、驱动VF匹配的LED使用具有内部匹配电流源的LED驱动IC来驱动并联的匹配LED，驱动IC在 现有的3. 355V总线电压下运行，LE

10、D的电流通过单一的外部电阻器来调节。 由于不需要DC/DC变换进行升压，故无需采用外部电感，因此电路的电磁干扰 和纹波可达到最小。如果电源电压稳定且经过稳压处理，无需为每个LED配备额 外的电流设置电阻器.如果有更高压的稳定电压，此电路还能为额外的串联LED 提供匹配电流，但其电压必须至少为0. 3V+nVF。2、驱动VF未匹配的LED为了驱动未匹配的LED，需要使用可为每个LED提供独立电流控制的IC来获 得均匀亮度.因为LED的VF有一定的范围，驱动IC将均匀地匹配各电流以获得均 匀亮度，并可在现有的3. 35V总线电压下运行.电路中的驱动IC会测量所有LED 的VF，选出最高VF的LED

11、，并将Vout提升至驱动这个最大环值LED所需的最低 电平。3、LED采用混联方式在需要使用比较多的LED的设计中，如果将所有的LED串联，将需要LED 驱动器输出较高的电压。如果将所有的LED并联，则需要LED驱动器输出较大的 电流。将所有的LED串联或并联，不但限制着LED的使用量，而且并联LED负载 电流较大，驱动器的成本也会增加.解决办法是采用混联方式。LED采用混联方式 如图5所示，串并联的LED数量平均分配，分配在一串LED上的电压相同，通过 同一串每只LED上的电流也基本相同，LED的亮度一致。同时通过每串LED的电流也相近。图5 LED采用混联方式当某一串联LED上有一只LED

12、品质不良短路时，不管采用稳压式驱动还是恒 流式驱动，这串LED相当于少了一只LED,通过这串LED的电流将大增，很容易 就会损坏这串LED。大电流通过损坏的这串LED后，由于通过的电流较大，多表 现为断路。断开一串LED后，如果采用稳压式驱动，驱动器输出电流将减小，而 不影响余下所有的LED正常工作。如果是采用恒流式LED驱动，由于驱动器输出电流保持不变，分配在余下 LED的电流将增大，容易损坏所有的LED。解决办法是尽量多的并联LED串，当 断开某一串LED时，分配在余下LED串的电流不大，不至于影响余下LED串的正 常工作。这种先串后并的连接方式的优点是电路简单、亮度稳定、可靠性高，并且对

13、 器件的一致性要求较低，即使个别使LED单管失效对整个发光组件的影响也较小。 并且对LED的要求也较宽松，适用范围大，不需要特别挑选，整个发光组件的亮 度也相对均匀。在工作环境因素变化较大的情况下，使用这种连接方式的发光组 件效果较为理想。先并后串混合连接构成的发光组件的问题主要在单组并联LED中，由于器件 和使用条件的差别，导致单组中个别LED芯片丧失PN结特性，出现短路，个别器 件短路使未失效的LED失去工作电流斥，导致整组LED熄灭，总电流Elf代部从 短路器件通过，而较长时间的短路电流又使器件内部键合金属丝或其他部分烧毁， 出现开路。这时未失效的LED重新获得电流，恢复正常发光，只是工

14、作电流斥较 原来大了一点.这就是这种连接形式的发光组件出现先是一组几个LED 一起熄灭， 一段时间后，除其中一个LED不亮，其他LED又恢复正常的原因LED的诈的不稳定性使多个LED并联使用时，工作电流精度范围受到限 制.因此，采用LED并联形式，应考虑器件和环境差别等因素对电路的影响，设计 时留有一定的余量，以保证其可靠性。混联方式还有另一种接法，即将LED平均分配后，分组并联，再将每组串联 在一起.当有一只LED品质不良短路时，不管采用稳压式驱动还是恒流式驱动， 并联在这一路的LED将全部不亮。如果是采用恒流式LED驱动，由于驱动器输出 电流保持不变，除了并联在短路LED的这一并联支路外，

15、其余的LED正常工作。 假设并联的LED数量较多，驱动器的驱动电流较大，通过这只短路的LED的电流 将增大，大电流通过这只短路的LED后，很容易就变成断路。由于并联的LED 较多，断开一只LED的并联支路，平均分配电流不大，依然可以正常工作，那么 整个LED仅有一只LED不亮。如果采用稳压式驱动，因LED品质不良短路，在短路瞬间负载相当于少了一 个并联LED支路，加在其余LED上的电压增高，驱动器输出电流将大增,极有可 能立刻损坏所有的LED。只有将这只短路的LED烧成断路，驱动器输出电流才能 恢复正常，由于并联的LED较多，断开这一 LED并联支路，平均分配电流不大， 依然可以正常工作，那么

16、整个LED也仅有一只LED不亮。通过以上分析可知，驱动器与负载LED串并联方式搭配选择是非常重要的， 恒流式驱动功率型LED是不适合采用并联负载的，同样的，稳压式LED驱动器不 适合选用串联负载。二、LED驱动电路的解决方案车用LED照明工作电流需要恒流稳定，以实现理想的发光强度。用汽车蓄电 池驱动LED需要DC/DC转换器来准确调节LED电流，以确保LED发光强度和颜 色一致，并保护LED。在汽车照明中，LED驱动基本都采用蓄电池供电，不适合直 接驱动LED,不能提供稳定的电压，因此，需要专门的驱动电路来点亮LED。（一）电阻限流电路图6电阻限流驱动电路代二匕MF如图所示，限流电阻可写成，式

17、中，vin为电路的输入电压；VF为LED的正向压降；4为LED的正向电流；VD为防反二极管的压降；y 为每串LED的树木；x为并联LED的串数。由图可得LED的线性化数学模型为式中，Vo为单个LED的开通压降;Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。则 上述公式限流电阻可以写为匕一珂* q艮 JllpX当电阻选定后，电阻限流电路的IF与VF的关系为 j车此一阳由上述公式可治，当输入电压波动时，通过LED的电流也会跟随着变化，因 此调节性能差。另外由于电阻R的接入，损失的功率为xRI*因此电路的效率低。 电阻限制LED的电流的方法并不适合采用额定电压为12V或24V的蓄电池系统， 因为蓄电池的实际

18、电压为从618V或1236V.因此，如果需要保持亮度，就必 须进行横流控制。（二）线性调节器驱动LED的最佳方案是使用恒流源.实现恒流源的简单电路是:用一个MOSFET 与LED串联，对LED的电流进行检测并将其与基准电压相比较，比较信号反馈到 运算放大器，进而控制MOSFET的栅极。这种电路如同一个理想的电流源，可以 在正向电压、电源电压变化时保持固定的电流。目前，一些线性驱动芯片在芯片内部集成了 MOSFET和高精度电压基准，能够在不同照明装置之间保持一致的亮度.线性驱动器相对于开关模式驱动器的优点是电路结构简单，易于实现.因为没 有高频开关，所以也不需要考虑EMI问题.线性驱动器的外围组

19、件少，可有效降 低系统的整体成本，线性驱动器的功耗等于LED电流乘以内部（或外部）无源器 件的压降.当LED电流或输入电源电压增大时,功耗也会增大，从而限制了线性驱动 器的应用。线性变换器的核心是利用工作于线性区的功率晶体管或MOSFET作为一动 态可调电阻来控制负载.线性变换器有并联型和串联型两种。图7所示为并联型 线性变换器，又称为分流变换器（图中仅画出了一个LED，实际上负载可以是多 个LED串联），它与LED并联，当输入电压增大或者LED减少时，通过分流变换器的 电流将会增大，这将会增大限流电阻上的压降，以使通过LED的电流保持恒定.使用串联电阻器（线性法）调节电流是最简单方式，如图8

20、所示。其优点在于 成本低、实施简单，而且不会由于开关而产生噪声.这种拓扑的主要缺点是：电 阻器上的功率损耗导致系统效率降低；不能控制LED的发光亮度。而且，这种方 案需要用稳压源来得到恒定的电流.例如，VDD是5V，而LED的VF是3.0V，那么 如果需要产生350mA的恒定电流，将需要R=V/I，此时R=（53。0）V350mA=5。7Q,电阻R将消耗的功率为RE，即0.7W（几乎相当于LED的功率），因此总体效率就不可避免地低于50%。图7并联型线性变换器图8串联型线性变换器（三）开关调节器开关电源型LED调节器是利用开关电源的原理进行DC/DC直流变换的，其电 路原理如图所示Buch*

21、梅*biBaoMis）图9开关调节器电路开关电源作为LED驱动开关电源从结构上看，其优点是有Boost、Buck和Buck 一 Boost等形式，都可以用于LED的驱动电路的设计，为了满足LED的恒流驱动， 打破传统的反馈输出电压的形式，采用检测输出电流进行反馈控制，并且可以实现 降压、升压和降压一升压的功能，开关电源作为能量变换中效率最高的一种方式, 效率可以达到90%以上.其明显的缺点是输出纹波电压大、瞬时恢复时间较慢， 会产生电磁干扰（EMI）。另外，价格偏高和外围器件复杂也是开关电源型驱动相 对其他类型LED驱动的缺点。三、基于MAX16807的汽车LED驱动电路设计MAX16807是

22、集成的、高效白色或RGBLED驱动器。MAX16807具有826.5v 输入电压范围或采 用外部偏置器件兼容更高的输 入电压，低电流检 测基 准（300mV）实现高效率，较宽的频率调整范围（20kHz1MHz）允许通过对效率 和电路板空间进行折中优化设计。MAXl6807LED驱动器包括8个漏极开路、恒定吸电流驱动LED的输出通道（每 通道电流高达55mA），额定连续工作电压为36V.LED电流控制电路可使LED串之 间的电流匹配度精度达到3%，能使电流高于55mA的LED串并联工作。输出 使能引脚可用于同时对所有输出通道进行PWM调光（高达30kHz），亮度比可达 5 000： 1.由单个电

23、阻设置所有通道的LED电流，8个恒定电流输出通道，每个输出 通道的LED电流可调整至55mA,将通道并联应用可驱动具有更大电流的LED。MAX16807可运行于独立工作模式，也可以由微控制器MC）通过工业标准的4 线串行接口控制。MAX16807具有自动检测LED开路和过热保护功能，可工作于扩 展的一40+125C温度范围,采用热增强型、带裸露焊盘的28引脚TSSOP封装。 MAX16807的引脚排列如图10所示.MAX16807的引脚功能见表1。QUT30UT40LT5OUT6DUTOOUT7CLXPGND图10 MAX16807的引脚排列图AGND加MPOUT2表1 MAX16807的引脚

24、功能引脚符号功能1、13、28NC空脚2AGND模拟地3OUTMOSFET驱动器输出端，连接至外部N沟道MOSFET的 栅极4Vcc电源输出端，使用一个0。1呻的陶瓷电容或0。1的陶瓷电容并联一个更高容量的陶瓷电容将Vcc旁路至AGND5REF5V基准输出端，使用一个0。1仃的陶瓷电容将REF旁路之 AGND69OUT4OUT7LED驱动器输出端，使用一个0。1的陶瓷电容或0。 1F的陶瓷电容并联一个更高容量的陶瓷电容将Vcc旁 路至AGND的漏极开路，额定电压为36V的很定吸电流 输出10OE低电平有效输出使能控制，将OE驱动至PGND低电平则使能OUT4-OUT7,将OE驱动之PGND高电

25、平则禁止OUT4 OUT711DOUT串行数据输出，数据在CLK的上升沿从内部8位移位寄 存器移出到DOUT端12SETLED电流设置，在SET与PGND之间连接电阻RSET设定LED电流14V+LED驱动器正电源，使用一个0.1叶的陶瓷电容旁路V+至 PGND15、16PGND功率地端17DIN串行数据输入18CLK串行时钟输入端19LE锁存器使能输入，当LE为高电平时，数据从内部移位 寄存器透明传输到输出锁存器,数据在LE的下降沿锁存 到输出锁存器，且在LE为低电平时保持20 23OUT0OUT3LED驱动输出端，OUT0OUT3是漏极开路，额定电压36V的恒定吸电流输出24COMP误差放

26、大器输出端25FB误差放大器反相输入端26CSPWM控制器电流检测输入端27RTCTPWM控制器定时电阻/电容连接端，振荡器频率由连接 在RT/CT与REF之间的电阻RT和连接在RT/CT与AGND 之间的电容ct设定BP裸焊盘，连接至地层以改善功率耗散，不要作为唯一的接地端使用MAX16807可以工作在Buck、Boost或SEPIC模式，具体取决于输入电压范 围以及每个输出通道的LED数量.增加一个外部电阻和一个齐纳二极管可以进行 抛负载测试。虽然各个通道的电流都由一个电阻设置，但每串通道的电流可以独 立调整。在不增加任何外围组件的情况下，该结构可以保证每通道之间的电流匹配度优于3%。对于

27、不同批次的LED,每通道可以分别调节匹配度，也可以通过 使能引脚统一调节各个通道.采用50Hz30kHz的调节频率，可以实现5 000： 1 的调光范围。为了在黑暗中以及阳光直射的情况下均可见显示器内容，汽车电子 所要求的调光比较高。当亮度调节信号的开关频率范围为20kHz1MHz时，可以 避开干扰其他设备（如收音机）的频段。MAX16807集成了 LED开路检测功能，这 些控制器也可级联起来构成大型LED阵列驱动电路。采用MAX16807构成（SEPIC） 的LED驱动电路如图11所示。在图11所示电路中，MAX16807是SEPIC方案中 的核心控制器，能够为两串HB. LED （每串5只

28、LED）提供150mA的驱动电流。Ic采用峰值电流控制模式，开关频率可变。另外，MAX16807具有8路可编程吸电 流控制电路，每路可提供50mA电流，36V驱动器可精确建立每串LED所要求的 驱动电流。为了获得更高的电流，还可以将输出连接在一起。通过OEB引脚能 够以非常短暂的占空比控制HB. LED驱动器的通/断，提供较宽的调光范围。 MAX16807控制器件组合了多项功能，电路首先建立公共电源电压,然后由线性驱 动器调节每串LED的电流。SN74LVC2瑚虹1CLKCOMPRTCTUSE JUMPERS FROM 3 15 % AND M TO AU1OLOAD俪kfl*4ZZFWV.

29、1Aauri OLIT2 OUT3OUT5 OUW ounLiMUH 岬顺P嘱Uli C5 MAXIM LF MAXI6B07。叫壬息R期j世小微QiZXMN6A07FVis MMBT2222枷invccDCKJT qutON/DFFAil321 tn图11采用MAX16807构成的HBLED驱动电路rt.A &SEPIC （单端初级电感转振器）设计中具有初级电感（Lp、次级电感（L2）和位 于两个电感之间的串联电容（C3），某种程度上，可以把SEPIC设计看作是具有隔 直流电容（消除输入电压）的Boost调节器，允许输出电压高于或低于输入电压。然而，为了复位隔直流电容，允许能量传递到输出端，

30、在次级放置了另一个电感L2。在对电路进行分析时，会发现C3上的直流电压等于输入电压，当MOSFET（Q1） 导通时，Kin为L1充电、C3为L2充电.由于C3上的电压等于输入电压，导通期间 每个电感将作用相同电压.关闭期间，每个电感的放电电压相同（输出电压加上 VD1的导通电压）。由于L1和L2具有相同的充、放电电压，它们可以具有相同的电 感量和纹波电流，但两者的平均电流相差较大.Q1导通时，VD1反偏，只有输出电容C12支持输出电流（ILED）。Q1断开时， L的电感电流流过C3,与L2电流合并，为输出电容充电并支持ILED。通过对电路 进行分析，会发现电路中如的电流用于支持、d，L1的电流

31、重新为输出电容充电， 补充能量。即l2的平均电流等于Iled，而的平均电流等于iLEDVout/Vin.开关频率的选择需要权衡最小电感、电容尺寸，并在较高开关频率时不会对 Q1造成不合理的热应力要求.MAX16807数据手册给出了一个公式，利用定时电 阻（R6）和定时电容（C7）确定开关频率。选择3kQ电阻和1 000pF电容,电源变 换器将工作在500kHz标称频率，能够在尺寸和效率之间达到较好的均衡。MAX16807采用峰值电流控制模式，该模式将开关电流的峰值与输出电压误 差相比较，产生相应的脉冲占空比，控制输出电压。电流检测电路还提供过电流 保护.为了防止毛刺注入电路，采用由R7（1kQ

32、）和C10 （100pF）构成的100ns滤波 器，该滤波器足以消除电压毛刺，而且不会对电流波形有太大影响.对于电流模式控制器，当占空比高于50%时，会造成谐波不稳定。这是由于 电流的上升（通）斜率高于下降（断）斜率，不稳定性表现为调节器为了获得正 确的占空比，会在大/小占空比之间交替变化。不稳定性会导致电流、电压纹波 增大,为了避免这一问题的出现，可以人为增大电流监测信号的斜率.晶体管VT2的基极连接在RTCT引脚，该引脚的纹波电压通过驱动VT2进入 vd2和r8,在r7,产生一个小电流，为电流检测信号提供一个斜率补偿。SEPIC设计中需要确定使用两个分离电感还是耦合线圈。通常,使用一个耦合

33、 线圈要比使用两个电感价格便宜。另外，使用耦合线圈可以减小电流（是电感 LL2的主要决定因素），从而减小电感量。当然，与分离电感相比，耦合线圈的选择范围较窄。如果在多种应用中采用 同一设计，最好选择分离电感，因为L1的平均电流在很大程度上取决于V|N和VLED。考虑到 设计灵活性,可以选择分离电感。MAX16807是具有8路线性HB-LED电流驱动器 (OUT0OUT7).电阻R5用于设置每个驱动器的电流，每路驱动器的最大电流 可达50mA。并联驱动器输出可以获得更大的HB-LED驱动电流。该设计中将每 路驱动器电流设置在37. 5mA，4路驱动器并联后可以为每串HB-LED提供150mA 的

34、电流。可通过两种途径控制驱动器：一种是由OEB引脚控制驱动器的通、断， 实现PWM亮度调节，这种方式为首选方案;另一种是通过SPI接口分别控制每路驱 动器的通、断.还可以通过SPI接口获悉驱动器是否发生故障。在图4. 14所示电 路中，施密特触发反相器U2,通过CLK引脚将一串连续的“1”送入代，开启输 出.必要时，也可以通过J2连接SPI接口.利用同一电源，通过独立的线性驱动器分别驱动多串HB-LED时，对于不同 的SEPIC输出电压和不同的LED串联电压，OUTx引脚的电压不同。由于IC内部 HB. LED驱动器的功耗是Voutx和乘以HBLED电流，由此可见，保持尽可能低的 SEPIC电

35、压(VLED)非常重要。同时还要保证足够高的导通电压，使OUTx引脚的电 压略高于饱和电压(大约为1V).自适应反馈电压通过或逻辑二极管选择较低的 OUT端电压作为稳压调节，电阻(R2)的压降使OUTx的电压保持在至少1V，从 而满足上述设计要求.设计中，U3的阳极电压等于两个OUT端电压(OUT03和OUT47)中较 低的一个,电流从VLED通过R1、R2、U3进入较低电压的OUT端.由于R】R2节点 电压与反馈电压(2. 5V)相等,HB-LED驱动器的电压Vut为牛.5 一理-%通过修正R2的数值，可以将Vout电压稳定在最小值。另一串LED将具有较低 的串联电压和较高的OUT端电压.线

36、性驱动器吸收对应的压差和功耗，由于这个原 因，最好选择具有一致的正向导通电压的HB. LED，正向导通电压的绝对值并不 严格，但它们之间的差异应控制在200mV以内，具体取决于每串HB-LED的个数。对于PWM亮度调节，MAX16807的OEB引脚输入为PWM反相信号，用于 控制驱动器的通、断。通、断脉冲宽度即使低于1ms,也能保证正常工作.但是, 当OUTx驱动器关闭时，自适应电压控制器检测的节点电压浮置在一个较高的电 压，调节器在试图满足误差放大器输出要求的时候降低了圪ED。因此，当PWM 输入返回到高电平时，FLED可能不足以驱动HBLED串，经过数十微秒后,SEPIC 调节器补充所需电

37、压，但对短脉冲（低占空比）应用意义不大。该设计利用PWM信号，通过R12和VD3拉高节点电压，从而解决了上述问 题。电源在电压高于任何预期的工作电压时进入“静止”模式.对于短脉冲，额外 的电压增大了瞬时功率,但极低的占空比可以忽略这一损耗.占空比大于3%时， VLED进入自适应电压控制。输出电压从大约21。1v的“静止”电压（PWM处于 “关闭”状态）变化到大约15。8V的自适应电压（PWM处于“导通”状态）. 占空比为3%时，VLED在返回到静止电压之前刚好达到自适应电压.“导通脉冲的 宽度只有1ms，VLED不会从静止电压发生变化。SEPIC补偿非常简单，电流模式控制将功率环路简化到单极点

38、，该极点由输出 电容和负载电阻决定.系统稳定性要求使用“2型”补偿网路，因为负载基本保持 不变，控制环路的响应速度可以很慢。需要注意的是双控制环路（自适应和静止） 和较大的输入阻抗差异（Rj=210kQ，R2=10kQ）。R14相对于R1和R2的较大阻值 减缓了阻抗变化的影响，R14和C5 （0.1仃）组合在很低的频率处构成主极点.当 负载电流从满负荷变化到零时，输出电压可能出现过冲。出现这一情况有两种原 因：1）电感储能释放到输出电容；2）低速响应控制环路。如果电感储能是造成过冲的主要原因，可以增大输出电容，以限制过冲.如 果控制环路响应速度过慢是主要原因，可以使用钳位二极管限制过冲。HB-

39、LED阵列需要较宽的调光范围,将自适应开关调节器与线性驱动器相组合 可以得到一个极具成效的方案，既可以满足瞬态响应特性，也可以满足较大占空 比时对电源效率的要求.这种应用中通常选择SEPIC调节器，因为它允许输入电压 高于或低于输出电压。利用MAX16807可以方便地构建SEPIC控制器和8路可并 联的线性驱动器。参考文献 1周志敏，周纪海，纪爱华.LED驱动电路设计与应用M。人民邮电出版 社，2006.2志敏，纪海，爱华。LED驱动电路设计实例M.电子工业出版社,2008。3 Winder S。LED驱动电路设计J。人民邮电出版社2009.4李军伟.LED的驱动电路研究D。大连：大连理工大学，2007.5 黄建华，侯建国，史斌宁，等。一种节能型LED驱动电路的设计J。电 源技术应用，2008 (1)： 5357。6王福虎.可用于汽车照明的超高亮LED驱动芯片的研究D。华中科技大 学，2007.7 张留忠。汽车LED转向灯恒流驱动电路的设计JJ.南京理工大学， 2010 (2) : 4043。8Nalbant M。高亮度LED的高效率电流驱动电路J.电子产品世界,2005,9： 101-103.