详解LED驱动器参考设计 图解汽车尾灯设计理念

　　该参考设计采用MAX16823 3通道线性LED驱动器和外部BJT，实现3S3P RCL驱动电路。图1和图2给出了PCB和安装了散热器的图片;图3为参考设计的电路板布局;图4为参考设计的原理图。

　　以下详细讨论了该参考设计，给出了主要功能电路的分析、设计规格以及测试数据。

　　图1. PCB和安装的散热器

　　图2. 安装了散热器的侧视图

　　图3. LED驱动器布线

　　图4. LED驱动器原理图

　　设计分析

　　参考设计由四部分电路组成：输入保护电路与输入选择器、10%占空比发生器、抛负载和双电池检测、LED驱动电路。

　　输入保护

　　输入保护主要由金属氧化物变阻器MOV1和MOV2提供。设计中，我们采用了Littelfuse的V18MLA1210H (EPCOS也提供高质量的MOV器件)。根据具体应用环境选取不同额定焦耳的MOV。

　　输入选择器

　　输入电压建立后，除非刹车灯/转向灯输入端作用有效电源，否则，输入选择器将电源切换到尾灯节点。一旦电源为刹车灯/转向灯输入供电，输入选择器将自动屏蔽尾灯输入电流。这种架构将为刹车灯/转向灯输入提供600mA电流，指示RCL功能。当LED驱动器发生故障或者LED本身发生故障时，MAX16823将彻底关断所有LED，此时只有不足5mA的电流流出刹车灯/转向灯。灯的输出级电路能够成功检测到这一低电流，根据设计要求发出报警信号。

　　D5、R16组成检测电路。当尾灯输入节点电压为9V或更高电压，并且刹车灯/转向灯输入节点接地或为高阻时，该检测电路打开Q4。输入电压通过二极管D3加载到VIN，提供LED驱动器的主电源。当刹车灯/转向灯输入电压达到尾灯电压的2V以内时，Q4断开，VIN通过二极管D4供电。R17提供2.1kΩ对地电阻，确保此节点的最大阻抗。R17在双电池条件下(24V)功率达到270mW，所以必须选取0.5W功率的电阻。这个电路的主要限制是：当刹车灯/转向灯和尾灯同时工作时，假设刹车灯/转向灯输入电压与尾灯输入电压的差值在2V以内。

　　10%占空比发生器

　　10%占空比发生器产生占空比为10%的方波信号，该信号送入MAX16823 LED驱动器，用于调节LED亮度。只要尾灯输入端提供有效电压，调光电路将有效工作。R10和D2提供5.1V稳压源，用于U3 (ICM7555ISA)供电。双电池条件下，由于功耗可能达到44mW，所以R10必须选取0.25W功率的电阻。定时器U3配置为非稳态振荡器，导通时间由通过D1和R11对C6充电的时间决定(tON = 0.693 × R11 × C6 = 0.418ms [典型值]);关断时间由通过R12对C6放电的时间决定(tOFF = 0.693 × R12 × C6 = 3.8ms [典型值])。导通时间和关断时间之和构成周期大约为237Hz的方波信号，占空比为9.9%，图5为占空比周期。

　　电阻R13提供限流保护，降低该开关节点可能产生的EMI辐射。R13的物理位置应尽量靠近U3，以降低EMI。占空比为10%的方波信号通过D7和R14耦合至U1。只要刹车灯/转向灯没有有效电源，D7提供的逻辑“或”电路将允许10%占空比脉冲通过。这种配置在尾灯输入作用有电源电压时，提供较低的LED亮度。而当刹车灯/转向灯输入作用有效电压时，D7将电压提供至DIM1、DIM2和DIM3输入，使LED亮度达到100% (高LED亮度)。因为LEDGOOD信号不能超出6V，电阻R14将电流限制在2mA以内，D9和D2提供电压箝位，避免过高的节点电压。当D7阳极没有作用电压时，电阻R15为下拉电阻。使用400kΩ电阻时，R15将保持DIM节点电压低于0.6V，此时的吸电流为1.5µA—远低于DIM输入的0.1µA源出电流。