一种汽车照明电源的设计

2 背光显示

　　液晶显示器(LCD)广泛用于仪表盘、车载计算机、广播、导航系统以及娱乐系统。但背光照明需要将光散射到尽量大的面积，而不是产生聚焦光束。传统上，由于CCFL背光效率高、温度低并可提供较高的光照功率，LCD屏主要采用CCFL作为背光源。虽然CCFL控制器在汽车电子以外的领域应用非常成功(例如 LCD TV或计算机监视器)，但汽车环境下的设计具有特殊的挑战和需求。

　　由于基本的CCFL电路中包含有外部晶体管、变压器和灯管，CCFL架构存在EMI辐射源。图3给出利用DS388l CCFL控制器构建的CCFL灯管电源电路，该设计优化于汽车应用环境。DS388l利用扩展频谱和频率偏移技术大大降低了EMI辐射，并把噪声频谱搬移到系统不敏感的频段，从而克服了EMI辐射。

　　汽车电子的另一特殊要求是低温工作，DS388l具有一个特别的灯管电流过驱动模式，当温度很低时，该模式可以迅速加热灯管，从而实现快速启动。该器件还具有多种故障检测，可以监测灯管故障、灯管开路、过流、启动失效以及过压故障。

　　由于DS3881具有极高的集成度，只需极少的外部元件，大大降低物料(BOM)成本并有助于简化设计。多个DS388l控制器可以级联使用，支持多灯管的大显示屏设计。所有的性能和功能均可通过引脚或串口设置。并且可将设置存储到内部非易失存储器中。

　　对于小尺寸显示屏，可以选择LED阵列用于CCFL背光。多串LED面临独特的设计挑战，特别是需要在整个区域提供均匀的亮度和色彩。图4给出一个特殊的基于LED的LCD背光电路。

　　MAXl6807／MAXl6808可工作在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。增加一只外部电阻和一只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电阻设置，但每串通道的电流可独立调整。在不增加任何外围元件的情况下，该架构可以保证每通道之间的电流匹配度优于3％。对于不同批次，每通道可以分别调节匹配度，也可通过使能引脚统一调节各个通道。采用50 Hz至30 kHz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显示内容，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 20kHz～1MHz时，可以避开干扰其他设备(如收音机)的频段。MAXl6808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。

　　3 外部照明

　　外部照明系统对安全性提出新的要求，需要更大的照明功率。外部照明，如尾灯、指示灯或紧急事件报警灯(以及雾灯)必须确保在任何情况下有效工作，以避免严重的安全隐患。

　　尾灯必须有较远的穿透距离，但照射区域不能过大。用于内部照明的LED以及电流指标也适用于外部照明应用。也就是说，用于照明驱动的 MAXl6800／MAXl6807／MAXl6808驱动电路也可用于此类应用。由于尾灯中的LED数量多于内部照明，必须采用多个驱动器。多器件驱动架构也提供了必要的冗余设计，即使在某些电路故障时仍能确保工作，同样的冗余设计也适用于指示灯及其他信号灯。

　　需要较高照明功率的场合，如泛光灯或雾灯，必须使用超高亮度LED(HB LED)。HB LED需要较高的驱动电流，前面讨论的产品无法提供低成本设计，需要过多的驱动器产生所需的电流。最好采用能驱动大电流功率管的控制器，大电流功率管可以为HB LED提供高达30 A的电流，MAXl6818可以满足这种设计要求，如图5所示。

　　MAXl6818在高达1．5 MHz的工作频率下允许使用小尺寸外部元件。由于MAXl6818是采用Maxim专利技术的LED驱动器，因此能够满足外部照明应用迅速开启或瞬间切换亮度的要求。利用该专利技术能够使LED的瞬态电流响应达20A／μs。若需要更高电流输出或冗余设计时，MAXl6818含有一个180°延迟时钟输出，用来控制第2个LED驱动器。