2车用LCD面板背光应用电源浪涌设计考量

电源浪涌条件下的线性电流调节器

　　在电源浪涌条件下，VOUT可能上升到VIN，PEAK，但由于存在LED电流，每串LED（VLED1至VLEDn）的顺向电压保持不变，它仍然是由线性电流调节器来调节，所以不会受到影响。因此，VCS1至VCSn显着增加。例如在正常工作条件下，可使VLED1和VCS1分别为38V和1V。如果在浪涌条件下VIN，PEAK为48V，VCS1可能为10V，这是正常情况的10倍。由于流经线性电流调节器的电流保持不变，VCS1至VCSn突然上升会大幅增加功率损耗。如果VIN，PEAK较大或VLED1至VLEDn较小，VCS1至VCSn则更大。这增加了线性电流调节器的功率损耗程度并可能会导致彻底损坏。为保护电路，良好的线性电流调节器设计应能减少调节电流，以限制浪涌条件下的功率损耗程度。

　　建议使用的电路设计和测量结果

　　图3所示为使用升压转换器和採用德州仪器旗下美国国家半导体LM3492双通道线性电流调节器组成的LED驱动器。该电路可驱动2个LED串，每串由12个150mA的LED组成，LED串的额定顺向电压为38V。图4和图5所示分别为在12V和24V正常输入电压下LM3492的SW、IOUT1（即线性电流调节器1的压降VCS1）接脚的电压稳态波形，以及总LED电流（ILED1+ILED2）。由此可以看出在正常条件下，VCS1低于1V。在VIN，PEAK为50V（图6）的浪涌条件下，升压转换器停止运转（VSW波形中看不到开关），总LED电流保持不变，但VCS1上升到约9V，这表示功率损耗为9倍以上。当VIN从峰值下降至额定电压时，升压转换器通常不会很快开启，因此LED电流出现小幅下降。如果VIN，PEAK增加至65V（如图7所示），VCS1进一步上升至27V，但总LED电流被内部过功率保护电路降至大约200mA（即每个通道为100mA，而不是150mA），以便保护线性电流调节器。

结论

　　越来越多人採用LED作为车用LCD面板背光的设计，但在电源浪涌条件下，车用电子模组可能要承受高出额定值5至7倍的输入电压。浪涌电压可透过瞬态电压抑制器等外部元件来进行箝制，而箝位电压可以由客户设定。电子工程师总是致力于设计可在宽广输入电压範围工作的电子模组，从而使单一的设计能够满足客户的多样化需求。本文说明由升压转换器和採用LM3492的双通道线性电流调节器组成的LED驱动器。在浪涌条件下，LED串仍然可以工作，这表示该设计能够满足在ISO失效模式严重程度分类的A类和B类规範；同时说明推荐电路在正常运行条件和浪涌条件下的波形。