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中央高位刹車燈——第三刹車燈

發布時間：2021-05-14 責任編輯：wenwei

【導讀】CHMSL代表中央高位刹車燈，安裝在車輛左側和右側製動車燈（也稱為刹車燈）的上方。根據美國國家高速公路交通安全管理局的規定，當刹車係統工作時，CHMSL要向後方司機提供明顯確切的信息，告訴他們必須放慢車速。由於CHMSL安裝在左右刹車燈之外，因此也被稱為“第三刹車燈”。除了做製動車燈功能之外，某些車輛（如皮卡車）還具有集成在CHMSL中的倒車燈。

中央高位刹車燈——第三刹車燈

使用分立組件的CHMSL安裝應用

在現代車輛中，CHSMSL內部的照明燈主要以發光二極管（LED）燈串為基礎。用晶體管電路驅動CHMSL中的LED燈串。與開關電路相反，CHMSL LED驅動器電路通常是線性電路; 也就是說，LED由晶體管工作在其線性區域的電路驅動。

設計人員通常使用分立的電阻和低端雙極結型晶體管（BJT）來實現CHMSL模塊裏基於分立元器件的LED驅動器電路。圖1展示了一個用於CHMSL的分立LED驅動電路例子。在該電路中，CHMSL由兩個LED串組成，其中每個串都建立在兩個串聯的紅色LED之上。 BJT位於LED的下側。

中央高位刹車燈——第三刹車燈

散熱性的考慮

設計線性LED驅動器電路時必須考慮散熱性能。電路設計和組件選擇必須確保組件不會達到造成損壞的溫度點。根據圖1的原理圖，你可以看到隨著電源電壓的增加，BJT和電阻兩端的電壓也增加，從而增加了這些組件的功耗。更多的功耗意味著更高的溫度。因此，在線性LED驅動器應用中，控製輸入電壓範圍有助於解決大部分散熱問題。

要分析圖1中的原理圖的散熱問題，請思考一個實例，，CHMSL LED的總電流為90mA，因此每個LED串均以45mA電流驅動。使用16V電源電壓，由公式1計算得BJT上的最大壓降為9V：

公式2計算得BJT的最大功耗為0.81W：

假設最高工作環境溫度為85°C，並且在熱阻為80°C / W的小外形晶體管（SOT）-223封裝中使用BJT，則等式3計算的最大BJT結溫為：

該計算表明結溫非常接近標準最大允許結溫150°C。

為了提高電路的散熱性能，使用兩個並聯晶體管分散功耗，即使在最壞情況下，最高溫度也能保持在150°C以下，如公式4所示：

當使用具有更高熱阻的不同BJT封裝類型時，需要更多的BJT來分配功耗。並聯晶體管的數量和尺寸主要基於LED電流和晶體管允許的最大功耗。

采用集成LED驅動器IC的CHMSL安裝應用

驅動LED的另一種方式是使用特定的線性LED驅動器集成電路（IC），如德州儀器的TPS92610-Q1，如圖2所示。在這種IC驅動器中，晶體管和晶體管驅動器電路都集成在IC之內。晶體管仍在其線性區域內工作。由於所有組件都集成在IC內部，因此您隻需要IC和一個檢測電阻即可實現此解決方案。

中央高位刹車燈——第三刹車燈

圖2：TPS92610-Q1集成LED驅動電路

再次考慮散熱性

讓我們來看看這種設計中的散熱性問題。具體來講就是IC的結溫。在16V電源電壓下，公式5計算IC上最大壓降為11V：

假設IC具有相同的90mA電流，IC上的最大電壓降為11V，熱阻為52°C / W，則等式6計算最大結溫：

136.5°C遠低於150°C的最大規定IC結溫。因此，您隻需要一個驅動器IC就可以操作示例中的CHMSL LED燈串。

集成解決方案的優勢

集成解決方案的一個明顯優勢是較分立解決方案的組件數量減少。減少電路板上元件的數量將會顯著降低空間需求。

另一個關鍵優勢是整個溫度範圍內的電流調節精度。隨著LED的正向電壓隨溫度變化，驅動器IC可以使IC中的電流保持恒定。這與圖1所示的分立電路相反，它不能隨著溫度變化調節LED中的電流。

基於線性LED驅動器IC解決方案的第三個優勢是其具有診斷功能，可以檢測LED電路故障，如LED開路和短路，並將故障通知駕駛員。

最後，當考慮組件的數量和每個組件的成本時，圖2所示的應用可能比圖1中的便宜。

更多信息

中心高位刹車燈（CHMSL）汽車線性LED驅動器參考設計是用於驅動CHMSL LED燈串的集成解決方案，包括製動和倒車燈。通過向其供電線路供電，能夠獨立控製每盞燈。該設計使用三款符合汽車行業標準的TPS92610-Q1 線性LED驅動器，可實現低的材料成本功能豐富的解決方案。

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