【導讀】在很多係統中（包括汽車動力輸出係統中部署的眾多調節器），功率轉換控製器的設計都是一項困難而複雜的工作。本文說明了LED驅動器使用的不同開關拓撲的優勢
、權衡取舍和應用，旨在簡化選擇過程。

LED不同於傳統的帶有燈絲或氣體成分的電燈。利用特定的半導體結，LED製造商可以生成整個可見光範圍的特定顏色的光
，以及紅外線和紫外線。在汽車應用中
，LED可以提高白天和夜間駕駛的安全性。效率的提高可以延長電動汽車的電池壽命
，而在單個係統中使用多個LED可以避免單一部件的故障問題。

由於其多功能性，LED能夠以多種不同的方式驅動。由於LED的輸出有良好的照明控製，因此LED負載與電力係統的傳統負載不同。LED隻靠通過半導體結的精確控製電流來發光，而端口到係統接地（或汽車係統中的底盤）的相對電壓則與此無關。因此，LED係統可以利用開關技術提供的不同拓撲。

如何為汽車LED係統選擇正確的開關拓撲

汽車係統中特定開關拓撲的選擇關係到整個係統設計
；應考慮最小輸入電壓
、最大串電壓
、底盤回路能力、短路輸出能力、最大輸入電流、輸出/LED電流和PWM調光。

降壓(Buck)轉換器

降壓LED驅動器通過高於LED串總電壓的電壓調節LED串中的電流。降壓LED驅動器可以安全地短接到係統地，確保其本質安全。它們具有底盤回流的能力（一條線用於供電），並且可以輕鬆適應矩陣或動畫應用。圖1和圖2中的示例原理圖顯示了控製器調節高壓側開關進行電流控製的基本係統圖。

圖1.降壓轉換器

降壓LED驅動器需要具備幾個關鍵特性：固定頻率操作、通過出色的開關控製和低電阻開關實現高效率
、在整個模擬調光範圍內提供高精度
，以及為獲得出色的EMI，適當設計擴頻調頻。

升壓(BOOST)轉換器

升壓LED驅動器通過低於LED串總電壓的電壓調節LED串中的電流。這在很多汽車係統中很有用，其中很多LED都需要在單個串中導通。典型的12 V汽車係統的工作電壓範圍為6 V至18 V，這需要將LED驅動器的電壓降到6 V，從而為LED提供較大的升壓比
，以保持點亮。圖3和圖4中的示例原理圖顯示了控製器調節低壓側開關進行電流控製的基本係統圖。

圖2.降壓轉換器示例: LT3932 

表1使用降壓轉換器作為LED驅動器的優勢和權衡取舍

圖3.升壓轉換器

圖4.升壓轉換器示例：LT8356-1

表2使用升壓轉換器作為LED驅動器的優勢和權衡取舍

使用升壓轉換器進行升壓-降壓

一些升壓LED驅動器可配置為將LED陰極返回電源。這種配置稱為降壓-升壓。總輸出電壓為VIN (VBATTERY)
，該電壓加到LED串總電壓中。這種拓撲結構的優點是能夠驅動一個高於、低於或等於電源電壓的LED串。這種拓撲結構的局限性是隻受轉換器的限製--低端受控製器IC的最小電源電壓限製

，高端受控製器IC的最大輸出電壓限製。

圖5.升壓-降壓轉換器

圖6.升壓-降壓轉換器 LT8386

表3使用升壓-降壓轉換器作為LED驅動器的優勢和權衡取舍

使用升壓轉換器的降壓模式

一些升壓LED驅動器可配置為從電源降壓（而不是在標準降壓模式下以地為參考）
，從而構成降壓模式配置。這種配置與降壓模式具有同樣的局限性，即LED串的總電壓必須低於輸入電源電壓。

圖7.降壓模式轉換器

圖8.降壓模式示例: LT3756-2

表4使用降壓模式轉換器作為LED驅動器的優勢和權衡取舍

降壓-升壓轉換器

降壓-升壓LED驅動器通過高於或低於LED串總電壓的電源調節LED電(dian)流(liu)。該(gai)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)降(jiang)壓(ya)模(mo)式(shi)下(xia)調(tiao)節(jie)連(lian)接(jie)到(dao)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)高(gao)壓(ya)側(ce)開(kai)關(guan)，在(zai)升(sheng)壓(ya)模(mo)式(shi)下(xia)調(tiao)節(jie)輸(shu)出(chu)側(ce)的(de)低(di)壓(ya)側(ce)開(kai)關(guan)。這(zhe)種(zhong)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)最(zui)複(fu)雜(za)
，但(dan)也(ye)是(shi)最(zui)靈(ling)活(huo)的(de)。VIN和VOUT的範圍僅受控製器IC的限製。對於矩陣型應用，這是一種不錯的選擇。

圖9.降壓-升壓轉換器。

圖10.降壓升壓示例: LT8391

表5使用降壓-升壓轉換器作為LED驅動器的優勢和權衡取舍

結論

汽車LED照zhao明ming係xi統tong可ke通tong過guo多duo種zhong不bu同tong的de方fang式shi使shi用yong開kai關guan穩wen壓ya器qi驅qu動dong。根gen據ju應ying用yong的de不bu同tong
，照zhao明ming設she計ji人ren員yuan可ke通tong過guo選xuan擇ze開kai關guan拓tuo撲pu和he配pei置zhi
，針zhen對dui整zheng個ge汽qi車che的de不bu同tong照zhao明ming要yao求qiu，設she計ji完wan整zheng的de子zi係xi統tong。為wei係xi統tong選xuan擇ze正zheng確que的de功gong率lv轉zhuan換huan開kai關guan拓tuo撲pu和he配pei置zhi可ke優you化hua複fu雜za性xing、效率、EMI和安全性等要求。

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