ROHM的汽车照明解决方案( 二 ) 汽车技术正在经历重大变革

在可靠性方面,LED驱动器IC电路也更具优势。这是因为实际安装的部件数量较少,故控制电路板中的部件故障可能性也更低。而且,针对LED灯的开路和短路故障,LED驱动器IC可以检测出LED的异常并输出异常信号以通知外部。这样可以尽早发现LED问题导致的LED灯亮度降低等不安全状态,并可以尽早采取对策。

③成本方面

ROHM的汽车照明解决方案。在成本方面电阻电路更具优势。例如,在图1中,假设驱动9个(3列LED×3段串联,约150mA/列)LED,此时,电阻电路中至少需要10枚1W的电阻器,而LED驱动器IC电路仅需要约4枚IC(具体数量因封装而异) 。电阻电路看似部件数量较多,成本也较高,但可以通过使用多个比IC便宜得多的大功率电阻器来降低成本。而在LED驱动器IC电路中,需要控制灯亮的LED越多,所需的IC也就越多,与电阻电路相比,成本反而增加。

综上所述,以往的电阻电路和LED驱动器IC电路都只能满足市场要求的“低功耗”、“高可靠性”、“低成本”中的一部分需求。未来要想进一步普及LED灯,就需要针对这三项需求开发出三者兼顾的LED驱动器IC 。

3.ROHM的新LED驱动器IC

ROHM不仅可以提供里程表指示灯光源用的LED驱动器IC、CID(CenterInformationDisplay)和液晶仪表面板白色背光用的LED驱动器IC,还可以提供用于前照灯和尾灯的LED驱动器IC,拥有众多控制汽车和两轮机动车中使用的各种LED的技术与产品。

针对前述的市场最新需求,ROHM确立了一种新的控制方式“EnergySharing”,可将功耗从LED驱动器IC内部分散到外部电阻,并开发出采用这种控制方式的MOSFET内置型4通道线性LED驱动器IC“BD183x7EFV-M”(BD18337EFV-M/BD18347EFV-M),适用于两轮/四轮机动车中应用日益普及的LED灯(刹车灯、后尾灯、雾灯、转向灯等) 。

下面介绍一下“EnergySharing”控制方式。

3-1.降低LED驱动器IC功耗时面临的课题

首先,在图2中给出了普通LED驱动器IC的电路结构及其特性示意图。在LED驱动器IC内部有为LED提供电流的恒流电路,在IC的输入端连接电池电源,在IC的输出端连接LED 。当与电池电源的输入电压相连接的电源A上升到一定程度时,LED驱动器IC内部的恒流电路可以恒定地输出LED电流。因此,输出引脚的电压等同于所连接LED的正向电压特性,是恒定的。

LED驱动器IC的功耗为恒流电路输入输出间电压差与LED电流的积,因此功耗随着电池输入电压的上升而增加。可见,要想降低LED驱动器IC的功耗,就需要降低恒流电路的输入输出间电压差或LED电流。由于LED电流是根据客户要求决定的,很难变更,所以ROHM开发出一种控制恒流电路的输入输出间电压的方式。

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图2.普通LED驱动器IC的电路结构及其特性

3-2.通过降低IC功耗来降低成本的“EnergySharing”控制方式

接下来,图3中给出了ROHM开发的新控制方式“EnergySharing”的电路结构,该控制方式通过降低LED驱动器IC的功耗实现了更低成本。通过使部分LED电流分流至驱动器IC外部的电阻R,来控制恒流电路的输入输出间电压,并抑制LED驱动器IC的发热量。通过新增的模块来监控输出引脚电压,将电源A的电压控制为恒定电压。流过电阻器的电流由电阻两端产生的电池电压和电源A电压的电压差(电池电压-电源A电压)、以及外置电阻R来表示。通过使电阻电流随着电池电压的增加而增加,来将电源A电压控制为恒定电压。利用这种控制方式,可使以往LED驱动器IC本身消耗的功率大部分由外置电阻R消耗,从而使LED驱动器IC的功耗比以往降低约75% 。这样,这种由LED驱动器IC和外置电阻R分别分担功耗的结构,使以往由4枚IC实现的功率仅由1枚IC和大功率电阻即可实现。