长期用于消费电子产品的发光二极管(LED)最近被用于汽车照明,现在它们在量产车中提供信号功能、日间行车灯和内部照明。随着这种照明技术的上路,制造商继续研究应用它的新方法,利用LED大灯和尾灯提供的造型可能性。
红色LED现在广泛用于尾灯。成本仍然是一个问题,但安全性、环境友好性和造型灵活性等因素对LED有利。最受欢迎的应用之一是中央刹车灯。这种设计理念展示了一种将相同的LED阵列用于尾灯和刹车灯的方法。
LED的亮度由一个简单的开关控制,允许在行驶时提供昏暗的照明,在制动时提供明亮的照明。框图如图1所示,包括AD8240 LED驱动器/监视器、PNP调整管和PWM发生器。AD8240提供恒定电压以驱动LED灯。它还提供经济高效的 LED 灯监控和短路保护。当电池在 12.5 V 和 27 V 之间时,输出调节为 12 V。
图2显示了PWM发生器,它由两个555定时器组成。PWM 信号控制 LED 亮度。VO当 PWM 输入为高电平时打开,在输入低电平时关闭。AD8240设计工作频率高达500 Hz,典型占空比为5%至95%。
AD8240采用低功耗工作原理,采用小型封装,提供低成本解决方案。内部电流检测放大器测量外部分流器两端的电压,当测得的电流降至预设阈值以下时检测开路LED。当电流达到由外部分流器的值设定的水平时,通过闭锁输出电压来提供输出电流限制。当检测放大器输出超过5 V时,内部比较器使驱动器锁断输出电压。锁存器在下一个PWM周期内复位。过流情况也可以通过测量检测放大器输出来检测。
通过消除开关设计所需的电感器,进一步降低了成本;并且不需要开关驱动器,因为LED灯的工作功率比白炽灯低得多。LED的开启和关闭取决于CMOS兼容PWM引脚(AD8240引脚3)上的数字电压。该电压可以是连续的,用于简单的开/关控制,也可以是PWM用于调光控制。PWM 频率应小于 500 Hz,占空比为 5% 至 100%。典型值为跑步时为 5%,制动时为 95%。在图2中,PWM频率由R1/ 12和 C1计时器 A 的数量1.脉冲周期为:
T = 0.693 (R1+ 2 R2) C1
与 R1= 49.9 kΩ, R2= 10 kΩ 和 C1= 0.1 μF,周期为 4.84 ms,或约 206 Hz。
定时器 A2将信号转换为脉宽调制信号,占空比由R确定3/ 14/ 15和 C2.脉冲宽度由以下因素决定:
脉冲宽度 = 1.1 RC2
其中 R 等于 R5、R的并联电阻3和 R5,或 R 的并联电阻4和 R5,具体取决于开关位置。与 R3= 2.37 kΩ, R4= 45.7 kΩ, R5= 42.4 kΩ 和 C2= 0.1 μF,当开关处于位置1时,占空比为5%,当开关处于位置2时占空比为50%,当开关处于OFF位置时占空比为95%。
请注意,LED的亮度随着占空比的增加而增加。当施加制动时,占空比为95%,LED阵列处于最大亮度。正常工作期间,占空比为 5%,LED 阵列变暗。在这两种操作中使用单个 LED 阵列可降低成本。
如果发生短路或过载情况,Vsense(引脚1)上的电压降至零,输出关断。这将在下一个PWM周期内复位。如果这种情况持续存在,AD8240将尝试将输出驱动至12 V,在每个PWM周期后关断并重新启动。
该电路提供了一种使用恒定电压的方法,仅用两根电线(电源和接地)驱动和监控LED。在许多情况下,当使用机箱或共享接地回路时,这可以减少到一根电线。目前,这些灯由车身控制ECU(电子控制单元)控制和驱动。通过这种恒压架构,LED的控制和驱动功能可以保留在ECU中,只需进行最少的设计修改。