与传统的照明技巧相比，HB LED具有几个关键上风：它们不含任何有害物质，例如CCFL中的汞元素；耗费较低的功率而且具有更长的应用寿命。另外，HB LED比传统计划具有更高的本钱竞争上风，大大下降了系统的整体本钱(例如：运行和保护本钱)。
当然，HB LED的应用也面临一些特别挑衅，特别是汽车等嘈杂的工作环境。本文讨论了HB LED驱动器选择的基础原则，比拟了不同的驱动器拓扑，针对不同的汽车照明利用供给了推荐配置计划，其中包含：汽车顶灯、日间行驶灯(DRL)、尾灯(RCL)、雾灯和近光灯/远光灯等。
HB LED需要恒流驱动
HB LED驱动器电路用于治理HB LED的供电，驱动电路保持恒定的电流和最小的电压波动非常关键。过大的驱动电流会提高HB LED的结温，加快HB LED的退化。
照明利用中，为了获得更高的流明，需要应用大功率HB LED。这些HB LED的正向导通电流一般为350mA到1A以上。白光、蓝光和绿光HB LED的正向电压在2.8至4.5V范畴内，红光和琥珀光HB LED的正向电压在2.3至3.5V范畴。
为了保持固定的色谱和亮度，HB LED驱动必需满足特定的额定电流请求。用电压源驱动HB LED、串联电阻限流，可能产生不可接收的亮度及光谱的变更。
HB LED亮度调节
HB LED的发光色彩会随着电流的变更而产生变更，因此，采用脉宽调制(PWM)方法对固定电流进行调节后果优于调节实际电流的幅度，即将直流电流保持在HB LED厂商规定的固定值，按照必定的频率和占空比进行电流斩波，利用脉宽调制调节亮度可以在不同的亮度等级保持一致的光谱。为了避免视觉闪耀，调光频率应高于100Hz。调光范畴取决于HB LED驱动器所答应的最小占空比。
大部分HB LED驱动器需要由微把持器或外部定时器产生亮度把持信号。MAX16806等HB LED驱动器则由内部产生PWM信号，通过DIM输进端作用的外部电压进行调制(图1)。这种配置在汽车内部照明等利用中可以省往外部微把持器或开关模式转换器。
图1：350mA线性HB LED驱动器IC MAX16806能够省往微把持器或开关模式转换器
汽车内部照明的最佳选择—线性驱动器
驱动HB LED的最佳计划是应用恒流源。实现恒流源的简略电路是：用一个MOSFET与HB LED串联，对HB LED的电流进行检测并将其与基准电压相比拟，比拟信号反馈到运算放大器，进而把持MOSFET的栅极。这种电路如同一个幻想的电流源，可以在正向电压、电源电压变更时保持固定的电流。
线性驱动器相对于开关模式驱动器的长处是：电路结构简略，易于实现，由于没有高频开关，所以也不需要考虑EMI标题。此外，线性驱动器的外围元件少，可有效下降系统的整体本钱。
线性HB LED驱动器IC，例如：MAX16806，内部集成了MOSFET和高精度基准，能够使每串LED保持一致的亮度(图1)。例如：MAX16806所请求的输进电压只需比HB LED总压降高出1V。利用外部检流电阻丈量HB LED的电流，从而在输进电压或LED正向电压变更时，MAX16806能够保证输出恒定的电流。
线性驱动器的功耗即是HB LED电流乘以内部(或外部)串联调剂管的压降。当HB LED电流或输进电源电压增大时，功耗也会增大，从而限制了线性驱动器的利用。由于过热会影响HB LED的应用寿命—这也是这类灯源的一个缺点—限制灯管的功耗非常重要。
值得庆幸的是，可以通过调节HB LED的亮度避免呈现过热。为了下降功耗，MAX16806对输进电压进行监测，假如输进电压超过预先设定值，它将减小HB LED的驱动电流以下降功耗。该项功效可以在某些利用中避免应用开关电源，例如：汽车顶灯或DRL等，这些利用中通常会在呈现不正常的高电池电压时将灯光调暗。@@@@@@@@@@
汽车外部照明的幻想选择—开关模式降压驱动器
当输进电压远远高于串联HB LED的总压降时，最好应用开关模式降压(buck)转换驱动器(图2)，能够使功耗降至最低，从而获得较高的驱动器效率。
图2：利用开关模式降压转换驱动器下降功耗并提高照明组件的驱动效率
与用于驱动HB LED的一般buck把持器不同，MAX16819、MAX16820、MAX16822和MAX16832 HB LED驱动器采用滞回把持，没有把持环路补偿，从而简化了设计，有助于减少外部器件数目。集成高压电流检测放大器，能够工作在高达2MHz的开关频率，有效下降电路板空间和元件数目，可幻想用于汽车前后部的照明(RCL、DRL、雾灯/近光灯)。
汽车前灯的幻想选择—开关模式buck-boost (SEPIC)驱动器
当输进电压高于或低于HB LED的总导通电压时，必需应用buck-boost模式驱动器。在buck-boost配置中，需要一个浮动的电流检测放大器检测并调节HB LED电流。另外还需要供给额外的保护，例如过压保护，在HB LED产生开路或短路失效时保护系统不被损坏。对于汽车前灯中的大功率LED，输进电压的变更范畴可能在5.5V (冷启动)至24V (电池倍压)，此时，比拟幻想的选择是buck-boost电路。驱动器还必需能够蒙受40V以上的抛负载峰值电压。
高度集成的HB LED驱动器，例如：MAX16812或MAX16831，在汽车前灯设计中有助于减少元件数目、下降本钱。例如：MAX16812内部集成了差分电流检测放大器和额定电压为76V的0.2Ω功率MOSFET，用于把持单串HB LED的电流(图3)。此外，内部调光MOSFET驱动器在抛负载时可以主动封闭LED串的电源，加强了系统的可靠性。
图3.：当输进电压可能高于或低于串联HB LED的总电压时，应当选择buck-boost驱动器拓扑
汽车中的LCD背光计划—开关模式boost驱动器
假如输进电压始终低于HB LED串的总电压，则需要应用boost转换器。在2010年的新车型中，广泛增加了平视显示器，升压转换器非常合适这类利用或LCD背光。这些利用需要3000:1的亮度调节范畴，以适应车内宽范畴的环境光照条件。驱动器必需供给一个额外的调光MOSFET驱动器，以便在极短的时间内接通/封闭LED。调光MOSFET还能够在抛负载时保护LED。
图4所示HB LED驱动器电路用于汽车中LCD背光，MAX16834集成了高边检放逐大器、PWM调光MOSFET驱动器和高度可靠的保护电路，大大简化了LCD背光电路的设计。该款HB LED驱动器能够供给3000:1 PWM调光范畴，输进电压范畴为4.75V至28V，在冷启动和抛负载状态下确保稳固工作。
图4：具有3000:1较宽调光范畴的boost驱动器，内置保护电路，可幻想用于汽车娱乐设施的LCD背光。
结论
公平选择HB LED驱动器需要懂得具体LED照明装置的请求，以优化系统设计。设计职员首先需要断定电参数，例如：输进电压、LED电流、LED正向导通电压以及这些参数的变更范畴。安全性、EMI、热治理、机械性能以及可以利用的电路板面积也是必需考虑的因素。
线性驱动器比拟合适低本钱、低EMI利用，例如：汽车内部照明，设计简略。开关型驱动器则实用于大功率、高效率和宽输进电压范畴等利用处合，例如：汽车的外部照明，但本钱较高，需要考虑EMI标题。
Maxim针对不同利用供给广泛的HB LED驱动解决计划，能够在汽车固态照明中减小系统尺寸，下降设计复杂度和本钱。所有汽车照明计划均可工作在-40°C至+125°C温度范畴，并且满足汽车利用中对短路保护和热关断的请求。
参考文献
&sup1；Strategies Unlimited, The Market for High-Brightness LEDs in Lighting: Application Analysis and Forecast—2007 (January 2007).
