led驅動模塊在汽車照明中的新機遇

壽命長、體積小、功耗低的優(yōu)勢與當今環(huán)保車輛的需求完美契合，這也造就了led在汽車照明中的普及。從汽車內部的氛圍燈，信號指示燈，數(shù)字屏面背光，到汽車外部的轉向燈，剎車燈，霧燈以及日行燈，led應用在汽車內外已然隨處可見。在不遠的將來，led也有望取代以鹵素或氙燈為主的大功率前燈。

今天的汽車照明工程師在將led設計得更小，更獨特性的同時也面臨著提高可靠性，抗電磁干擾，優(yōu)化熱性能等一系列技術挑戰(zhàn)。

高可靠性在汽車工程中舉足輕重，這一點在汽車外部照明中尤其重要，車輛的狀態(tài) （轉彎、停車、報警等）都要依靠它。最大化可靠性得一般原則是最少化電路板上的元件數(shù)量：元件越少，潛在的故障點就越少，需要的材料也就越少。越簡單的設計就越容易調試并推向市場。

此外，隨著led系統(tǒng)的縮小，驅動這些系統(tǒng)的相關電子設備也必須隨之縮小。實現(xiàn)小型電路板設計的一種常見方法是增加驅動器的開關頻率，從而減小相關電感和電容的尺寸。然而，更高的開關頻率會造成電磁干擾的陡增；電磁干擾與開關頻率呈平方關系，這意味著開關頻率加倍會使電磁干擾增加四倍。為了解決這個問題，設計人員在優(yōu)化電路布局并選擇低損耗元件的同時，必須將瞬時電流活躍的敏感環(huán)路最小化，這些敏感路徑通常包含開關，儲能電感和解耦電容。另一種降低電磁干擾的方法是添加金屬屏蔽，當然同時成本也會大幅增加，這對價格敏感的照明市場是難以接受的。

再則，雖然led比鹵素燈或白熾燈功率更小，但熱管理仍是一個大問題，因為它與led的預期壽命直接相關。led以數(shù)十萬小時的工作壽命聞名于世，但結溫過高會使其壽命驟減，車輛可能工作的嚴酷氣候條件，也會使led壽命進一步降低。

圖 1． mpm6010汽車模塊內部示意圖

mps在開發(fā)業(yè)內最先進的汽車led驅動模塊新的 mpm6010－aec1時就考慮到了這些關鍵問題。這款36v， 1．5a， led模塊集成了同步降壓與汽車級電感和解耦電容（圖1），適用于15w以內的汽車內外照明應用。mpm6010緊湊的3mmx5mm封裝極大的簡化并縮小了電路板布局，如圖2所示，僅需四個外部元件，就可以完全實現(xiàn)led驅動器解決方案。

圖 2： mpm6010，1．5a典型應用電路

mpm6010－aec1 采用了mps具有自主知識產權的低rds（on）工藝，該工藝在dc ／ dc轉換器中廣受好評。mpm6010－aec1在2．2mhz開關頻率下能提供超過90％的效率，有效地防止了led過熱。 figure 3 顯示了在2．2mhz開關頻率下1和2串聯(lián)led在實際應用中測量的效率。

圖 3： mpm6010在2．2mhz， 12v輸入時工作

mpm6010－aec1通過減少所需元件的數(shù)量來幫助提高系統(tǒng)的可靠性，如圖2所示，一個模塊代替了一個離散驅動程序的4－6個獨立元件。需要指出的是，內部電感符合aec－q200標準，而整個模塊已通過aec－q100。

mpm6010將具有瞬態(tài)電流的關鍵回路包裹于模塊內部，抗電磁干擾能力因此大大優(yōu)化，這有助于客戶更快更容易的通過cispr25 class 5（汽車電磁兼容標準）。

圖 4： mpm6010 cispr25 class 5標準平均輻射

最后，mpm6010－aec1熱折返技術通過pwm調光輸入（en／dim）引腳或led電流調節(jié)反饋引腳（fb）實現(xiàn)led熱管理， 圖 5 展示了后者的實現(xiàn)原理。當外部熱敏電阻的溫度達到臨界閾值時，led的電流會被節(jié)流回來。該熱折返電路，加上內置的安全功能，過熱保護和led開路、短路檢測等模塊，在保持led在一個安全的工作范圍的同時，可以更好地確保led的使用壽命。

圖 5： mpm6010 熱折返電路

mpm6010符合aec－q100一級標準，采用3mmx5mmx1．6mm qfn封裝，可選擇wettable flank以輔助自動光學檢測。

汽車制造商為led照明系統(tǒng)提出了嚴格的性能和尺寸目標，市場趨勢表明，這些標準只會隨著時間推移變得更加嚴格。mpm6010等先進的集成驅動模塊可以幫助滿足諸如高可靠性，抗電磁干擾，優(yōu)化熱性能等產品要求，使其更容易達到系統(tǒng)設計目標，并為新一代更復雜的照明和信號系統(tǒng)鋪平道路。