冷启动条件下的LED驱动器设计

　　图4展示了考虑到冷启动情况下，汽车中使用的LCD面板背光普遍采用LED驱动器的电路，该电路使用了美国国家半导体的LM3492芯片。该电路驱动2个LED灯串，每个灯串都含有工作电流为100mA的6个LED。电路的标称输入电压范围为9V至16V，标称开关频率为300kHz。该电路的基本组成元素包括一个升压转换器和一个双通道线性稳流器。MOSFET开关集成在LM3492内，实现了更小的方案体积。LM3492的VIN针脚通过二极管连到输入电压，当电池电压低于最低要求的4.5V时，芯片内部连接了VIN和VOUT引脚(后者连接升压转换器的输出电压)的电路就会为LM3492供电。这里选用了一个饱和电流为3.36A 的33μH电感器，尽管对于正常输入电压而言，1A的饱和电流就已足够。

　　图4 考虑冷启动条件的LM3492参考设计

　　测量结果

　　图5和图6显示了输入电压为12V(标称值)和2.8V(冷启动时的最坏情况)下LM3492电路的波形。表1总结了LM3492电路工作在标称条件和冷启动条件下的测量结果。可以看到，即使输入电压低至2.8V，LED电流也保持不变，这表示背光亮度并不受冷启动条件影响。从图6的波形可知，输入电压为2.8V时的占空比大于90%，同时还测量了2.61A的大输入电流，如表1所示。为此，其内部MOSFET开关的功率损耗也就相对较大。LM3492外壳上可测得90℃的温升(标称输入电压范围下仅为30℃)。参考表1中的效率可知，冷启动条件下的效率会下降到56%，尽管标称输入电压范围内的效率可高达90%。

　　图5 输入电压为12V时LM3492电路的波形

　　图6 冷启动条件下LM3492电路的波形

　　表1. 测量结果总结

　　结论

　　考虑到汽车应用中的冷启动条件，本文介绍了一款普遍用于LCD面板背光的LED驱动器电路。前面已经讨论了一些特殊设计考虑，包括双电源供电、饱和电流更高的电感器选择和热管理。测量波形显示，LED电流并未受影响，即使输入电压降到2.8V时仍可保证正常工作。在9V至16V的标称输入电压下，可以实现约90%的高效率。