3S3P汽车尾灯(RCL) LED驱动器参考设计

抛负载和双电池检测

　　抛负载和双电池检测电路决定“或”逻辑输入电压是否超过21V。输入电压超过21V意味着发生抛负载(400ms)或双电池条件(无时间限制)，这将在三个LED驱动晶体管上产生过大的功耗。因此，检测电路将DIMx输入拉低，关闭输出驱动器。另外，检测电路还将LGC电容(C2)拉低，以避免可能发生的错误检测。由于DIMx和LGC引脚电压被控制在10V以内，Q5和D6的额定电压并不严格。检测电压是D8击穿电压与R18对地电压的总和，大约为22V。当电阻为20kΩ时，R9将在Q5导通之前产生20µA的旁路漏电流。

用于3S3P RCL的LED驱动器

　　参考设计的核心IC是MAX16823ATE LED驱动器，IN引脚输入电压最高为45V。IC从OUTx引脚提供电流驱动LED。使用检流电阻对电流进行检测，MAX16823调节OUTx引脚的输出电流，根据需要将CS引脚的电压保持在203mV。因为IC本身的每个输出通道只能提供70mA输出，我们在每串LED增加了外部驱动，为每串LED提供200mA的驱动电流，并有助于解决散热问题。晶体管Q1、Q2和Q3 (ZXT690BKTC)提供所需的电流增益。这些晶体管提供TO-262封装，为管芯提供良好的散热。

　　Q1、Q2和Q3为45V、2A晶体管，当I_C/I_B增益为200倍时具有低于200mV的饱和压降V_CE(Sat)。因为最小输入电压(9V)和LED串最大导通电压(3 × 2.65V = 7.95V)之间的压差只有1.05V，所以V_CE(Sat)的额定值非常重要，必须留有足够的设计裕量，以满足Q4和D3的压降，以及Q1、Q2和Q3的V_CE(Sat)要求，详细信息请参考数据表。

　　电阻分压网络R1/R2、R3/R4和R5/R6保证每个OUTx的输出电流不小于5mA，从而确保IC稳定工作。设计步骤中，分析晶体管基极电流的最小值和最大值。这些电流流经电阻R1、R3和R5。电阻压降、晶体管的V_BE以及检流电阻压降之和为R2、R4和R6两端的电压。合理选择这些电阻，以保证流过电阻的电流与晶体管基极电流之和不小于5mA。另一方面，OUTx的输出电流必须小于70mA (额定电流)，详细信息请参考数据表。

散热考虑

　　本设计中调整管需要耗散的功率达到6W，为了降低晶体管的温升，将晶体管焊盘通过多个过孔连接到PCB的底层，并通过电绝缘(但导热)的粘胶垫将热量传递到铝散热器上。散热器耗散6W功率时自身温度上升31°C。虽然Zetex的晶体管没有给出结到管壳的热阻，但可以参考其他晶体管供应商提供的TO-262封装的热阻，约为3.4°C/W。该热阻表示每个晶体管内部的温度会比管壳高出5.4°C。总之，在最差工作条件下，结温比环境温度高出35°C至40°C。本参考设计实际测量的温度大约高出30°C。

瞬态响应

　　图6和图7给出了尾灯供电时晶体管的瞬态响应。测试时，振荡器输出10%占空比的脉冲信号对MAX16823进行脉宽调制，驱动外部晶体管导通/关断；图6中下冲持续3µs，图7中过冲持续100µs，均不会引起任何问题。

图6. 晶体管导通时，Q1的集电极波形(V_IN = 12.5V)


图7. 晶体管断开时，Q1集电极的波形(V_IN = 12.5V)