用新型LED驱动模块解决汽车照明的共同挑战

作者:Allen Y Chen

LED照明是增长最快的领域之一吗汽车电子，但它也并非没有自己独特的挑战。本文描述了当今照明设计师面临的几个主要限制，并探讨了如何通过MPS的新MPM6010-AEC1汽车LED模块。

汽车电子领域最大的趋势之一是led照明的广泛普及，因为led照明的内在优点是寿命长、体积小、功耗低，这与当今具有环保意识的汽车的需求完美契合。如今，在汽车内部和周围发现了几十种led。在内部，他们可以在口音和情绪照明，告密，和数字屏幕背光。在外面，他们是一个伟大的适合一切从转向和位置指示器，雾和日间运行灯。在未来几年，led有望取代大功率大灯，即使在几年前，大功率大灯仍然主要是卤素或氙气基的。

今天的汽车照明工程师在实现更小、更奇特的照明时面临着一系列的技术挑战领导解决方案其中包括需要高可靠性，抗电磁干扰(EMI)的鲁棒性，以及热管理。

高可靠性是汽车工程的普遍理念，在外部照明方面尤其重要，因为它可以用来指示车辆的状态(转弯、停车、报警等)。最大化可靠性的一个好的通用规则是最小化电路板上的组件数量:较少的组件通常导致较少的潜在故障点，较少的材料处理，较少的复杂布局，更容易调试和推向市场的设计。

此外，随着LED系统的缩小，用于驱动这些系统的相关电子设备也必须随之缩小。实现更小的电路板设计的一个常见方法是增加开关驱动器的工作频率，从而减少相关的电感和电容的尺寸。然而，切换到更高的开关频率可能会灾难性地增加辐射排放;电磁干扰与开关频率的平方关系，这意味着开关频率的两倍使电磁干扰增加四倍。为了解决这一问题，设计师必须严格调整他们的原理图和布局，以选择低损耗组件，并最小化敏感通道或回路，这些通道或回路会看到最高的瞬时电流活动。这些可以包括开关，能量穿梭电感和去耦电容器。另一种减少电磁干扰的方法是简单地添加金属屏蔽，但这在对价格敏感的照明市场上往往昂贵得令人望而却步。

最后，虽然LED相对于卤素或白炽灯需要更少的电力，但热管理是一个大问题，因为它直接关系到LED的预期寿命。led以保证数十万小时的工作时间而闻名，但当它们承受过高的结温时，这可能会大大减少，并进一步加剧车辆必须生存的恶劣气候。

图1。MPM6010汽车LED驱动模块内部渲染

MPS在开发新产品时就考虑到了这些关键问题MPM6010-AEC1这是该行业最先进的汽车LED驱动模块．这款36V, 1.5A的LED模组集成了同步降压LED驱动器与汽车级电感和去耦电容(图1)，针对高达15W的室内和室外照明应用。188比分直播吧MPM6010紧凑的3mmx5mm的形式因素大大简化和缩小了板布局，如图所示图2，只需4个外部组件，就可以使用该模块实现一个完整的LED驱动解决方案。

图2:1.5A的MPM6010典型应用电路

的MPM6010-AEC1利用MPS的DC/DC转换器解决方案中流行的相同的专利低RDS(ON)工艺技术，在2.2MHz时提供超过90%的效率，有助于较冷的LED系统运行。图2显示了在2.2MHz驱动下1系列和2系列连接led的实际应用中测量的效率。

图3:MPM6010工作在2.2MHz, 12V输入

这个LED驱动模块通过大幅削减所需组件的绝对数量来帮助提高系统的可靠性:如所示图3，一个MPM6010模块取代了一个类似的离散驱动的4-6个独立的板级组件。此外，在整个模块根据AEC-Q100指南进行合格之前，电感器的内部分别根据AEC-Q200无源组件合格指南进行了合格。

通过MPM6010, EMI得到了优化，因为具有最高电流瞬态的关键回路被定位在模块包本身内，通过CISPR25 Class 5(标准汽车EMC要求)变得更加直接。

图4 MPM6010 CISPR25 Class 5平均辐射排放

最后，MPM6010-AEC1通过使用其PWM调光输入(EN/DIM)或LED电流调节反馈引脚(FB)采用热折叠技术支持LED热管理。图5展示了后者的一种实现:当外部热敏电阻跟踪的温度达到其临界阈值时，发送到led的电流被抑制。该电路，加上内置的安全功能，如热关机和开/短LED检测，有助于保持LED在一个安全的运行裕度，可以更好地确保长寿命。

图5 MPM6010热折叠电路

MPM6010符合AEC-Q100一级标准，提供3mmx5mmx1.6mm QFN包装，可选可湿性侧面，以协助自动光学检查

汽车供应商在设计时面临严格的性能和尺寸目标LED照明系统而市场趋势表明，随着时间的推移，这只会变得更加困难。像MPM6010这样的先进集成驱动模块可以帮助满足高可靠性、EMI遵从性、热控制等积极的产品要求，使其更容易达到这些系统目标，并为新一代更复杂的照明和信号系统铺平道路。

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