用新型LED驱动模块解决汽车照明的常见挑战

作者:Allen Y Chen

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LED照明是增长最快的部门之一吗汽车电子，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，与当今具有生态意识的汽车的需求完美协调。如今，led灯在汽车内部和周围有几十种。在汽车内部，它们可以在口音和情绪照明、告密器和数字屏幕背光中找到。在外部，它们非常适合用于从转向和位置指示器到雾灯和日间运行灯的所有功能。在未来几年，led有望取代大功率大灯，即使在几年前，大功率大灯还主要是卤素或氙气基的。

今天的汽车照明工程师在实现越来越小和更奇特的技术挑战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很好的通用规则是最小化板上的组件数量:更少的组件通常导致更少的潜在故障点，更少的材料处理，更简单的布局，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操作频率，从而减小相关的电感和电容的尺寸。然而，向更高的开关频率移动会灾难性地增加辐射排放;EMI与开关频率呈平方关系，这意味着开关频率翻倍会使EMI增加四倍。为了抵消这一点，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，并最小化看到最高瞬态电流活动的敏感路径或回路。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，但在价格敏感的照明市场上，这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本身需要更少的电力，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，但当它们遭受过高的结温时，这可能会大大减少，并进一步加剧车辆必须生存的通常恶劣的气候。

图1所示。MPM6010汽车LED驱动模块内部效果图

MPS在开发新产品时考虑到了这些关键问题MPM6010-AEC1，业内最先进的汽车LED驱动模块。这款36V, 1.5A, 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的外形因子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，就可以用这个模块实现一个完整的LED驱动解决方案。

图2:1.5A的典型MPM6010应用电路

的MPM6010-AEC1利用在MPS的DC/DC转换器解决方案中流行的相同的伟大的专有低RDS(ON)过程技术，在2.2MHz时提供超过90%的效率，并有助于较冷的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指南进行认证之前，电感器的内部是根据AEC-Q200无源组件认证指南单独进行认证的。

在MPM6010中，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，通过标准汽车EMC要求CISPR25 Class 5，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临界阈值时，传输到led的电流被抑制。这个电路，加上内置的安全功能，如热关机和开/短LED检测，有助于将LED维持在一个安全的运行裕度内，可以更好地确保较长的寿命。

图5 MPM6010热折叠电路

MPM6010符合AEC-Q100一级标准，采用3mmx5mmx1.6mm QFN封装，可选可湿侧面，以辅助自动光学检查

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，市场趋势表明，随着时间的推移，这些只会变得更加困难。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、可控热等积极的产品要求，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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