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TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2021-05-08 來源:Hong, Holly 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】目前市面上,汽車大燈的光源主要有鹵素,氙氣和LED大燈三種。鹵素車燈,鹵素是車燈填充物的主要元素,這其中應(yīng)用于汽車車燈的主要是碘或者是溴。它的優(yōu)點(diǎn)在于制造成本低,缺點(diǎn)在于熱量過大,使用壽命不長。
 
氙氣車燈,氙氣是一種惰性氣體,被填充在車燈里,而后經(jīng)過車內(nèi)部增壓器的增壓,產(chǎn)生的壓力可以瞬間將氙氣電離從而產(chǎn)生光亮,其優(yōu)點(diǎn)在于價(jià)格低廉,照明度亮度比鹵素要高;缺點(diǎn)在于一些極端天氣下,射出的光線并不足以穿透大霧,這就有可能造成安全隱患。
 
LED車燈,今年來,LED作為新型照明光源具有優(yōu)良的性能,其應(yīng)用正在迅猛增長。其主要優(yōu)點(diǎn)在于壽命長,高效率、低能耗。缺點(diǎn)在于成本高,散熱不好。從LED車燈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢來講,其價(jià)格正在穩(wěn)步下降, LED車燈向個(gè)性化和藝術(shù)化方向發(fā)展,同時(shí)LED智能控制系統(tǒng)也將快速發(fā)展。
 
TPS92633-Q1的特點(diǎn)
 
TPS92633-Q1是TI新推出的LED驅(qū)動(dòng),可用于汽車尾燈,內(nèi)/外部小燈上。TPS92633-Q1 是一款線性驅(qū)動(dòng)器,可承受4.5V到40V的寬壓輸入,每通道輸出電流達(dá)150mA。該芯片的診斷功能包括LED開路,LED對(duì)地短路和單 LED 短路檢測。 TPS92633-Q1 的one-fails-all-fail功能能夠與其他 LED 驅(qū)動(dòng)器 (如 TPS9261x-Q1 ,TPS92630/8-Q1 和 TPS92830-Q1) 配合使用。除此以外,TPS92633-Q1還有三點(diǎn)獨(dú)特的設(shè)計(jì)。
 
1. 獨(dú)特的熱管理設(shè)計(jì),避免設(shè)備高溫。
 
TPS92633-Q1的每個(gè)通道提供兩個(gè)電流輸出路徑,電流從電源流經(jīng) R(SNSx)進(jìn)入集成的電流調(diào)節(jié)電路,并通過 OUTx 針腳和 Resx 針腳流向 LED。 OUTx 引腳和 Resx 引腳上的電流輸出都是獨(dú)立調(diào)節(jié)的,以實(shí)現(xiàn)所需的總電流。輸出 OUTx 和 Resx 的總和電流等于流過 R(SNSx) 的電流。
 
OUTx 連接LED 負(fù)載的陽極,但是 Resx 通過外部電阻連到 LED ,利用外部電阻實(shí)現(xiàn)熱分享,其方式如圖1所示。當(dāng)供電電壓低于或者接近于LED需要的正向電壓時(shí),電流主要通過圖1的紅色路徑;當(dāng)供電電壓高于LED需要的正向電壓,電流路徑轉(zhuǎn)為綠色,通過R(SHUNT)分壓以實(shí)現(xiàn)熱分散。圖2 顯示了R (resx) 為 68.5 Ω 時(shí)的功耗分配曲線,由圖可知輸出功耗的分配主要取決于供電電壓。
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖1 電流流向示意圖
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖2 輸出功耗分配和供電電壓的關(guān)系
 
2. 跨板調(diào)節(jié)LED亮度。
 
TPS92633-Q1有模擬調(diào)光功能,通過等式1可知通過調(diào)整ICTRL腳上電阻的大小,可以調(diào)整輸出電流,從而實(shí)現(xiàn)LED 的亮度調(diào)節(jié)。為了抑制噪聲,建議使用兩個(gè)電阻,其中一個(gè)固定電阻放置的離ICTRL腳越近越好,另外一個(gè)調(diào)光電阻可以放在另外一個(gè)放置LED的PCB板上,如圖3所示。                                                           
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖3 跨板調(diào)節(jié)示意圖
 
3. NTC熱敏電阻調(diào)整輸出電流。
 
模擬電流控制功能還允許在 ICTRL 引腳上連接 NTC 熱敏電阻,根據(jù)測量的 PCB 板溫度或 LED 單元溫度實(shí)現(xiàn)輸出電流的調(diào)整。 NTC 熱敏電阻隨著溫度升高而降低。它導(dǎo)致 ICTRL 引腳上的 R(ICTRL) 等效電阻降低,根據(jù)等式1可得出隨著R(ICTRL)降低輸出電流降低。圖4中, R1 和 R2 的電阻值與 NTC 熱敏電阻配合使用,以實(shí)現(xiàn)高溫下,輸出電流的調(diào)整。具體輸出電流隨溫度變化曲線如圖5所示。
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖4 外部NTC熱敏電阻應(yīng)用原理圖                   
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖5 輸出電流隨溫度變化曲線
 
典型應(yīng)用及PCB Layout
 
TPS92633-Q1可以用來驅(qū)動(dòng)汽車的尾燈和內(nèi)部小燈,其典型應(yīng)用如圖6所示。圖7是TPS92633-Q1的PCB布局示例,主要考慮兩大要素:
 
散熱是TPS92633-Q1布局的主要考慮因素。
在PCB的頂層和底層都建議有較大的散熱面積。因?yàn)镽(RESx)與TPS92633-Q1一樣有功耗,建議將R(RESx)電阻器放置在距離TPS92633-Q1設(shè)備20 mm以上的位置。在R(RESx)周圍還需要較大的銅澆注區(qū)域,以幫助散熱。
 
抗噪性是TPS92633-Q1布局的次要考慮因素。
SUPPLY、ICTRL和IREF引腳的噪聲去耦電容放置在盡可能靠近引腳的位置。R(RESx)電阻器放置在盡可能靠近INx管腳的位置,并通過最短的PCB連線到SUPPLY腳。
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖6 TPS92633-Q1的典型應(yīng)用                                   
 
TPS92633-Q1在汽車LED尾燈/小燈中的應(yīng)用
圖7 TPS92633-Q1的PCB布局示例
 
參考資料:
 
[1] 車燈的市場空間、技術(shù)升級(jí)與企業(yè)布局(證券研究報(bào)告)
 
[2] TPS92633-Q1 Three-Channel Automotive High-Side LED Driver with Thermal Sharing and Off-Board Binning datasheet
 
 
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