Κυκλώματα οδηγού αυτοκινήτου LED - Ανάλυση σχεδιασμού

Σε αυτοκίνητα ή αυτοκίνητα, οι λυχνίες LED έχουν γίνει η προτιμώμενη επιλογή φωτισμού. Είτε πρόκειται για τα πίσω πίσω φώτα είτε για τους ενδεικτικούς δείκτες στο σύμπλεγμα, όπως υποδεικνύεται στο Σχήμα 1 παρακάτω, όλα ενσωματώνουν LED σήμερα. Οι συμπαγείς διαστάσεις τους βοηθούν στην ευελιξία στο σχεδιασμό και προσφέρουν την προοπτική να είναι τόσο ανθεκτική όσο το ίδιο το προσδόκιμο ζωής του οχήματος.

Φιγούρα 1

Από την άλλη πλευρά, παρόλο που τα LED είναι πολύ αποδοτικές συσκευές, είναι ευάλωτα σε φθορά από παραμέτρους τάσης, ρεύματος και θερμοκρασίας που δεν ρυθμίζονται, ιδιαίτερα στο σκληρό οικοσύστημα αυτοκινήτων.

Για να βελτιώσετε την απόδοση και τη μονιμότητα του φωτός LED, Σχεδιασμός κυκλώματος οδηγού LED απαιτεί προσεκτική ανάλυση.

Ηλεκτρονικά κυκλώματα που εφαρμόζονται ως οδηγοί LED βασικά χρησιμοποιούν τρανζίστορ. Μία τυπική τοπολογία κυκλώματος που χρησιμοποιείται συχνά στους οδηγούς LED είναι η γραμμική τοπολογία, όπου το τρανζίστορ είναι σχεδιασμένο να λειτουργεί μέσα στη γραμμική περιοχή.

Αυτή η τοπολογία μας δίνει τη δυνατότητα να κάνουμε κυκλώματα οδηγού μόνο μέσω τρανζίστορ ή χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα IC με ενσωματωμένα τρανζίστορ και πρόσθετες δυνατότητες βελτίωσης LED.

Σε διακριτές εφαρμογές, τα διπολικά τρανζίστορ διασταύρωσης (BJTs), τα οποία είναι πολύ προσιτά προϊόντα, τείνουν να είναι τα αγαπημένα.

Παρά το γεγονός ότι τα BJT είναι εύκολο να διαμορφωθούν από άποψη κυκλώματος, μπορούν να βρεθούν σημαντικές επιπλοκές δημιουργώντας μια συνολική λύση οδηγού LED που ικανοποιεί την τρέχουσα ακρίβεια ελέγχου, διάσταση PCB, διαχείριση θερμότητας και διάγνωση σφαλμάτων, οι οποίες είναι μερικές σημαντικές προϋποθέσεις σε όλη ολόκληρη η τάση τροφοδοσίας και το εύρος θερμοκρασίας.

Επιπλέον, ως το αυξάνεται η ποσότητα των LED , ο σχεδιασμός κυκλώματος χρησιμοποιώντας διακριτά στάδια BJT γίνεται ακόμη πιο εξελιγμένο.

Σε σύγκριση με διακριτά μέρη, εφαρμογή Εναλλακτικές λύσεις βασισμένες στο IC φαίνεται να είναι πιο βολικό όσον αφορά τη διάταξη του κυκλώματος, αλλά επιπλέον οι διαδικασίες σχεδιασμού και αξιολόγησης.

Εκτός αυτού, η γενική θεραπεία μπορεί ίσως να είναι ακόμη πιο προσιτή.

Παράμετροι για το σχεδιασμό οδηγών LED αυτοκινήτου

Επομένως, κατά το σχεδιασμό κυκλωμάτων οδηγού LED για ένα φωτισμός αυτοκινήτων Εφαρμογή, είναι σημαντικό να εξετάσουμε τα εστιακά σημεία LED, να αξιολογήσουμε τις εναλλακτικές λύσεις σχεδιασμού κυκλώματος και τους παράγοντες στις απαιτήσεις του συστήματος.

Ένα LED είναι στην πραγματικότητα μια δίοδος σύνδεσης τύπου P τύπου N (PN) που επιτρέπει στο ρεύμα να κινείται μέσω αυτής μόνο σε μία κατεύθυνση. Το ρεύμα αρχίζει να ρέει μόλις η τάση διαμέσου της λυχνίας LED φτάσει στην ελάχιστη τάση προώθησης (VF).

Το επίπεδο φωτισμού ή η φωτεινότητα ενός LED καθορίζεται από το ρεύμα προώθησης (IF), ενώ το πόσο ρεύμα καταναλώνει ένα LED εξαρτάται από την τάση που εφαρμόζεται στο LED.

Ακόμα κι αν η φωτεινότητα των LED και το IF του μπροστινού ρεύματος σχετίζονται γραμμικά, ακόμη και μια ελαφρά αύξηση της τάσης προώθησης VF κατά μήκος του LED μπορεί να προκαλέσει ταχεία κλιμάκωση στην τρέχουσα εισαγωγή του LED.

Τα LED με διαφορετικές προδιαγραφές χρώματος έχουν διαφορετικές προδιαγραφές VF και IF λόγω των ειδικών συστατικών τους ημιαγωγών (Εικόνα 2). Είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι προδιαγραφές φύλλου δεδομένων κάθε LED, ειδικά κατά την εφαρμογή διαφορετικών έγχρωμων LED μέσα σε ένα μόνο κύκλωμα.

Σχήμα 2

Για παράδειγμα, κατά την ανάπτυξη με φωτισμός κόκκινου-πράσινου-μπλε (RGB) , μια κόκκινη λυχνία LED μπορεί να συνοδεύεται από ονομαστική τάση προς τα εμπρός περίπου 2 V, ενώ το ίδιο για μπλε και πράσινο LED μπορεί να είναι περίπου 3 έως 4 V.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι χρησιμοποιείτε αυτές τις λυχνίες LED από μία κοινή τροφοδοσία τάσης, ίσως χρειαστείτε έναν καλά υπολογισμένο αντίσταση περιορισμού ρεύματος για κάθε ένα από τα έγχρωμα LED, για να αποφευχθεί η φθορά των LED.

Θερμική απόδοση και απόδοση

Εκτός από την τάση τροφοδοσίας και τις τρέχουσες παραμέτρους, η θερμοκρασία και η απόδοση ισχύος απαιτούν επίσης προσεκτική ανάλυση. Παρόλο που, το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος που εφαρμόζεται σε ένα LED μετατρέπεται σε φως LED, μια μικρή ποσότητα ισχύος μετατρέπεται σε θερμότητα εντός της διασταύρωσης PN της συσκευής.

Η θερμοκρασία που δημιουργείται σε μια διασταύρωση LED θα μπορούσε να επηρεαστεί σοβαρά από μερικές εξωτερικές παραμέτρους όπως:

• από την ατμοσφαιρική θερμοκρασία (TA),
• από τη θερμική αντίσταση μεταξύ της σύνδεσης LED και του αέρα περιβάλλοντος (RθJA),
• και από την εξουδετέρωση ισχύος (PD).

Η ακόλουθη εξίσωση 1 αποκαλύπτει την προδιαγραφή απόσβεσης ισχύος PD ενός LED:

PD = VF × IF ------------ Εξ. # 1

Με τη βοήθεια των παραπάνω, μπορούμε να αντλήσουμε περαιτέρω την ακόλουθη εξίσωση που υπολογίζει τη θερμοκρασία διασταύρωσης (TJ) ενός LED:

TJ = TA + RθJA × PD ---------- Εξ. # 2

Είναι σημαντικό να προσδιοριστεί το TJ όχι μόνο υπό κανονικές συνθήκες εργασίας, αλλά και κάτω από μια απόλυτη μέγιστη θερμοκρασία TA του σχεδιασμού, όσον αφορά τις χειρότερες περιπτώσεις σεναρίων.

Καθώς η θερμοκρασία διασταύρωσης LED TJ αυξάνεται, η αποδοτικότητα εργασίας του επιδεινώνεται. Η μπροστινή τρέχουσα ένδειξη IF και η θερμοκρασία διακλάδωσης TJ πρέπει να παραμείνουν κάτω από τις απόλυτες μέγιστες βαθμολογίες τους, όπως ταξινομούνται από τα φύλλα δεδομένων, έτσι ώστε να προστατεύονται από την καταστροφή (Εικόνα 3)

Σχήμα # 3

Εκτός από τις λυχνίες LED, θα πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη την απόδοση ισχύος των αντιστάσεων και τα στοιχεία οδήγησης όπως BJTs και λειτουργικούς ενισχυτές (op ενισχυτές), ειδικά καθώς αυξάνεται η ποσότητα διακριτών εξαρτημάτων.

Η ανεπαρκής απόδοση ισχύος των σταδίων του οδηγού, η χρονική περίοδος LED και / ή η θερμοκρασία περιβάλλοντος, όλοι αυτοί οι παράγοντες μπορεί να οδηγήσουν σε αύξηση της θερμοκρασίας της συσκευής, επηρεάζοντας την τρέχουσα έξοδο του οδηγού BJT και μειώνοντας την πτώση VF των LED .

Καθώς η αύξηση της θερμοκρασίας μειώνει την πτώση τάσης προς τα εμπρός LED, ο τρέχων ρυθμός κατανάλωσης των LED αυξάνεται οδηγώντας σε αναλογικά αυξημένη απόσβεση ισχύος PD και θερμοκρασία, και αυτό προκαλεί περαιτέρω μείωση της πτώσης τάσης προς τα εμπρός LED VF.

Αυτός ο κύκλος συνεχούς αύξησης της θερμοκρασίας, που αναφέρεται επίσης ως «θερμικός διαφυγής», αναγκάζει τα LED να λειτουργούν πάνω από τη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας τους, προκαλώντας ταχεία υποβάθμιση και σε κάποιο σημείο αστοχία της συσκευής, λόγω αυξημένου επιπέδου κατανάλωσης IF .

Γραμμικοί οδηγοί LED

Η χρήση γραμμικών LEDs είτε μέσω τρανζίστορ είτε IC είναι πραγματικά πολύ βολική. Από όλες τις δυνατότητες, η πιο απλή προσέγγιση για τον έλεγχο ενός LED είναι συνήθως η σύνδεσή του ακριβώς απέναντι από την πηγή τάσης τροφοδοσίας (VS).

Η σωστή αντίσταση περιορισμού ρεύματος περιορίζει την τρέχουσα σχεδίαση της συσκευής και διορθώνει μια ακριβή πτώση τάσης για το LED. Η ακόλουθη εξίσωση 3 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της τιμής αντίστασης σειράς (RS):

RS = VS - VF / IF ---------- Εξ. # 3

Αναφερόμενος στο Σχήμα # 4 βλέπουμε ότι 3 LED χρησιμοποιούνται σε σειρά, ολόκληρη η πτώση τάσης VF στα 3 LED θα πρέπει να ληφθεί υπόψη από τον υπολογισμό VF (το μπροστινό ρεύμα LED του LED παραμένει σταθερό.)

Σχήμα # 4

Παρόλο που αυτή μπορεί να είναι η απλούστερη διαμόρφωση προγράμματος οδήγησης LED, μπορεί να είναι αρκετά μη πρακτική σε μια πραγματική εφαρμογή.

Τα τροφοδοτικά, ιδιαίτερα οι μπαταρίες αυτοκινήτων, είναι επιρρεπή σε διακυμάνσεις τάσης.

Μια μικρή αύξηση στην είσοδο τροφοδοσίας ενεργοποιεί το LED να αντλεί υψηλότερα ποσά ρεύματος και κατά συνέπεια καταστρέφεται.

Επιπλέον, η υπερβολική απορρόφηση ισχύος PD στην αντίσταση αυξάνει τη θερμοκρασία της συσκευής, η οποία μπορεί να προκαλέσει θερμική διαφυγή.

Προγράμματα οδήγησης διακριτού LED συνεχούς ρεύματος για εφαρμογή αυτοκινήτου

Όταν χρησιμοποιείται μια σταθερή τρέχουσα λειτουργία, διασφαλίζει μια βελτιωμένη ενεργειακά αποδοτική και αξιόπιστη διάταξη. Δεδομένου ότι η πιο διαδεδομένη τεχνική για τη λειτουργία ενός LED είναι μέσω ενεργοποίησης και απενεργοποίησης, ένα τρανζίστορ επιτρέπει μια καλά ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος.

Σχήμα # 5

Αναφερόμενοι στο παραπάνω Σχήμα 5, μπορεί να είναι δυνατή η επιλογή είτε BJT είτε MOSFET, με βάση τις προδιαγραφές τάσης και ρεύματος της διαμόρφωσης LED. Τα τρανζίστορ χειρίζονται εύκολα μεγαλύτερη ισχύ σε σύγκριση με μια αντίσταση, αλλά είναι ευαίσθητα σε τάσεις πάνω-κάτω και μεταβολές θερμοκρασίας. Για παράδειγμα, όταν η τάση γύρω από ένα BJT αυξάνεται, το ρεύμα του αυξάνεται επίσης αναλογικά.

Για να διασφαλιστεί η πρόσθετη σταθερότητα, είναι δυνατό να προσαρμόσετε αυτά τα κυκλώματα BJT ή MOSFET για παροχή σταθερού ρεύματος παρά τις ανισορροπίες στην τάση τροφοδοσίας.

Σχεδιασμός τρέχουσας πηγής LED

Τα σχήματα 6 έως 8 δείχνουν μια χούφτα απεικονίσεων κυκλώματος ρεύματος-πηγής.

Στο σχήμα 6, μια δίοδος Zener παράγει μια σταθερή τάση εξόδου στη βάση του τρανζίστορ.

Η αντίσταση περιορισμού ρεύματος RZ εξασφαλίζει ένα ελεγχόμενο ρεύμα που επιτρέπει στη δίοδο Zener να λειτουργεί σωστά.

Η έξοδος δίοδος Zener παράγει μια σταθερή τάση παρά τις διακυμάνσεις στην τάση τροφοδοσίας.

Η πτώση τάσης πάνω από την αντίσταση εκπομπού RE πρέπει να συμπληρώνει την πτώση τάσης της διόδου Zener, επομένως το τρανζίστορ ρυθμίζει το ρεύμα συλλέκτη που διασφαλίζει ότι το ρεύμα μέσω των LED παραμένει πάντα σταθερό.

Χρήση σχολίων Op Amp

Στο Σχήμα 7 παρακάτω, εμφανίζεται ένα κύκλωμα op amp με βρόχο ανάδρασης για την κατασκευή ενός ιδανικού κυκλώματος ελεγκτή LED αυτοκινήτου. Η σύνδεση ανατροφοδότησης εξασφαλίζει ότι η έξοδος προσαρμόζεται αυτόματα, έτσι ώστε το δυναμικό που αναπτύσσεται στην αρνητική του είσοδο να παραμείνει ίσο με τη θετική του είσοδο αναφοράς.

Μια δίοδος Zener στερεώνεται για τη δημιουργία τάσης αναφοράς στη μη αναστρέψιμη είσοδο του op amp. Σε περίπτωση που το ρεύμα LED υπερβαίνει μια προκαθορισμένη τιμή, αναπτύσσει μια αναλογική ποσότητα τάσης σε όλη την αντίσταση αίσθησης RS, η οποία προσπαθεί να ξεπεράσει την τιμή αναφοράς zener.

Επειδή αυτό προκαλεί την υπέρταση της τάσης στην είσοδο αρνητικής αντιστροφής του ενισχυτή op, η τιμή Zener θετικής αναφοράς, αναγκάζει την έξοδο op amp να απενεργοποιηθεί, η οποία με τη σειρά της μειώνει το ρεύμα LED και επίσης την τάση σε RS.

Αυτή η κατάσταση επαναφέρει ξανά την έξοδο op amp σε κατάσταση ON και ενεργοποιεί το LED, και αυτή η αυτορυθμιζόμενη ενέργεια του op amp συνεχίζεται απεριόριστα διασφαλίζοντας ότι το ρεύμα LED δεν υπερβαίνει ποτέ το υπολογιζόμενο μη ασφαλές επίπεδο.

Το παραπάνω σχήμα 8 απεικονίζει έναν ακόμη σχεδιασμό βασισμένο σε ανατροφοδότηση που ολοκληρώθηκε χρησιμοποιώντας δύο BJTs. Εδώ, το ρεύμα ρέει μέσω του R1, ενεργοποιώντας το τρανζίστορ Q1. Το ρεύμα συνεχίζει να ταξιδεύει μέσω R2, το οποίο καθορίζει τη σωστή ποσότητα ρεύματος μέσω των LED.

Σε περίπτωση που αυτό το ρεύμα LED μέσω του R2 προσπαθήσει να υπερβεί την προκαθορισμένη τιμή, η πτώση τάσης στο R2 αυξάνεται επίσης αναλογικά. Τη στιγμή που αυτή η πτώση τάσης ανεβαίνει μέχρι την τάση βάσης προς εκπομπό (Vbe) του τρανζίστορ Q2, το Q2 αρχίζει να ανάβει.

Με το ON ON το Q2 αρχίζει τώρα να τραβάει ρεύμα μέσω του R1, αναγκάζοντας το Q1 να αρχίσει να απενεργοποιείται και η κατάσταση συνεχίζει να ρυθμίζει αυτόματα το ρεύμα μέσω του LED διασφαλίζοντας ότι το ρεύμα LED δεν υπερβαίνει ποτέ το μη ασφαλές επίπεδο ..

Αυτό τρανζίστορ περιοριστής ρεύματος με βρόχο ανάδρασης εγγυάται συνεχή παροχή ρεύματος στα LED σύμφωνα με την υπολογιζόμενη τιμή του R2. Στο παραπάνω παράδειγμα εφαρμόζονται BJTs, αλλά παρ 'όλα αυτά είναι επίσης εφικτό να χρησιμοποιηθούν MOSFET σε αυτό το κύκλωμα, για υψηλότερες τρέχουσες εφαρμογές.

Προγράμματα οδήγησης σταθερού ρεύματος LED που χρησιμοποιούν ολοκληρωμένα κυκλώματα

Αυτά τα βασικά δομικά στοιχεία με βάση τα τρανζίστορ, θα μπορούσαν εύκολα να αναπαραχθούν για να λειτουργήσουν πολλές σειρές LED, όπως φαίνεται στο Σχήμα 9.

Έλεγχος μιας ομάδας Χορδές LED προκαλεί γρήγορα την αύξηση του αριθμού των στοιχείων, καταλαμβάνοντας υψηλότερο χώρο PCB και καταναλώνει περισσότερο αριθμό ακίδων γενικής χρήσης εισόδου / εξόδου (GPIO).

Επιπλέον, τέτοια σχέδια βασικά δεν έχουν έλεγχο ελέγχου φωτεινότητας και διαγνωστικών σφαλμάτων, τα οποία είναι βασικές ανάγκες για τις περισσότερες εφαρμογές LED ισχύος.

Για τη συμπερίληψη των προδιαγραφών όπως ο έλεγχος φωτεινότητας και η διάγνωση σφαλμάτων απαιτείται πρόσθετος αριθμός διακριτών εξαρτημάτων και πρόσθετες διαδικασίες ανάλυσης σχεδιασμού.

Σχέδια LED που περιλαμβάνουν υψηλότερος αριθμός LED , προκαλεί διακριτά σχέδια κυκλωμάτων να περιλαμβάνουν μεγαλύτερο αριθμό εξαρτημάτων, αυξάνοντας την πολυπλοκότητα του κυκλώματος.

Για τον εξορθολογισμό της διαδικασίας σχεδιασμού, θεωρείται πιο αποτελεσματική η εφαρμογή εξειδικευμένα IC που λειτουργούν ως προγράμματα οδήγησης LED . Πολλά από τα διακριτά εξαρτήματα, όπως υποδεικνύεται στο Σχήμα 9, θα μπορούσαν να γίνουν ευκολότερα με ένα πρόγραμμα οδήγησης LED βασισμένο σε IC, όπως φαίνεται στο Σχήμα 10.

Σχήμα # 10

Τα IC των οδηγών LED είναι ειδικά σχεδιασμένα για την αντιμετώπιση κρίσιμων προδιαγραφών τάσης, ρεύματος και θερμοκρασίας των LED, καθώς και για την ελαχιστοποίηση του αριθμού εξαρτημάτων και των διαστάσεων της πλακέτας.

Επιπλέον, τα IC οδηγών LED ενδέχεται να έχουν πρόσθετα χαρακτηριστικά για έλεγχο φωτεινότητας και διαγνωστικά, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας από υπερβολική θερμοκρασία. Τούτου λεχθέντος, μπορεί να είναι δυνατόν να επιτευχθούν τα παραπάνω προηγμένα χαρακτηριστικά χρησιμοποιώντας διακριτά σχέδια βασισμένα σε BJT, αλλά τα IC φαίνεται να είναι μια ευκολότερη εναλλακτική, συγκριτικά.

Προκλήσεις στις εφαρμογές LED αυτοκινήτου

Σε πολλές εφαρμογές LED αυτοκινήτου, ο έλεγχος φωτεινότητας καθίσταται απαραίτητη ανάγκη.

Δεδομένου ότι η προσαρμογή του μπροστινού ρεύματος IF μέσω του LED ρυθμίζει το επίπεδο φωτεινότητας αναλογικά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αναλογικά σχέδια για την επίτευξη των αποτελεσμάτων. Μια ψηφιακή μέθοδος ελέγχου φωτεινότητας LED είναι μέσω διαμόρφωσης PWM ή παλμού. Οι ακόλουθες λεπτομέρειες αναλύουν τις δύο έννοιες και δείχνουν πώς μπορούν να εφαρμοστούν σε εφαρμογές LED αυτοκινήτων

Διαφορά μεταξύ αναλογικού και PWM LED Brightness Control

Το Σχήμα 11 αξιολογεί την κύρια διαφορά μεταξύ αναλογικών και ψηφιακών μεθόδων ελέγχου της φωτεινότητας των LED.

Σχήμα # 11

Χρησιμοποιώντας αναλογικό έλεγχο φωτεινότητας LED, ο φωτισμός LED μεταβάλλεται μέσω του μεγέθους του ρέοντος ρεύματος, το μεγαλύτερο ρεύμα οδηγεί σε αυξημένη φωτεινότητα και αντίστροφα.

Όμως, η ποιότητα του αναλογικού φωτισμού ή του ελέγχου φωτεινότητας δεν είναι ικανοποιητική, ειδικά σε χαμηλότερα εύρη φωτεινότητας. Η αναλογική εξασθένιση συνήθως δεν είναι κατάλληλη για εφαρμογές LED που εξαρτώνται από το χρώμα, όπως φωτισμός RGB ή ενδείξεις κατάστασης, καθώς η διαφορετική IF τείνει να επηρεάσει την έξοδο χρώματος των LED, προκαλώντας κακή ανάλυση χρώματος από τα LED RGB.

Σε αντίθεση, Ρυθμιστές LED με βάση PWM μην μεταβάλλετε το LED προς τα εμπρός ρεύμα IF, αλλά ελέγχετε την ένταση μεταβάλλοντας το ρυθμό εναλλαγής ON / OFF των LED. Στη συνέχεια, το μέσο ρεύμα LED χρόνου ON αποφασίζει την αναλογική φωτεινότητα στο LED. Ονομάζεται επίσης κύκλος λειτουργίας (η αναλογία του πλάτους παλμού πάνω από το διάστημα παλμών του PWM). Μέσω PWM, ένας υψηλότερος κύκλος λειτουργίας οδηγεί σε υψηλότερο μέσο ρεύμα μέσω του LED προκαλώντας υψηλότερη φωτεινότητα και αντίστροφα.

Λόγω του γεγονότος ότι μπορείτε να τροποποιήσετε με ακρίβεια τον κύκλο λειτουργίας σε διάφορα εύρη φωτισμού, το PWM dimming συμβάλλει στην επίτευξη πολύ ευρύτερης αναλογίας φωτισμού σε σύγκριση με την αναλογική μείωση.

Αν και το PWM εγγυάται βελτιωμένη έξοδο ελέγχου φωτεινότητας, απαιτεί περισσότερη ανάλυση σχεδιασμού. Η συχνότητα PWM πρέπει να είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι μπορεί να αντιληφθεί το όραμά μας, διαφορετικά τα LED μπορεί να εμφανιστούν σαν να τρεμοπαίζουν. Επιπλέον, τα κυκλώματα dimmer PWM είναι γνωστά για τη δημιουργία ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI).

Παρεμβολή από οδηγούς LED

Ένα κύκλωμα οδήγησης LED αυτοκινήτου κατασκευασμένο με ανεπαρκή έλεγχο EMI μπορεί να επηρεάσει δυσμενώς άλλα γειτονικά ηλεκτρονικά λογισμικά, όπως η παραγωγή θορύβου με ραδιόφωνο ή παρόμοιο ευαίσθητο εξοπλισμό ήχου.

Τα IC των οδηγών LED μπορούν σίγουρα να σας προσφέρουν τόσο αναλογικές όσο και δυνατότητες εξασθένισης PWM μαζί με συμπληρωματικές λειτουργίες για την αντιμετώπιση του EMI, όπως προγραμματιζόμενος ρυθμός διακοπής λειτουργίας ή μετατόπιση φάσης καναλιού εξόδου ή καθυστέρηση ομάδας.

Διαγνωστικά LED και αναφορά σφαλμάτων

Τα διαγνωστικά LED που περιλαμβάνουν υπερθέρμανση, βραχυκύκλωμα ή ανοιχτό κύκλωμα είναι μια δημοφιλής προϋπόθεση σχεδιασμού, ειδικά όταν η εφαρμογή απαιτεί πολλαπλή λειτουργία LED. Ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο δυσλειτουργίας των οδηγήσεων, οι οδηγοί LED διαθέτουν ρυθμιζόμενο ρεύμα εξόδου με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα διακριτά τοπολογία οδηγών που βασίζονται σε τρανζίστορ.

Μαζί με αυτό, οι οδηγοί IC ενσωματώνουν επιπλέον προστασία υπερθέρμανσης για να εξασφαλίσουν υψηλότερο προσδόκιμο ζωής λειτουργίας των LED και του ίδιου του κυκλώματος οδηγού.

Τα προγράμματα οδήγησης LED που έχουν σχεδιαστεί για αυτοκίνητα πρέπει να είναι εξοπλισμένα για την ανίχνευση σφαλμάτων, για παράδειγμα ανοιχτό κύκλωμα ή βραχυκύκλωμα LED. Μερικές εφαρμογές μπορεί επίσης να απαιτούν μέτρα παρακολούθησης για την αντιμετώπιση ενός εντοπισμένου σφάλματος.

Για παράδειγμα, μια μονάδα οπίσθιου φωτισμού αυτοκινήτου περιλαμβάνει μια σειρά από σειρές LED για το φωτισμό των πίσω φώτων και των φώτων φρένων. Σε περίπτωση που εντοπιστεί σφάλμα σφάλματος LED σε μία από τις συμβολοσειρές LED, τότε το κύκλωμα πρέπει να είναι σε θέση να απενεργοποιήσει ολόκληρη τη σειρά LED, ώστε να διασφαλιστεί ότι μπορεί να αποφευχθεί περαιτέρω ζημιά στα υπόλοιπα LED.

Η ενέργεια προειδοποιεί επίσης τον χρήστη σχετικά με τη μη τυπική υποβαθμισμένη μονάδα LED που πρέπει να απεγκατασταθεί και να σταλεί για συντήρηση στον κατασκευαστή.

Ενότητες ελέγχου σώματος (BCM)

Για να μπορείτε να παρέχετε μια προειδοποίηση διάγνωσης στον χρήστη του αυτοκινήτου, έναν έξυπνο διακόπτη υψηλής πλευράς στο μονάδα ελέγχου αμαξώματος (BCM) καταγράφει ένα σφάλμα μέσω του στοιχείου οπίσθιου φωτισμού όπως φαίνεται στο παραπάνω Σχήμα 12.

Τούτου λεχθέντος, η αναγνώριση ενός σφάλματος LED μέσω του BCM θα μπορούσε να είναι περίπλοκη. Περιστασιακά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ίδιο σχεδιασμό πλακέτας BCM για να εντοπίσετε ένα τυπικό κύκλωμα πυρακτωμένου λαμπτήρα ή ένα σύστημα που βασίζεται σε LED, επειδή το ρεύμα LED τείνει να είναι σημαντικά μικρότερο σε σύγκριση με την κατανάλωση λαμπτήρα πυρακτώσεως, διαφοροποιώντας ένα λογικό φορτίο LED.

συμπέρασμα

Ένα ανοιχτό ή αποσυνδεδεμένο φορτίο μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί εάν τα διαγνωστικά τρέχοντος νόμου δεν έχουν σχεδιαστεί με ακρίβεια. Αντί να έχει μια μεμονωμένη ανοιχτή συμβολοσειρά LED, η απενεργοποίηση ολόκληρης της σειράς των συμβολοσειρών LED γίνεται πιο εύκολα ανιχνεύσιμη για το BCM για την αναφορά μιας κατάστασης ανοιχτού φορτίου. Μια συνθήκη που διασφαλίζει ότι εάν το One-LED-fail τότε All-LED-fail κριτήριο θα μπορούσε να εκτελεστεί για να κλείσει όλα τα LED όταν εντοπίζει ένα μόνο σφάλμα LED. Τα προγράμματα οδήγησης γραμμικών οδηγήσεων αυτοκινήτου περιλαμβάνουν τη δυνατότητα που επιτρέπει μια αντίδραση με ένα μόνο σφάλμα και μπορεί να εντοπίσει ένα κοινό δίαυλο σφάλματος σε πολλές διαμορφώσεις IC.