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由于 LED 燈壽命長并且高密度安裝的特點，目前在車燈領(lǐng)域發(fā)展非常迅速。很多用戶通過在模塊電路板上安裝大量電子元器件、車載 LED 燈實現(xiàn)多樣化設(shè)計以及更高的性能。另外，除了高性能化和設(shè)計靈活性外，用戶越來越重視可維護性，插座型 LED 燈的優(yōu)勢就凸顯出來了。
羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司技術(shù)中心葛家明經(jīng)理
目前，插座型 LED 燈面臨的兩大課題，第一，由于插座型 LED 燈可維護性優(yōu)異，但是很難實現(xiàn)插座的小型化，因此設(shè)計靈活性受到限制；第二，由于插座的電路板面積小，無法裝下足夠多的元器件，因此電池欠壓時 LED 燈會熄滅，這對行車安全造成一定隱患。
為了解決這兩大難題，羅姆推出了超小型高輸出的線性 LED 驅(qū)動器 BD18336NUF-M。據(jù)羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司技術(shù)中心葛家明介紹，“BD18336NUF-M 是一顆單通道的線性 LED 驅(qū)動器，輸入電壓在 5.5V-20V 之間，基本上涵蓋了車載電池的工作電壓范圍，耐壓 42V，最大的輸出電流在直流模式下是 400mA，在 Duty 50%的情況下可以達到 600mA，工作溫度是車規(guī)級的 -40℃～150℃。BD18336NUF-M 的最大亮點是，當(dāng)車載電池欠壓時，通過這枚芯片可以使 LED 燈的模組始終保持 30%以上的亮度；和以往的產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品總的 PCB 安裝面積減少了約 30%，有助于日行燈、位置燈等最新型插座型 LED 燈的小型化設(shè)計?！?/p>
確保LED燈模組始終保持30%以上亮度
如上圖所示，該方案通過單芯片就能實現(xiàn)車載電池欠壓時的安全亮燈，通過左側(cè)電路可以看出，用戶通過外圍的三枚電阻可以監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電池電壓處于 13V 等正常工作狀態(tài)下時，BD18336NUF-M 可以正常的輸出電流，保證 3 顆 LED 燈點亮；當(dāng)車載電池電壓下降到 9V 以下，處于欠壓狀態(tài)時，內(nèi)部搭載欠壓時的電流旁路功能，切換為 2 顆燈用的電路路徑。而且從正常狀態(tài)到欠壓狀態(tài)是平滑切換，不會出現(xiàn)燈閃現(xiàn)象。在 9V-6V 欠壓工作區(qū)間內(nèi)，可以保證 2 顆 LED 燈點亮，最終保證插座型 LED 燈模組 30%以上亮度的安全要求。
葛家明表示，“由于這是一顆線性 LED 驅(qū)動，效率計算比較簡單，輸入電壓落在芯片上的壓降，以及 LED 燈上壓降的差值，乘上客戶設(shè)計的 LED 電流大小就是功耗，所以低壓時的效率不用擔(dān)心，但是在高壓時效率相對會差一些。”
增加電流旁路功能，安裝面積縮小30%
如上圖所示，紅色曲線是車載電池電壓下降時的電流曲線。當(dāng)電池電壓從正常情況向欠壓狀態(tài)下降時，BD18336NUF-M 內(nèi)置的電流旁路電路開始啟動，而且可以通過外圍電阻配置其工作范圍，當(dāng)紅色電路曲線線性上升時，意味著外圍被旁路的 LED3 會逐漸熄滅，整個過程呈線性控制，對 LED 燈的壽命不會有影響，最終當(dāng)電池電壓下降到 6V 時，仍然可以保證兩顆 LED 燈亮著。
關(guān)于 PCB 板的安裝面積，以往如果用戶要想實現(xiàn)欠壓情況下的電流旁路功能，除了常規(guī)搭載的線性 LED 驅(qū)動器以外，客戶還需要額外在 PCB 板上配置二極管、三極管、電阻器、比較器等大概 21 個分立元器件，PCB 板總的安裝面積約 83 平方毫米。采用 BD18336NUF-M 以后，元器件減少到 7 個，總安裝面積控制在 60 平方毫米之內(nèi)，節(jié)省安裝面積約 30%，用戶很容易將其安裝在 10mm×10mm 插座型 PCB 板上。
在 LED 燈色方面，除了考慮傳統(tǒng)的黃光和紅光以外，BD18336NUF-M 也對白光的應(yīng)用做了充分考慮，使其適合應(yīng)用于包含高亮度白光 LED 在內(nèi)的所有的 LED 燈色。一般情況下，白光 LED 的功率較大，為了應(yīng)對其工作時溫度升高，芯片內(nèi)部搭載了過溫降額功能，客戶在外圍配置一顆熱敏電阻器就可以使輸出電流降額，比如：100k 歐姆的熱敏電阻器可以在 110℃左右開始降額，47k 歐姆的熱敏電阻可以在 85℃開始電流降額，可以極大地擴展產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，從使用紅光和黃光的尾燈、位置燈，擴展到使用白光 LED 燈日行燈、霧燈。
總結(jié)
車載 LED 燈應(yīng)用分為車身照明和室內(nèi)照明。車身照明包括了前照燈、日行燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈，室內(nèi)照明是指在汽車音響、導(dǎo)航、空調(diào)面板、RGB 氛圍燈以及儀表盤警告燈上的應(yīng)用，羅姆在車身照明和室內(nèi)照明兩大領(lǐng)域都有布局。羅姆的產(chǎn)品涉及手機、電視等消費類電子領(lǐng)域，以及當(dāng)前熱門的車載領(lǐng)域，其中 LED 驅(qū)動器 IC 是面向全球供貨的，年出貨量大概在 2 億片左右，其中車載領(lǐng)域可以達到 1.4 億片，消費類電子市場達 0.6 億片。在汽車安全方面，羅姆于 2018 年 3 月 21 日通過了 TUV Rheinlan 的認證，取得了 ISO 26262 的流程認證。
以前的 LED 驅(qū)動器可以實現(xiàn)更復(fù)雜的功能，但是可維護性有欠缺，插座型 LED 燈的制造難度與傳統(tǒng) PCB 板差不多，羅姆最大的創(chuàng)新技術(shù)就是在一個車載電池電壓欠壓的狀態(tài)下，通過內(nèi)部電流旁路功能實現(xiàn) 30%以上的亮度安全保證。
在采訪最后，葛家明對與非網(wǎng)記者表示，“我們以往的 LED 驅(qū)動器產(chǎn)品，在市場上已經(jīng)被客戶大規(guī)模采用，包括日本本土幾大主流車廠，以及國內(nèi)幾大主流車廠都有合作，羅姆公司的方針是繼續(xù)深耕車載市場?！?/p>
