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LED光源已在眾多汽車應用中迅速普及。ROHM憑借高效的LED光源驅(qū)動技術，打造了用于尾燈、背光燈以及前照燈的LED驅(qū)動器等豐富的產(chǎn)品陣容。在此，將為您介紹用于背光燈的LED驅(qū)動器。
＜車載背光燈用LED驅(qū)動器的開發(fā)＞
近年來，在車載用顯示器領域，為滿足有害物質(zhì)限制要求，使用水銀的CCFL背光燈正在被LED背光燈迅速取代。另外，儀表盤、汽車導航、音響顯示、后座娛樂等各種車載用顯示器正朝多樣化、大型化方向發(fā)展。在這種趨勢下，對于增加LED燈數(shù)量以及高亮度、高調(diào)光率的要求日益高漲。ROHM為滿足LED燈數(shù)量增加的這種發(fā)展趨勢需求，將實現(xiàn)高耐壓的升降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器、可多燈驅(qū)動小功率LED且實現(xiàn)了高調(diào)光率的電流驅(qū)動器電路內(nèi)置于一枚芯片，擴充了LED驅(qū)動器產(chǎn)品陣容。
接下來介紹ROHM開發(fā)的背光燈用LED驅(qū)動器BD81A34EFV-M。
BD81A34EFV-M大致由DC/DC轉(zhuǎn)換器部、電流驅(qū)動器部、保護電路部三個功能塊組成（圖1）。
?。蹐D1］ BD81A34EFV-M的框圖
作為背光燈的驅(qū)動，首先是由DC/DC轉(zhuǎn)換器，生成一定的電壓。將DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出連接到面板的LED陽極側(cè)，由LED的陰極側(cè)向LED驅(qū)動器灌入恒定電流，使LED發(fā)光。為支持小功率的多燈LED驅(qū)動，LED的通道數(shù)（可連接的列數(shù)）設計為4。
通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關占空比，使輸出達到高于LED陽極引腳的電平，其中包含了鏈接于電流驅(qū)動器的LED段數(shù)部分，也就是由LED產(chǎn)生的VF，通過LED驅(qū)動器的誤差放大器進行反饋控制，使連接于IC的LED陰極引腳（LED1~4引腳）為1.0V。通過上述控制，電流驅(qū)動器部即可保持LED電流恒定。作為面板的亮度調(diào)整之用，輸出的電流具有PWM-dimming（PWM調(diào)光）功能。LED電流的占空比可與外部的PWM信號輸入同步變化。不僅如此，BD81A34EFV-M還搭載LED開路與短路故障保護、LED接地故障保護、DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出過流與過壓保護功能，完善的保護電路非常有助于提高面板的可靠性。
上面介紹了DC/DC轉(zhuǎn)換器電路、電流驅(qū)動器電路，接下來按順序介紹ROHM的車載LED驅(qū)動器的特點---防閃爍電路。
?。忌祲篋C/DC轉(zhuǎn)換器＞
面對車載特有的電池電壓波動和多樣化的LED燈數(shù)，以升壓方式和降壓方式很難進行LED的閃爍控制與平臺設計，要滿足市場所要求的高可靠性與縮短開發(fā)周期之間的平衡實屬不易。因此，為了不依賴電池電壓、可以始終穩(wěn)定供給DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓，ROHM采用了一種稱為“REGSPIC結構”的獨有升降壓方式。下面介紹REGSPIC結構與一般的升降壓方式所用的SEPIC結構相比所具有兩個優(yōu)點。
?、?減少外置部件
圖2表示SEPIC與REGSPIC的電路構成。由圖2可見，REGSPIC結構中，面積占有率最高的線圈較少，可實現(xiàn)小型化和低成本化。另外，減少了電感，還可提高由線圈損耗部分相應的效率。
［圖2］ SEPIC和REGSPIC的電路構成
?、?實現(xiàn)高可靠性
圖2的SEPIC結構中，C1對于輸出電壓像電荷泵一樣工作，因此，Q1需要達到DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓
?。╒OUT）＋電池電壓的耐壓水平。另一方面，REGSPIC結構中，由于耐壓達到DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓和電池電壓二者較高一方以上即可，因此，REGSPIC結構由低耐壓部件組成，更容易控制。
另外，Q2不僅用于升降壓控制，還可作為LED陽極和二極管等外置部件接地短路時切斷與電池間通路的開關使用，因此，發(fā)生異常時可保護外置部件，有助于實現(xiàn)更高可靠性。而SEPIC結構中，為切斷與電池間的通路，將Q3僅作為開關使用。
?。几哒{(diào)光率的電流驅(qū)動器＞
為滿足車載面板向高亮度化方向發(fā)展的趨勢需求，ROHM已完成了高調(diào)光率LED驅(qū)動器BD81A34EFV-M的技術開發(fā)。下面針對面板的高亮度化為何需要更高的調(diào)光率進行說明。面板亮度雖然可以更高，但所要求的最低亮度水平幾乎不變?？紤]到輸出在暗處等人眼不覺疲勞的低亮度的情況，如果最高亮度（調(diào)光率100%）低一些，即使低調(diào)光率也可輸出低亮度，但近年來，面板規(guī)格一般最高亮度都非常高，因此，低亮度輸出時需要具備高調(diào)光率。
BD81A34EFV-M為了實現(xiàn)高調(diào)光率，利用ROHM獨有的技術提高了電流驅(qū)動器輸出LED的響應性能。根據(jù)外部PWM輸入占空比對LED電流進行開關控制。此時，在PWM信號低電平時關斷電流驅(qū)動器電路，在高電平時導通電流驅(qū)動器電路，根據(jù)ON/OFF區(qū)間的時間比調(diào)整LED電流。輸入PWM與輸出電流完全同步并時序一致是理想的結果，只要能實現(xiàn)這一點，即可實現(xiàn)高亮度。而實際上，從輸入PWM信號到電流輸出會產(chǎn)生電路延遲，由于該延遲，使得無法生成該時間寬度以內(nèi)的脈沖。
電流驅(qū)動器電路中搭載了電流控制用放大器，但按以往的PWM調(diào)光方式，在電流驅(qū)動器電路OFF→ON時點，作為該內(nèi)部放大器的啟動時間會產(chǎn)生數(shù)μs 指令的電路延遲。隨著市場對調(diào)光率的要求越來越高，該電路延遲已無法忽視。因此，ROHM搭載的PWM調(diào)光電路，使放大器的啟動時間降到最低，從而實現(xiàn)了更高調(diào)光率。
具體如圖3所示，電流驅(qū)動放大器擁有LED電流輸出用的反饋電路和另一條反饋電路。
?。蹐D3］ 電流驅(qū)動放大器的反饋電路
這兩條反饋通路由各SW進行切換。在PWM＝High（LED為ON）區(qū)間，驅(qū)動LED電流輸出用的反饋電路（圖3反饋電路1），由LED引腳灌入LED電流。在PWM＝Low（LED為OFF）區(qū)間，驅(qū)動另一條反饋電路（圖3反饋電路2），由內(nèi)部恒定電壓VREG產(chǎn)生電流。通過進行這樣的控制，LED電流雖然是關斷的，但電流驅(qū)動放大器始終處于驅(qū)動狀態(tài)，PWM＝Low→High時可平穩(wěn)生成LED電流。由于反饋通路2的電流I2已設定為數(shù)μA，因此，本電路結構的功耗增加量已達到可以忽視的水平。
圖4為LED電流在有無與輸出不同的反饋通路時對PWM信號的跟隨性如何變化的比較數(shù)據(jù)。
?。蹐D4］ 有無與輸出不同的反饋電路的LED電流跟隨性比較
在沒有另外的反饋通路時，從PWM＝OFF→ON時點開始，到生成LED電流會產(chǎn)生約10μs的延遲時間。與此相比，在有另外的反饋通路時，幾乎沒有延遲時間，可跟隨到最小達1μs的PWM脈沖寬度。假設PWM頻率為100Hz，那么如果是1μs的脈沖寬度，則可實現(xiàn)10000：1的調(diào)光率。綜上所述，BD81A34EFV-M實現(xiàn)了高調(diào)光率，非常有助于面板的高亮度化。
?。挤乐筁ED閃爍的DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓放電電路＞
將DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出作為LED陽極控制LED時的問題在于，從DC/DC轉(zhuǎn)換器的OFF狀態(tài)再啟動時會出現(xiàn)LED閃爍現(xiàn)象。
當因向LED驅(qū)動器輸入啟動OFF信號以及異常檢測時的保護動作等而關斷DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關輸出時，輸出電容里會有殘存電荷。殘存電荷通過DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓反饋用的電阻分壓電路（圖5 ROVP1、ROVP2）進行放電。但是，放電時間達數(shù)秒之長，因此，必須考慮到在這種電荷殘留狀態(tài)下再啟動的情況。在這種情況下，殘留電荷通過LED元件進行放電，之后進行正常的啟動控制。這種瞬間放電表現(xiàn)為LED的閃爍。
?。蹐D5］ 防LED閃變電路
傳統(tǒng)上，為防止這種閃爍，一般選擇以下兩種方法之一。第一種方法是如圖5-1所示，給DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出追加外置開關元件，在電路OFF時強制放電。這種方法可以避免再啟動時的閃爍，但需要增加開關元件和限流電阻等，部件數(shù)量會增多。
第二種方法是如圖5-2所示，降低過壓保護用電阻值。降低電阻分壓電路的電阻值，促進殘留電荷的放電。這種方法的問題是正常工作時的功耗會增加。
因此，BD81A34EFV-M如圖5-3所示，在IC中內(nèi)置了防閃爍用輸出放電電路。該電路使輸出電荷的放電僅需數(shù)ms指令即可完成。而且，還不會增加外置部件數(shù)量和功耗。例如，在BD81A34EFV-M的外置部件推薦值Cout＝20uF、ROVP1＝360kΩ、ROVP2＝30kΩ的條件下，設DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓（Vout）為30V時，
無輸出放電電路：放電時間=約7.8s
有輸出放電電路：放電時間=約1.5ms
可大幅縮短放電時間，并可防止因此導致的LED閃爍。
?。嘉磥碚雇?/strong>
未來，高性能化會進一步發(fā)展，對此，ROHM會繼續(xù)推進內(nèi)置通信功能、多通道LED驅(qū)動器的開發(fā)。通過內(nèi)置通信功能，不同的型號可通過通信設定不同的LED電流、電壓、保護功能等，每種型號無需創(chuàng)建驅(qū)動電路，可推進平臺化發(fā)展。不僅如此，通過搭載Diagnostic（診斷）功能，實時監(jiān)測LED電流及異常狀態(tài)等并反饋到微控制器側(cè)成為可能，可實施適合不同情況的控制，提升設備的安全性能。另外，通過多通道化，使驅(qū)動各種燈類（DRL、轉(zhuǎn)向燈、位置燈等） 的驅(qū)動電路可集成于1枚IC，從而可靈活應對所需的通道數(shù)。ROHM將會繼續(xù)開發(fā)滿足客戶需求的高性能IC，不斷開發(fā)有助于汽車節(jié)能與高性能的IC。
【關于羅姆（ROHM）】
羅姆（ROHM）是全球著名半導體廠商之一，創(chuàng)立于1958年，是總部位于日本京都市的跨國集團公司?！捌焚|(zhì)第一”是羅姆的一貫方針。我們始終將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位。無論遇到多大的困難，都將為國內(nèi)外用戶源源不斷地提供大量優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并為文化的進步與提高作出貢獻。
歷經(jīng)半個多世紀的發(fā)展，羅姆的生產(chǎn)、銷售、研發(fā)網(wǎng)絡遍及世界各地。產(chǎn)品涉及多個領域，其中包括IC、分立元器件、光學元器件、無源元件、模塊、半導體應用產(chǎn)品以及醫(yī)療器具。在世界電子行業(yè)中，羅姆的眾多高品質(zhì)產(chǎn)品得到了市場的許可和贊許，成為系統(tǒng)IC和最新半導體技術方面首屈一指的主導企業(yè)。
羅姆十分重視中國市場，已陸續(xù)在全國設立多家代表機構，在大連和天津先后開設工廠，并在上海和深圳都設有設計中心和品質(zhì)保證中心，提供技術和品質(zhì)支持。
【關于羅姆（ROHM）在中國的業(yè)務發(fā)展】
作為在中國市場的銷售網(wǎng)點，最早于1974年成立了羅姆半導體香港有限公司。隨后，在1999年成立了羅姆半導體（上海）有限公司，2003年成立了羅姆半導體貿(mào)易（大連）有限公司，2006年成立了羅姆半導體（深圳）有限公司。為了迅速且準確應對不斷擴大的中國市場的要求，羅姆在中國構建了與羅姆日本同樣的集開發(fā)、銷售、制造于一體的一條龍體制。作為羅姆的特色，積極開展“密切貼近客戶”的銷售活動，力求向客戶提供周到的服務。繼2010年下半年至今增設西安、成都、重慶、武漢、長春等５家內(nèi)陸地區(qū)的分公司以來，目前在全國共設有22處銷售網(wǎng)點，其中包括香港、上海、大連、深圳這4家銷售公司以及其18家分公司（分公司：北京、天津、青島、長春、南京、無錫、蘇州、杭州、寧波、西安、武漢、東莞、廣州、惠州、廈門、珠海、成都、重慶）。并且，正在逐步擴大分銷網(wǎng)絡。
作為技術基地，在上海和深圳設有設計中心和QA中心，提供技術和品質(zhì)支持。設計中心配備精通各類市場的開發(fā)和設計支持人員， 可以從軟件到硬件以綜合解決方案的形式，針對客戶需求進行技術提案。并且，當產(chǎn)品發(fā)生不良情況時，QA中心會在24小時以內(nèi)對申訴做出答復。
作為生產(chǎn)基地，1993年在天津（羅姆半導體（中國）有限公司）和大連（羅姆電子大連有限公司）分別建立了生產(chǎn)工廠。在天津進行二極管、LED、激光二極管、LED顯示器、光傳感器的生產(chǎn)、在大連進行電源模塊、熱敏打印頭、接觸式圖像傳感頭、圖片鏈接模塊、LED照明模塊、光傳感器、LED顯示器的生產(chǎn)，作為羅姆的主力生產(chǎn)基地，源源不斷地向中國國內(nèi)外提供高品質(zhì)產(chǎn)品。
此外，作為社會貢獻活動中的一環(huán)，羅姆還致力于與國內(nèi)外眾多研究機關和企業(yè)加強合作，積極推進產(chǎn)學研聯(lián)合的研發(fā)活動。2006年與清華大學簽訂了產(chǎn)學聯(lián)合框架協(xié)議，積極地展開關于電子元器件最尖端技術開發(fā)的產(chǎn)學聯(lián)合。2008年，在清華大學內(nèi)捐資建設“清華羅姆電子工程館”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清華大學設立了“清華-羅姆聯(lián)合研究中心”，從事“微能量裝置、硅發(fā)光體、生物傳感器、中國數(shù)字廣播（解調(diào)器）”等聯(lián)合研究項目。除清華大學之外，羅姆還與西安交通大學、電子科技大學、浙江大學和同濟大學等高校進行產(chǎn)學合作，不斷結出豐碩成果。
羅姆將以長年不斷積累起來的技術力量和高品質(zhì)以及可靠性為基礎，通過集開發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的扎實的技術支持、客戶服務體制，與客戶構筑堅實的合作關系，作為扎根中國的企業(yè)，為提高客戶產(chǎn)品實力、客戶業(yè)務發(fā)展以及中國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出積極貢獻。
工商網(wǎng)監(jiān)
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