วงจรขับ LED ยานยนต์ - การวิเคราะห์การออกแบบ

ในรถยนต์หรือรถยนต์ไฟ LED เป็นตัวเลือกที่ต้องการของแสง ไม่ว่าจะเป็นไฟท้ายด้านหลังหรือไฟแสดงสถานะบอกเล่าเรื่องราวในคลัสเตอร์ตามที่ระบุไว้ในรูปที่ 1 ด้านล่างทั้งหมดนี้รวม LED ไว้ในปัจจุบัน ขนาดที่กะทัดรัดช่วยให้ออกแบบได้อย่างคล่องตัวและช่วยให้ผู้ที่คาดหวังมีความทนทานเท่ากับอายุการใช้งานของรถ

รูปที่ 1

ในทางกลับกันแม้ว่า LED จะเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีความเสี่ยงที่จะเสื่อมสภาพจากพารามิเตอร์ของแรงดันไฟฟ้ากระแสและอุณหภูมิที่ไม่ได้ควบคุมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบนิเวศของยานยนต์ที่รุนแรง

เพื่อให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความคงทนของแสง LED ได้ การออกแบบวงจรขับ LED ต้องการการวิเคราะห์อย่างรอบคอบ

วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เป็นไดรเวอร์ LED โดยพื้นฐานแล้วจะใช้ทรานซิสเตอร์ โทโพโลยีวงจรมาตรฐานหนึ่งที่ใช้บ่อยในไดรเวอร์ LED นั้นเป็นโทโพโลยีเชิงเส้นซึ่งทรานซิสเตอร์ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานภายในพื้นที่เชิงเส้น

โทโพโลยีนี้ทำให้เรามีตัวเลือกในการสร้าง วงจรขับผ่านทรานซิสเตอร์เท่านั้น หรือใช้ IC เฉพาะที่มีทรานซิสเตอร์ในตัวและคุณสมบัติการเพิ่มประสิทธิภาพ LED เพิ่มเติม

ในการใช้งานแบบไม่ต่อเนื่องทรานซิสเตอร์แบบขั้วต่อสองขั้ว (BJT) ซึ่งเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ที่เข้าถึงได้ง่ายมักจะเป็นที่ชื่นชอบ

แม้ว่า BJT จะง่ายต่อการกำหนดค่าจากมุมมองของวงจร แต่ก็สามารถพบภาวะแทรกซ้อนที่สำคัญได้ในขณะที่สร้างโซลูชันไดรเวอร์ LED ทั้งหมดที่ตอบสนองความแม่นยำในการควบคุมปัจจุบันขนาด PCB การจัดการความร้อนและการวินิจฉัยข้อผิดพลาดซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญบางประการตลอดมา แรงดันไฟฟ้าและช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานได้ทั้งหมด

นอกจากนี้ยังเป็นไฟล์ ปริมาณ LED เพิ่มขึ้น การออกแบบวงจรโดยใช้ขั้นตอน BJT แบบไม่ต่อเนื่องมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่ไม่ต่อเนื่องการใช้ ทางเลือกที่ใช้ IC ดูเหมือนจะสะดวกกว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบวงจร แต่ยังรวมถึงขั้นตอนการออกแบบและการประเมินผล

นอกจากนั้นวิธีการรักษาทั่วไปอาจมีราคาถูกกว่าด้วยซ้ำ

พารามิเตอร์สำหรับการออกแบบไดรเวอร์ LED สำหรับยานยนต์

ดังนั้นเมื่อออกแบบวงจรไดรเวอร์ LED สำหรับไฟล์ ไฟรถยนต์ การใช้งานจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพิจารณาจุดโฟกัส LED ประเมินทางเลือกในการออกแบบวงจรและปัจจัยในความต้องการของระบบ

จริงๆแล้ว LED เป็นไดโอดทางแยกชนิด P ชนิด N (PN) ซึ่งอนุญาตให้กระแสเคลื่อนผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น กระแสจะเริ่มไหลทันทีที่แรงดันไฟฟ้าทั่ว LED ถึงแรงดันไปข้างหน้าขั้นต่ำ (VF)

ระดับการส่องสว่างหรือความสว่างของ LED จะถูกกำหนดโดยกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้า (IF) ในขณะที่ LED ใช้กระแสไฟฟ้าเท่าใดขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับ LED

แม้ว่าความสว่างของ LED และ IF ของกระแสไฟไปข้างหน้าจะมีความสัมพันธ์กันในเชิงเส้น แต่การเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า VF บน LED ก็สามารถกระตุ้นให้กระแสไฟ LED เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วได้

LED ที่มีข้อกำหนดสีต่างกันมีข้อกำหนด VF และ IF ที่แตกต่างกันเนื่องจากส่วนผสมของเซมิคอนดักเตอร์เฉพาะ (รูปที่ 2) จำเป็นต้องพิจารณาข้อกำหนดแผ่นข้อมูลของ LED แต่ละรายการโดยเฉพาะในขณะที่ใช้ LED สีต่างๆภายในวงจรเดียว

รูปที่ # 2

ตัวอย่างเช่นเมื่อพัฒนาด้วย แสงสีแดง - เขียว - น้ำเงิน (RGB) LED สีแดงอาจมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าประมาณ 2 V ในขณะที่ LED สีน้ำเงินและสีเขียวอาจอยู่ที่ประมาณ 3 ถึง 4 V

เมื่อพิจารณาว่าคุณกำลังใช้งาน LED เหล่านี้จากแหล่งจ่ายไฟทั่วไปคุณอาจต้องมีการคำนวณอย่างดี ตัวต้านทาน จำกัด กระแส สำหรับ LED แต่ละสีเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของ LED

ประสิทธิภาพความร้อนและพลังงาน

นอกเหนือจากพารามิเตอร์แรงดันและกระแสไฟฟ้าแล้วอุณหภูมิและประสิทธิภาพการใช้พลังงานยังต้องการการวิเคราะห์อย่างรอบคอบ แม้ว่ากระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้กับ LED จะถูกแปลงเป็นไฟ LED แต่พลังงานจำนวนเล็กน้อยจะกลายเป็นความร้อนภายในจุดเชื่อมต่อ PN ของอุปกรณ์

อุณหภูมิที่สร้างขึ้นในทางแยก LED อาจได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากพารามิเตอร์ภายนอกบางอย่างเช่น:

• โดยอุณหภูมิบรรยากาศ (TA)
• โดยความต้านทานความร้อนระหว่างทางแยก LED และอากาศแวดล้อม (RθJA)
• และโดยการกระจายพลังงาน (PD)

สมการที่ 1 ต่อไปนี้จะแสดงข้อมูลจำเพาะการกระจายกำลังไฟ PD ของ LED:

PD = VF × IF ------------ Eq # 1

ด้วยความช่วยเหลือจากข้างต้นเราสามารถหาสมการต่อไปนี้ที่คำนวณอุณหภูมิทางแยก (TJ) ของ LED:

TJ = TA + RθJA× PD ---------- Eq # 2

จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องกำหนด TJ ไม่เพียง แต่ภายใต้สภาวะการทำงานปกติเท่านั้น แต่ยังต้องอยู่ภายใต้อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด TA ของการออกแบบด้วยโดยคำนึงถึงข้อกังวลในกรณีสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด

เมื่ออุณหภูมิทางแยกของ LED TJ เพิ่มขึ้นประสิทธิภาพในการทำงานจะลดลง TJ ของ LED ที่ส่งต่อปัจจุบันและอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อจะต้องต่ำกว่าการให้คะแนนสูงสุดสัมบูรณ์ตามที่จำแนกตามเอกสารข้อมูลเพื่อป้องกันการทำลาย (รูปที่ 3)

รูปที่ # 3

นอกจากไฟ LED แล้วคุณควรคำนึงถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของตัวต้านทานและองค์ประกอบการขับเคลื่อนเช่น BJT และแอมพลิฟายเออร์ในการทำงาน (ออปแอมป์) โดยเฉพาะเมื่อปริมาณของส่วนประกอบแยกเพิ่มขึ้น

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ไม่เพียงพอของขั้นตอนไดรเวอร์ระยะเวลาตรงเวลาของ LED และ / หรืออุณหภูมิโดยรอบปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดอาจทำให้อุณหภูมิของอุปกรณ์สูงขึ้นส่งผลต่อเอาต์พุตปัจจุบันของไดรเวอร์ BJT และลดการลดลงของ VF ของ LED .

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะช่วยลดแรงดันไฟตกไปข้างหน้าของ LED อัตราการสิ้นเปลืองกระแสไฟของ LED จะเพิ่มขึ้นนำไปสู่การกระจายพลังงาน PD และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนและส่งผลให้ VF ลดแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ลดลงอีก

วัฏจักรของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องนี้เรียกอีกอย่างว่า 'การระบายความร้อน' บังคับให้ไฟ LED ทำงานสูงกว่าอุณหภูมิในการทำงานที่เหมาะสมทำให้เกิดการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและในบางจุดอุปกรณ์ก็ล้มเหลวเนื่องจากระดับการใช้ IF ที่เพิ่มขึ้น .

ไดรเวอร์ Linear LED

LED ที่ใช้งานเป็นเส้นตรงผ่านทรานซิสเตอร์หรือ IC นั้นค่อนข้างสะดวก จากความเป็นไปได้ทั้งหมดวิธีที่ง่ายที่สุดในการควบคุม LED คือการเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (VS)

การมีตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟฟ้าที่ถูกต้องจะ จำกัด การดึงกระแสของอุปกรณ์และแก้ไขแรงดันไฟฟ้าตกที่ถูกต้องสำหรับ LED สามารถใช้สมการ 3 ต่อไปนี้เพื่อคำนวณค่าตัวต้านทานอนุกรม (RS):

RS = VS - VF / IF ---------- Eq # 3

จากรูปที่ 4 เราจะเห็นว่ามีการใช้ LED 3 ดวงเป็นอนุกรมควรพิจารณา VF แรงดันตกทั้งหมดของไฟ LED ทั้ง 3 ดวงโดยการคำนวณ VF (IF ของกระแสไฟ LED ไปข้างหน้าคงที่)

รูปที่ # 4

แม้ว่านี่จะเป็นการกำหนดค่าไดรเวอร์ LED ที่ง่ายที่สุด แต่การใช้งานจริงอาจไม่เป็นประโยชน์

แหล่งจ่ายไฟโดยเฉพาะแบตเตอรี่รถยนต์มีความอ่อนไหวต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

อินพุตแหล่งจ่ายเพิ่มขึ้นเล็กน้อยทำให้ LED ดึงกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่สูงขึ้นและส่งผลให้ถูกทำลาย

นอกจากนี้ PD การกระจายพลังงานที่มากเกินไปในตัวต้านทานจะเพิ่มอุณหภูมิของอุปกรณ์ซึ่งอาจทำให้เกิดการระบายความร้อน

ไดรเวอร์ LED คงที่แบบไม่ต่อเนื่องสำหรับการใช้งานยานยนต์

เมื่อใช้คุณสมบัติคงที่ในปัจจุบันจะช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการจัดวางที่ประหยัดพลังงานและเชื่อถือได้ เนื่องจากเทคนิคที่แพร่หลายที่สุดในการใช้งาน LED คือการเปิดและปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์จึงทำให้สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าที่มีการควบคุมได้ดี

รูปที่ # 5

ตามรูปที่ 5 ด้านบนอาจเป็นไปได้ที่จะเลือกใช้ BJT หรือ MOSFET ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของการกำหนดค่า LED ทรานซิสเตอร์สามารถจัดการพลังงานที่ใหญ่กว่าได้อย่างง่ายดายเมื่อเทียบกับตัวต้านทาน แต่ยังไวต่อการขึ้นลงของแรงดันไฟฟ้าและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นเมื่อแรงดันไฟฟ้ารอบ ๆ BJT สูงขึ้นกระแสของมันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนด้วย

เพื่อรับประกันความเสถียรเพิ่มเติมคุณสามารถปรับแต่งวงจร BJT หรือ MOSFET เหล่านี้ให้ส่งกระแสคงที่แม้จะมีความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า

การออกแบบแหล่งจ่ายไฟ LED

รูปที่ 6 ถึง 8 แสดงภาพประกอบวงจรแหล่งกำเนิดกระแสจำนวนหนึ่ง

ในรูปที่ 6 ไดโอดซีเนอร์จะสร้างแรงดันไฟฟ้าขาออกที่เสถียรที่ฐานของทรานซิสเตอร์

ตัวต้านทานแบบ จำกัด กระแส RZ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระแสที่ควบคุมเพื่อให้ซีเนอร์ไดโอดทำงานได้อย่างถูกต้อง

เอาต์พุตซีเนอร์ไดโอดสร้างแรงดันไฟฟ้าคงที่แม้จะมีความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าตกเหนือตัวต้านทานอีซีแอล RE ควรเสริมแรงดันตกของซีเนอร์ไดโอดดังนั้นทรานซิสเตอร์จะปรับกระแสของตัวเก็บรวบรวมซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่ากระแสผ่าน LED จะคงที่เสมอ

ใช้คำติชมของ Op Amp

ในรูปที่ 7 ด้านล่างจะแสดงวงจรแอมป์ op ที่มีลูปป้อนกลับเพื่อสร้างวงจรควบคุม LED สำหรับรถยนต์ในอุดมคติ การเชื่อมต่อแบบป้อนกลับช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตจะได้รับการปรับโดยอัตโนมัติเพื่อให้ศักยภาพที่พัฒนาที่อินพุตเชิงลบยังคงเท่ากับอินพุตอ้างอิงบวก

ซีเนอร์ไดโอดถูกยึดเพื่อสร้างแรงดันอ้างอิงที่อินพุตแบบไม่กลับด้านของออปแอมป์ ในกรณีที่กระแสไฟ LED เกินค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะพัฒนาแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของตัวต้านทาน RS ซึ่งจะพยายามเกินค่าอ้างอิงซีเนอร์

เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตกลับด้านลบของออปแอมป์เกินค่าซีเนอร์อ้างอิงที่เป็นบวกบังคับให้เอาต์พุตแอมป์ op ปิดซึ่งจะลดกระแส LED และแรงดันไฟฟ้าข้าม RS

สถานการณ์นี้จะเปลี่ยนเอาต์พุต op amp อีกครั้งเพื่อเปิดสถานะและเปิดใช้งาน LED และการดำเนินการปรับเองของ op amp ยังคงดำเนินต่อไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุดเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟ LED จะไม่เกินระดับที่ไม่ปลอดภัยที่คำนวณได้

รูปที่ 8 ด้านบนแสดงให้เห็นถึงการออกแบบตามข้อเสนอแนะอีกหนึ่งแบบที่ทำได้โดยใช้ BJT สองสามตัว ที่นี่กระแสจะไหลโดยใช้ R1 โดยเปิดทรานซิสเตอร์ Q1 กระแสไฟฟ้ายังคงเดินทางผ่าน R2 ซึ่งจะแก้ไขปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ถูกต้องผ่านไฟ LED

ในกรณีที่กระแส LED ผ่าน R2 พยายามเกินค่าที่กำหนดไว้แรงดันตกคร่อม R2 จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ในขณะที่แรงดันตกนี้เพิ่มขึ้นจนถึงแรงดันไฟฟ้าฐานต่ออีซีแอล (Vbe) ของทรานซิสเตอร์ Q2 Q2 จะเริ่มเปิด

การเปิด Q2 ตอนนี้เริ่มวาดกระแสผ่าน R1 บังคับให้ Q1 เริ่มปิดและเงื่อนไขจะปรับกระแสไฟ LED ด้วยตัวเองเพื่อให้แน่ใจว่ากระแส LED จะไม่เกินระดับที่ไม่ปลอดภัย ..

นี้ ตัว จำกัด กระแสทรานซิสเตอร์ ด้วยลูปป้อนกลับรับประกันการจ่ายกระแสคงที่ไปยัง LED ตามค่าที่คำนวณได้ของ R2 ในตัวอย่างข้างต้นมีการนำ BJT มาใช้ แต่อย่างไรก็ตามก็เป็นไปได้ที่จะใช้ MOSFET ในวงจรนี้สำหรับการใช้งานในปัจจุบันที่สูงขึ้น

ไดรเวอร์ LED คงที่ในปัจจุบันโดยใช้วงจรรวม

โครงสร้างพื้นฐานที่ใช้ทรานซิสเตอร์ที่จำเป็นเหล่านี้สามารถจำลองแบบได้อย่างง่ายดายเพื่อใช้งาน LED หลายสายดังแสดงในรูปที่ 9

การควบคุมกลุ่มของ สาย LED ทำให้จำนวนส่วนประกอบเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วใช้พื้นที่ PCB สูงขึ้นและใช้พินอินพุต / เอาท์พุตทั่วไป (GPIO) จำนวนมากขึ้น

ยิ่งไปกว่านั้นการออกแบบดังกล่าวโดยทั่วไปไม่มีการควบคุมความสว่างและการพิจารณาการวินิจฉัยข้อผิดพลาดซึ่งเป็นความต้องการที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชัน LED กำลังส่วนใหญ่

สำหรับการรวมข้อกำหนดต่างๆเช่นการควบคุมความสว่างและการวินิจฉัยข้อบกพร่องจำเป็นต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมจำนวนมากและขั้นตอนการวิเคราะห์การออกแบบที่เพิ่มเข้ามา

การออกแบบ LED ซึ่งรวมถึง LED จำนวนมากขึ้น ทำให้การออกแบบวงจรไม่ต่อเนื่องรวมจำนวนชิ้นส่วนที่สูงขึ้นทำให้ความซับซ้อนของวงจรเพิ่มขึ้น

เพื่อให้กระบวนการออกแบบมีประสิทธิภาพมากที่สุดจึงถือว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดในการนำไปใช้ IC เฉพาะเพื่อทำหน้าที่เป็นไดรเวอร์ LED . ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องจำนวนมากตามที่ระบุในรูปที่ 9 สามารถทำได้ง่ายขึ้นด้วยไดรเวอร์ LED ที่ใช้ IC ตามที่แสดงในรูปที่ 10

รูปที่ # 10

ไอซีไดรเวอร์ LED ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการจัดการกับแรงดันไฟฟ้ากระแสและอุณหภูมิที่สำคัญของ LED และยังช่วยลดจำนวนชิ้นส่วนและขนาดของบอร์ด

นอกจากนี้ IC ของไดรเวอร์ LED อาจมีคุณสมบัติเพิ่มเติมสำหรับการควบคุมความสว่างและการวินิจฉัยรวมถึงการป้องกันอุณหภูมิ ที่กล่าวว่าอาจเป็นไปได้ที่จะบรรลุคุณสมบัติขั้นสูงข้างต้นโดยใช้การออกแบบตาม BJT แบบไม่ต่อเนื่อง แต่ ICs ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่ง่ายกว่าเมื่อเปรียบเทียบ

ความท้าทายในการใช้งาน LED สำหรับยานยนต์

ในการใช้งาน LED ในรถยนต์จำนวนมากการควบคุมความสว่างกลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

เนื่องจากการปรับ IF ปัจจุบันไปข้างหน้าผ่าน LED จะปรับระดับความสว่างตามสัดส่วนจึงสามารถใช้การออกแบบอะนาล็อกเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ วิธีการควบคุมความสว่าง LED แบบดิจิทัลคือผ่านการมอดูเลต PWM หรือความกว้างพัลส์ รายละเอียดต่อไปนี้จะวิเคราะห์แนวคิดทั้งสองและแสดงให้เห็นว่าสามารถนำไปใช้กับแอพพลิเคชั่น LED สำหรับรถยนต์ได้อย่างไร

ความแตกต่างระหว่างการควบคุมความสว่าง LED แบบอะนาล็อกและ PWM

รูปที่ 11 ประเมินความแตกต่างหลักระหว่างวิธีการควบคุมความสว่างของ LED แบบอะนาล็อกและดิจิตอล

รูปที่ # 11

ด้วยการใช้การควบคุมความสว่างของ LED แบบอะนาล็อกการส่องสว่างของ LED จะถูกปรับเปลี่ยนตามขนาดของกระแสที่ไหลกระแสที่ใหญ่ขึ้นทำให้ความสว่างเพิ่มขึ้นและในทางกลับกัน

แต่คุณภาพของการลดแสงแบบอนาล็อกหรือการควบคุมความสว่างไม่เป็นที่น่าพอใจโดยเฉพาะที่ช่วงความสว่างที่ต่ำกว่า โดยปกติแล้วการหรี่แสงแบบอะนาล็อกจะไม่เหมาะสมสำหรับแอพพลิเคชั่น LED ที่ขึ้นกับสีเช่นแสง RGB หรือไฟแสดงสถานะเนื่องจาก IF ที่แตกต่างกันมีแนวโน้มที่จะส่งผลต่อเอาต์พุตสีของ LED ทำให้ความละเอียดของสีไม่ดีจาก LED RGB

ในทางตรงกันข้าม, ไฟหรี่ LED แบบ PWM อย่าเปลี่ยน IF ปัจจุบันของ LED ไปข้างหน้า แต่จะควบคุมความเข้มโดยการเปลี่ยนอัตราการสลับเปิด / ปิดของไฟ LED จากนั้นค่าเฉลี่ย ON time LED จะกำหนดความสว่างตามสัดส่วนของ LED เรียกอีกอย่างว่ารอบการทำงาน (อัตราส่วนของความกว้างของพัลส์ในช่วงพัลส์ของ PWM) ด้วย PWM รอบการทำงานที่สูงขึ้นส่งผลให้กระแสไฟฟ้าเฉลี่ยสูงขึ้นผ่าน LED ทำให้เกิดความสว่างสูงขึ้นและในทางกลับกัน

เนื่องจากคุณสามารถปรับแต่งรอบการทำงานอย่างละเอียดไปยังช่วงการส่องสว่างต่างๆได้การหรี่ PWM จึงช่วยให้ได้อัตราส่วนการหรี่แสงที่กว้างขึ้นมากเมื่อเทียบกับการหรี่แสงแบบอนาล็อก

แม้ว่า PWM จะรับประกันเอาต์พุตการควบคุมความสว่างที่เพิ่มขึ้น แต่ก็จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์การออกแบบเพิ่มเติม ความถี่ PWM จะต้องสูงกว่าที่วิสัยทัศน์ของเราสามารถรับรู้ได้มากมิฉะนั้นไฟ LED อาจดูเหมือนกะพริบ นอกจากนี้วงจรหรี่ PWM ยังมีชื่อเสียงในการสร้างสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)

สัญญาณรบกวนจากไดรเวอร์ LED

วงจรขับ LED ของรถยนต์ที่สร้างขึ้นด้วยการควบคุม EMI ที่ไม่เพียงพออาจส่งผลเสียต่อซอฟต์แวร์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียงเช่นการเกิดเสียงหึ่งในวิทยุหรืออุปกรณ์เสียงที่มีความละเอียดอ่อนที่คล้ายคลึงกัน

IC ไดรเวอร์ LED สามารถให้คุณสมบัติการลดแสงทั้งแบบอะนาล็อกและ PWM พร้อมกับฟังก์ชันเสริมเพื่อจัดการกับ EMI เช่นอัตราการเลื่อนที่ตั้งโปรแกรมได้หรือการเปลี่ยนเฟสของช่องสัญญาณเอาต์พุตหรือการหน่วงเวลาของกลุ่ม

การวินิจฉัย LED และการรายงานข้อผิดพลาด

การวินิจฉัย LED ซึ่งรวมถึงความร้อนเกินลัดวงจรหรือวงจรเปิดเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นในการออกแบบที่เป็นที่นิยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแอปพลิเคชันต้องการการทำงานของ LED หลายตัว ลดความเสี่ยงของการทำงานผิดปกติของ LED ไดรเวอร์ LED มีกระแสไฟขาออกที่มีการควบคุมซึ่งมีความแม่นยำสูงกว่าโทโพลกีไดรเวอร์แบบแยกที่ใช้ทรานซิสเตอร์

นอกจากนี้ไดรเวอร์ IC ยังรวมการป้องกันอุณหภูมิเกินไว้ด้วยเพื่อให้แน่ใจว่าอายุการใช้งานของ LED และวงจรขับจะสูงขึ้น

ต้องติดตั้งไดรเวอร์ LED ที่ออกแบบมาสำหรับรถยนต์เพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดเช่น LED เปิดหรือลัดวงจร แอปพลิเคชั่นบางตัวอาจจำเป็นต้องใช้มาตรการติดตามเพื่อตอบโต้ข้อบกพร่องที่ตรวจพบ

ตัวอย่างเช่นโมดูลไฟท้ายรถยนต์ประกอบด้วยสายไฟ LED จำนวนหนึ่งเพื่อเพิ่มความสว่างให้กับไฟท้ายและไฟเบรก ในกรณีที่ตรวจพบความผิดปกติของ LED ที่ถูกจับในสายไฟ LED เส้นใดสายหนึ่งวงจรจะต้องสามารถปิดอาร์เรย์ของ LED ทั้งหมดได้เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายเพิ่มเติมกับ LED ที่เหลือได้

การดำเนินการนี้จะเตือนผู้ใช้เกี่ยวกับโมดูล LED ที่เสื่อมสภาพที่ไม่ได้มาตรฐานซึ่งจำเป็นต้องถอนการติดตั้งและส่งไปซ่อมบำรุงให้กับผู้ผลิต

โมดูลควบคุมร่างกาย (BCM)

เพื่อให้สามารถแจ้งเตือนการวินิจฉัยแก่ผู้ใช้รถได้สวิตช์ด้านสูงอัจฉริยะใน โมดูลควบคุมร่างกาย (BCM) บันทึกข้อผิดพลาดผ่านองค์ประกอบไฟท้ายตามภาพประกอบด้านบนรูปที่ 12

ต้องบอกว่าการระบุข้อผิดพลาดของ LED ผ่าน BCM อาจมีความซับซ้อน ในบางครั้งคุณอาจใช้การออกแบบบอร์ด BCM เดียวกันเพื่อตรวจจับวงจรที่ใช้หลอดไส้มาตรฐานหรือระบบที่ใช้ LED เนื่องจากกระแสไฟ LED มักจะมีขนาดเล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับการใช้หลอดไส้ซึ่งจะแตกต่างระหว่างโหลด LED เชิงตรรกะ

สรุป

โหลดแบบเปิดหรือตัดการเชื่อมต่ออาจเป็นเรื่องยากที่จะระบุว่าการวินิจฉัยความรู้สึกปัจจุบันไม่ได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง แทนที่จะมีสตริง LED แบบเปิดเดี่ยวการปิดสตริง LED ทั้งหมดจะตรวจพบได้ง่ายขึ้นสำหรับ BCM สำหรับการรายงานสถานการณ์โหลดแบบเปิด เงื่อนไขที่ทำให้มั่นใจได้ว่าหากไฟ LED ดวงเดียวล้มเหลวก็จะสามารถเรียกใช้เกณฑ์ความล้มเหลวของไฟ LED ทั้งหมดเพื่อปิดไฟ LED ทั้งหมดเมื่อตรวจพบความผิดปกติของ LED เพียงครั้งเดียว ไดรเวอร์ LED เชิงเส้นสำหรับยานยนต์มีคุณสมบัติที่ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาล้มเหลวครั้งเดียวทั้งหมดและสามารถระบุบัสข้อผิดพลาดทั่วไปตลอดการกำหนดค่า ICs หลายรายการ