汽车插座型LED灯熄灭有危险,如何通过一颗芯片实现安全亮灯?

知识百科 · 2020-04-07

在汽车领域,由于寿命长、可高密度安装的特点而使LED灯在车灯中的应用迅速发展,实现了多样化的设计和更高性能。除了设计灵活性,它的可维护性也越来越受重视,其相应的需求也日益高涨。因此,更便于更换的插座型LED灯应运而生。


插座型LED灯目前面临两大难题:首先,由于插座型产品本身的体积限制,其小型化必然会造成设计的灵活性受限;其次是由于电路板的PCB板的面积非常小,无法装下足够的元器件,会导致在电池电压欠压的时候熄灯,对行车安全造成隐患。


led罗姆.png


近日,在罗姆(ROHM)举行的一场“LED驱动器“BD18336NUF-M”在线产品发布会”视频会议上,罗姆半导体(上海)有限公司技术中心的产品应用经理葛家明探讨了针对插座型LED灯的解决方案,并详细介绍罗姆推出的相关的新产品。

 葛家明.png

罗姆半导体(上海)有限公司技术中心的产品应用经理葛家明


葛家明表示,针对插座型LED灯的痛点,罗姆提出的解决方案如下:


·超小型高输出的线性LED驱动器IC,也就是本次的新产品BD18336NUF-M。

·即使电池电压在欠压的工况下,我们也可以通过这样一枚芯片始终保持LED灯的模组在30%以上的亮度。

·和以往的产品相比,我们这一次新的产品方案总的PCB安装面积减少了差不多30%。

·适用于一些日行灯包括位置灯以及倒车灯,这样一些高亮度的白光LED应用。

 

在满足基本功能的前提下,为了实现易插拔替换可维护性,罗姆推出超小型高输出的线性LED驱动器IC——BD18336NUF-M。


罗姆产品.png

该产品是一颗单通道的线性LED驱动器,它的是一个超小型的封装:VSON3.0mm×3.0mm、厚度1mm,主要应用于常规的红光、黄光以及白光LED对应的车灯应用场景。其输入电压在5.5V-20V的区间,基本上涵盖了车载电池工况的电压范围;耐压为42V;最大的输出电流在直流模式下是400mA,在Duty50%带节拍的工况下可以达到600mA;工作温度是车规、零级的负40度到150度。


它的主要功能有两个:1.在车载电池欠压时的电流旁路功能;2.输出电流的降额功能。


罗姆将电压.png

欠压时电流旁路功能的效果有两点,一是可始终保持30%的亮度;二是外置元器件减少,有助于缩减电路安装面积。


葛家明介绍,“通过这样子一颗单芯片的方案可以实现车载电池欠压时的安全亮灯,通过外围三枚电阻去配置之后可以监测电池电压。当电池电压在13V等等正常工作的状态下,我们恒流的LED驱动器BD18336NUF-M可以正常的输出电流,去保证负载三颗LED灯的点亮。当电池电压在13V等等正常工作的状态下,我们恒流的LED驱动器BD18336NUF-M可以正常的输出电流,去保证负载三颗LED灯的点亮。但是当电池电压下降时,可将LED灯亮用电流路径从3灯切换为2灯路径,切换过程平稳且不会出现闪烁现象。这有助于客户最新型插座型LED灯的安全设计以及小型化的要求。以往产品的话,如果是驱动三颗LED的话,考虑到三颗LED开启了压降差不多是9V这样一个情况,当电池电压在9V以下到6V这样一个欠压时候是无法开启三颗LED的,会出现灯灭的安全隐患。搭载了BD18336NUF-M的设计方案即使在欠压9V-6V的工作区间以内,也能保证两颗灯的LED点亮,最终可以保证插座型LED灯模组的30%以上亮度的安全要求。”


罗姆特点.png

关于电流旁路功能,葛家明介绍,“红色的电流曲线是在车载电池减电时的一个电流曲线。当电池电压从正常的13V工况向6V跌落的过程当中,芯片内置的电流旁路的电路开始启动,并且我们可以通过外围电阻来配置它的工作范围。我们可以看到,减电时的红色电路曲线是在线性的上升过程,也就是意味着外围被旁路的LED3会出现逐渐熄灭的状态,整个过程是一个线性控制的方式,最终我们可以看到,当电池电压跌落甚至到6V这样一个程度的时候,我们仍然可以保证两颗LED灯亮灯的情况。”

 

此外,关于PCB板安装面积的比较,以往的产品如果要想实现欠压工况下电流旁路功能,除了常规搭载的线性LED驱动器以外,客户的设计里面也需要额外在PCB板上配置一些分立的元器件,例如二三极管、电阻甚至是比较器IC,这样总的元器件数目在21个左右,总的PCB板的安装面积在83平方毫米。采用BD18336NUF-M以后,元器件数目的规模可以减少7个,总的安装面积可以控制在60平方毫米之内,比以往的设计方案节约了30%的安装面积,因此更易于安装在10mm×10mm插座型很细小的PCB板上。



LED灯色方面,BD18336NUF-M除了传统的黄光和红光以外,也对白光的应用做了充分的考虑,这样子的话使它适合应用于包含高亮度的白光LED在内的所有的LED灯色。白光的LED由于它的功率相对更大,会有温升高的情况。罗姆芯片内部已经搭载了一个过温降额的功能,可以仅仅通过客户在外围配置一颗热敏电阻器,就可以使得输出的电流实现降额的功能,大大扩展了产品的应用范围。除了传统的红光和黄光一些尾灯和位置灯的应用之外,BD18336NUF-M也可以用于日行灯以及雾灯等白光LED的应用场合。


结语

 

以往的产品设计可以实现更复杂的性能要求,但可维护性有所欠缺,插座型LED灯的制造难度相对而言跟传统的PCB板其实并没有太大差异,BD18336NUF-M最大的创新在于在车载电池电压欠压的状态下,这个IC产品通过内部的电流旁路功能实现了30%以上的亮度安全保证。据葛家明透露,BD18336NUF-M已于2019年12月对目标客户进行样品供货,并计划于2020年7月正式量产。


相关推荐

文章评论