近年來,，高亮度LED應用發(fā)展神速，特別是在指示牌,、交通信號燈方面,。而對汽車應用來說，LED亦有極大的吸引力,，長壽命,、抗震、高效,、對光源良好的控制能力,，都是它的優(yōu)勢。當然,，相對于白熾燈,，LED需要驅動電路，還有汽車電氣是靠酸鉛蓄電池供電的,，是機械驅動的交流發(fā)電機充電,，這類電池適合白熾燈，不適用LED,，因此,，設計一種穩(wěn)壓性能良好而又低噪聲的驅動電路是十分必要的。
理論上,，LED光輸出與驅動電流有關,，而與電源電壓無關。最對低要求應用,，如果電源電壓穩(wěn)定的話,，一個電阻就可限制電流。值得注意的是,，對這種最簡單的應用電路,，LED在一定程度上顯示出自穩(wěn)定特性。亦即,，若溫度升高的話,，LED的光輸出減少，但同時其正向壓降亦降低，使驅動電流增加,，從而補償了較高溫度下光輸出的減少,。
遺憾的是，汽車電源的變化范圍是很大的,，在8V-18V之間,，峰值電壓可達幾十伏。此外,，高亮度LED驅動電流大,，會在電阻上產生大量的熱量，使散熱設計復雜化,。
相對簡單的方案是使用線性降壓穩(wěn)壓器(圖1),，D1是一個穩(wěn)壓二極管，通過LED的電流設定為VD1/RSET,。D2對基極二極管進行濕度補償,。這個電路仍然存在能量損失問題和電阻散熱問題。對于低電流LED,，尤其是串聯(lián)后的LED正向壓降和稍低于電源電壓的場合,，這個電路不失為經濟有效的方案。
圖1 簡單穩(wěn)流電路
在多數(shù)場合,，開關電源提供一種更佳的電氣解決方案,。顧名思義，開關電源是開關工作的,，在一個周期,，對RLC電路充電;在下一個周期，存儲的能量用來驅動負載,。這類電路效率極高,，一般都能達到90%以上，開關穩(wěn)壓器能提升電壓,，降低電壓,，還能產生極性相反的電壓，這是線性穩(wěn)壓器所不具備的,。
最簡單的開關穩(wěn)壓器是圖2所示的降壓穩(wěn)壓器,，輸入電壓與LED電壓之間的壓差對電感L充電，電流隨之增加,，當電流達到預設的值時,，控制電路將串聯(lián)的晶體管關閉，在LED通路形成一個交變電流,。注意,，在LED驅動應用中,，開關穩(wěn)壓電路控制電流的峰值。
這個值由可編程IC或外部元件來設定,。電流值也由FET開關漏極上檢測電阻來定義,。降壓穩(wěn)壓器流過LED的電流是連續(xù)的，但是交變的,，而對電源而言是不連續(xù)的,，這對電源工作會產生一定的影響,，也增加了電源線上的噪聲,。
圖2降壓型開關穩(wěn)流電路
如果電源電壓低于所有LED串聯(lián)電壓和，就要選用升壓穩(wěn)壓器,。升壓穩(wěn)壓器(圖3)既要控制電流,，又要控制電壓，電路相對復雜些,。升壓穩(wěn)壓器在大電流情況下同樣存在嚴重的干擾問題,。因而最穩(wěn)定又最安全的LED驅動器可采用升壓與降壓相結合的形式。一個升壓穩(wěn)壓器可驅動幾個并聯(lián)的降壓穩(wěn)壓器,。這樣,，面對電源的是性能良好的升壓穩(wěn)壓器，而在負載端則是高電流輸出的降壓穩(wěn)壓器,。
圖3升壓型開關穩(wěn)流電路
所有開關電源都會產生噪聲,，電壓型穩(wěn)壓器可以提高工作頻率，在輸出端用大電容來濾波,，LED電源是穩(wěn)流型的,，降低噪聲就得采取如下措施：
•降低工作頻率。
•開關晶體管應用放置在電路板的中心區(qū)域,。
•快速恢復二極管,。
•LED區(qū)不要形成電流環(huán)路。
•縮短電纜和印制電路板上走線,。
除了上述措施,，新的方案也有助降低驅動電源的噪聲。Melexis公司的MLX10801和MLX10803LED驅動器采用偽隨機開關頻率發(fā)生器來降低電氣噪聲,。圖4是低噪聲應用的電路實例,，它符合CISPR25的5級標準，這里CISPR是國際無線電干擾特別委員法文的縮寫,。工作電感L1應根據(jù)開關頻率和LED電流來確定,。為了方便用戶設計，公司還提供了一個軟件和Excel表格,，用來選取ROSC,、RSET和RSENSE。
圖4MLX10803應用實例
對圖4電路，開關頻率應低于150KHz,，若LED電流在0.5-1A之間,，L1與L2為100?H。噪聲是寬帶的,，因而濾波電容采用大,、小相結合的方案。二極管D1是高頻噪聲的主要來源,，應仔細選擇,，在電源電壓低于100V時，可使用肖特基二級管,。
GaAs與GaAsPLED的光輸出強度與結溫密切相關,，例如LED在25℃輸出100%的話，在80℃時只有80%,。驅動器設置了溫度斜度補償電路,，實際上一個PTC或NTC電阻便可解決問題，利用PTC的溫度系數(shù)來平衡LED的光輸出,。為了保護LED,，在溫度高于80℃，可以在器件的輸入端增加一個NTC電阻,。