電動(dòng)化日益發(fā)展的汽車的功耗抑制已成為一個(gè)重要的課題。LED的功耗、壽命、設(shè)計(jì)自由度和控制性優(yōu)異，被前照燈和室內(nèi)照明等多種功能使用。TDK集團(tuán)中的功率電感器根據(jù)使用的LED驅(qū)動(dòng)器不同，形成了最合適升壓型、降壓型和升降壓型等不同系統(tǒng)的廣泛電感器系列產(chǎn)品。

 

 

驅(qū)動(dòng)LED需要恒定電流電路。為了從變動(dòng)的蓄電池電壓中取出穩(wěn)定的電力，必須使用直流轉(zhuǎn)換器。使用的直流轉(zhuǎn)換器（LED驅(qū)動(dòng)器）根據(jù)使用的LED數(shù)量和系統(tǒng)的不同，區(qū)分使用升壓型、降壓型和可同時(shí)升降壓的類型。假設(shè)蓄電池電壓降至6V左右，僅使用1個(gè)正向電壓為3.5V的一般白色LED時(shí)，使用降壓型，而串聯(lián)連接2-4個(gè)LED時(shí)，使用升降壓型，串聯(lián)連接5個(gè)以上時(shí)使用升壓型。此外，如果是具有前照燈、日間行車燈和轉(zhuǎn)向燈等多種功能的系統(tǒng)，有時(shí)會(huì)組合使用電路。

 

表1 LED驅(qū)動(dòng)器的種類

 

 

雖然各個(gè)公司都有不同的稱呼，但是高功能的LED前照燈使用了改變照射范圍或自由改變輝度的配光可變功能。使用多個(gè)LED，根據(jù)需要調(diào)整各LED的輝度，改變亮度和照射范圍?；倦娐窐?gòu)成如圖1所示。升高電池電壓（Boost）（約40-60V），然后用降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）為L(zhǎng)ED供電。

 

 

圖1 前照燈用LED燈電路構(gòu)成

 

降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）后面有多個(gè)LED串并聯(lián)連接。（圖2）為了改變輝度，調(diào)整流過各LED的電流，在極端情況下，只點(diǎn)亮一個(gè)LED，對(duì)上圖的降壓（Buck）轉(zhuǎn)換器的輸出電感器上施加接近60V的電壓。因此，在這種用途中使用時(shí)，選擇電感值比較高的電感器（例：100μH）。在前面的升壓轉(zhuǎn)換器的平滑用電容器中，為了瞬間改變照射范圍，必須相對(duì)急劇的變動(dòng)保持穩(wěn)定，因此需要耐壓100V、1-10μF的容量較大的電容器。

 

圖2 多個(gè)LED串并聯(lián)時(shí)的電路例

 

 

單燈型采用1個(gè)轉(zhuǎn)換器的方式，使用升降壓或升壓型。用于單功能車外照明、室內(nèi)照明、車載信息娛樂系統(tǒng)等。

 

多光束型采用2個(gè)轉(zhuǎn)換器，前面使用升壓電路，后面使用降壓電路或恒定電流電路，車外照明中的前照燈時(shí)，在高光束和低光束的切換構(gòu)成中使用?；蛘吒郊覦RL（日間行車燈）。

 

自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)也是2個(gè)轉(zhuǎn)換器，前面使用升壓電路，后面使用降壓電路或恒定電流電路，作為主前照燈、DRL、方向指示器等LED前照燈系統(tǒng)使用。

 

表2　LED前照燈的驅(qū)動(dòng)電路

 

表3 TDK推薦電感器的產(chǎn)品系列

 

 

單燈型LED前照燈簡(jiǎn)化了功能，切換高/低光束使用。這種情況下，使用約15W-30W的升壓（Boost）轉(zhuǎn)換器，代表性的電路構(gòu)成如下所示。

 

輸出電壓由LED的串并聯(lián)數(shù)決定，大約為20-30V。升壓電路時(shí)，與降壓電路相比，開關(guān)損耗較大，難以實(shí)現(xiàn)高頻化。目前主要是200-400KHz。

 

圖3　升壓轉(zhuǎn)換器的電路實(shí)例

 

 

日間行車燈和室內(nèi)照明等、背光燈、方向指示器等功耗相對(duì)較少的照明使用恒定流電路、升降壓電路。

 

LED電路中使用的升降壓電路常使用SEPIC電路。

 

圖4

 

圖4所示的SEPIC電路實(shí)例中，使用2個(gè)電感器(L1、L2)和直流切斷用電容器(C1)。輸出以與一般升降壓轉(zhuǎn)換器相同的方式進(jìn)行控制，通過以下公式求得。雖然以往的升降壓轉(zhuǎn)換器（電路B）輸入和輸出的極性相反，而SEPIC電路是相同的極性?；娟P(guān)系式如下所示，輸出電壓與電容器(C1)的輸入電壓相同。

 

 

根據(jù)上述關(guān)系式，理論上在L1和L2施加的電壓(VL1、VL2)相同，可以替換為圈數(shù)1:1的聯(lián)結(jié)雙線圈（電路C）。采用雙線圈時(shí)，施加在磁芯上的負(fù)擔(dān)是1個(gè)時(shí)的兩倍，并且需要磁芯損耗小、直流重疊大的電感器。B82477D*系列適合TDK的電感器產(chǎn)品。DR磁芯使用低損耗材料，抑制磁芯的發(fā)熱。

 

圖5 2合1電感器：B82477D*系列

 

 

推薦閱讀：