如何解决单芯片驱动HB/LB/DRL,LED负载切换电流过冲？
【导读】随着汽车照明技术的成熟，LED汽车照明已经逐渐取代了传统卤素灯，汽车前照灯正朝着智能化，小型化，高效节能的方向不断发展。在车辆日益智能的当今，汽车前组合灯根据功能细分成远光灯，近光灯、日行灯，转向灯，角灯，雾灯等多个灯组 。这些灯组由于车灯结构和制造要求，都集中在一块区域。不同的厂家对灯的逻辑和要求也会有所不同，传统的汽车组合前灯由多个独立的LED组成，需要分别驱动，造成电路复杂、功耗高、造型受限等问题。以远近光灯为例，传统的方式如图一和图二。
随着汽车照明技术的成熟，LED汽车照明已经逐渐取代了传统卤素灯，汽车前照灯正朝着智能化，小型化，高效节能的方向不断发展。在车辆日益智能的当今，汽车前组合灯根据功能细分成远光灯，近光灯、日行灯，转向灯，角灯，雾灯等多个灯组 。这些灯组由于车灯结构和制造要求，都集中在一块区域。不同的厂家对灯的逻辑和要求也会有所不同，传统的汽车组合前灯由多个独立的LED组成，需要分别驱动，造成电路复杂、功耗高、造型受限等问题。以远近光灯为例，传统的方式如图一和图二。
图一、用继电器调整反光碗的角度来实现远近光切换
图二、单颗LED恒流芯片驱动单组LED
如今，驱动电路板空间越来越紧凑，成本控制越来越严格，越来越多的客户考虑单颗恒流驱动芯片通过bypass 的方式实现远近光灯切换如图三，相对于传统一颗芯片驱动一组灯的方案具有外围元器件少、BOM成本低、EMC性能好等优点。
图三、通过bypass的形式来控制远/近光切换
但是bypass的方式存在一定的弊端，通过bypass的管子短路LED灯珠，由于MOS管导通速度比较快，会对输出电容进行快速放电，导致LED电流出现较大过冲（如图四绿色波形），这个过冲可能是正常工作电流的几倍，长期使用会影响LED灯珠可靠性和寿命。
图四、输出电流过冲
对于输出电流过冲现象的解决方案是减缓bypass MOS管导通速度，使MOS管对输出电容进行缓慢放电，减少LED电流过冲。调整MOS管下降时间，电流过冲明显变小（时间建议1mS~5mS，不同MOS管不一样），如图五测试波形。
图五、输出电流过冲改善
针对不同的应用需求，络明芯可以提供负载bypass 切换的参考设计, 大大降低LED负载切换LED电流过冲。目前络明芯的升降压恒流驱动芯片IS32LT3958/IS32LT3959A系列芯片已应用于超过二十款的量产车型， 可以根据驱动负载需求提供一站式超高性价比解决方案，大大简化了汽车照明系统的设计和布线，而且大大降低了系统成本和功耗。
IS32LT3958
（Buck-Boost LED负载to Vbat）
IS32LT3958主要特性
?支持Boost/Buck-Boost/SEPIC /Buck多种拓扑
?输入电压范围:5V~70V
?电流精度：±2.8%（-40℃~150℃）
?工作频率：100KHz~1MHz
?内置PWM发生器
? PWM频率：100Hz-1KHz
?占空比：5%-100%
?可编程软启动功能
?支持扩频功能，优化EMI性能
?通过外部时钟同步工作频率
?模拟调光，外部/内部PWM调光
?双模拟调光输入，可同时支持LED亮度bin和LED过温降电流保护
?故障保护与报错功能
?VCC欠压保护（不报告）
?LED开路/短路保护
?可配置输出过压保护阈值
?RT/SYNC 电阻短路保护
?VDD短路保护
?VDD欠压保护（不报错）
?过温保护功能
?AEC-Q100认证
?工作温度：-40~150℃
?封装：eTSSOP-20
IS32LT3959A
（Buck-Boost LED负载对地）
IS32LT3959A主要特性
?Boost/Buck-Boost/Buck 多种拓扑
?LED灯串阴极参考点为GND
? 输入电压范围:4.5V~55V
? 电流精度：±3.0%（-40℃~150℃）
? 工作频率：150KHz~650KHz
?内置 PWM发生器
? PWM频率：100Hz-2KHz，占空比：5%-95%
?内置PMOS驱动，实现PWM调光，故障保护和输出电流调节
?内置扩频功能，优化EMI性能
?支持模拟调光，外部或者内部PWM调光
?丰富的故障保护及报告功能
?输入/输出过流保护
?两级OVP保护
?LED开路/短路保护
?单颗LED短路保护
?输入/输出过流监测
?过温关闭功能
? 封装：eTSSOP-28
IS32LT3959A单芯片可同时驱动远光/近光/日行灯/位置灯，可通过切换MOS来选择远光/近光/日行灯/位置灯，借助芯片内置的PWM产生器设置日行/位置灯的亮度。
图六、IS32LT3959A单芯片驱动多组灯
此外, IS32LT3959A支持PCR 模式, 可以将调光PMOS作为一个线性恒流功率管,当负载切换的时候，可以实现“零”过冲电流。想了解PCR模式和Non PCR 模式工作原理可查阅详细规格书。
图七、PCR 模式电流波形（绿色）
相对四开关同步方案，IS32LT3959A采用了两个低成本的肖特基二极管替代了两个昂贵的NMOS。虽然略微牺牲了一点效率，但整体系统BOM成本大大降低。此外， IS32LT3959A也集成展频功能，可减少外围滤波器件，轻松通过Class5 EMI测试。
图八、IS32LT3959A效率曲线
总结:IS32LT3959A非常适用于单芯片驱动多组LED灯负载切换的应用，开关切换过程中可实现LED零过冲电流，大大提高了整个系统的可靠性和LED的使用寿命，又极大地降低了前灯驱动的系统成本，是一款极具性价比的汽车前组合大灯解决方案。如果您需要了解以上的方案细节，请您与络明芯的销售和技术联络以取得进一步的技术支持。
关于络明芯
络明芯微电子(Lumissil），是全球技术领先的集成电路设计企业，其分支机构分布于厦门、武汉、苏州、合肥、深圳、上海、北京、中国香港、美国、日本、新加坡、欧洲、印度和韩国及其它地区。主要产品为用于中低功率的RGB混色和高功率照明应用的LED驱动、音频驱动、电源、MCU和传感器、GreenPHY和有线通信等各种集成电路芯片。主要应用于汽车；通信；工业、医疗、家电；消费电子等市场。
文章来源：Lumissil络明芯微电子
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