近年來，在車載用顯示器領域，為滿足有害物質限製要求，使用水銀的CCFL背光燈正在被LED背光燈迅速取代。另外，儀表盤、汽車導航、音響顯示、後座娛樂等各種車載用顯示器正朝多樣化、大型化方向發展。在這種趨勢下，對於增加LED燈數量以及高亮度、高調光率的要求日益高漲。ROHM為滿足LED燈數量增加的這種發展趨勢需求，將實現高耐壓的升降壓DC/DC轉換器、可多燈驅動小功率LED且實現了高調光率的電流驅動器電路內置於一枚芯片，擴充了LED驅動器產品陣容。

接下來介紹ROHM開發的背光燈用LED驅動器BD81A34EFV-M。

BD81A34EFV-M大致由DC/DC轉換器部
、電流驅動器部、保護電路部三個功能塊組成（圖1）。

 

 

圖1：BD81A34EFV-M的框圖

 

作為背光燈的驅動，首先是由DC/DC轉換器
，生成一定的電壓。將DC/DC轉換器的輸出連接到麵板的LED陽極側
，由LED的陰極側向LED驅動器灌入恒定電流
，使LED發光。為支持小功率的多燈LED驅動
，LED的通道數（可連接的列數）設計為4。

通過控製DC/DC轉換器的開關占空比
，使輸出達到高於LED陽極引腳的電平
，其中包含了鏈接於電流驅動器的LED段數部分
，也就是由LED產生的VF，通過LED驅動器的誤差放大器進行反饋控製，使連接於IC的LED陰極引腳（LED1~4引腳）為1.0V。通過上述控製，電流驅動器部即可保持LED電流恒定。作為麵板的亮度調整之用
，輸出的電流具有PWM-dimming（PWM調光）功能。LED電流的占空比可與外部的PWM信號輸入同步變化。不僅如此，BD81A34EFV-M還搭載LED開路與短路故障保護、LED接地故障保護

、DC/DC轉換器輸出過流與過壓保護功能，完善的保護電路非常有助於提高麵板的可靠性。

上麵介紹了DC/DC轉換器電路、電流驅動器電路

，接下來按順序介紹ROHM的車載LED驅動器的特點---防閃爍電路。

 

麵對車載特有的電池電壓波動和多樣化的LED燈數，以升壓方式和降壓方式很難進行LED的閃爍控製與平台設計
，要滿足市場所要求的高可靠性與縮短開發周期之間的平衡實屬不易。因此，為了不依賴電池電壓
、可以始終穩定供給DC/DC轉換器輸出電壓

，ROHM采用了一種稱為“REGSPIC結構”的獨有升降壓方式。下麵介紹REGSPIC結構與一般的升降壓方式所用的SEPIC結構相比所具有兩個優點。

 

圖2表示SEPIC與REGSPIC的電路構成。由圖2可見，REGSPIC結構中，麵積占有率最高的線圈較少

，可實現小型化和低成本化。另外，減少了電感，還可提高由線圈損耗部分相應的效率。

 

 

圖2：SEPIC和REGSPIC的電路構成

 

圖2的SEPIC結構中，C1對於輸出電壓像電荷泵一樣工作，因此，Q1需要達到DC/DC轉換器輸出電壓（VOUT）＋電池電壓的耐壓水平。另一方麵，REGSPIC結構中
，由於耐壓達到DC/DC轉換器輸出電壓和電池電壓二者較高一方以上即可，因此，REGSPIC結構由低耐壓部件組成
，更容易控製。

另外，Q2不僅用於升降壓控製，還可作為LED陽極和二極管等外置部件接地短路時切斷與電池間通路的開關使用
，因此，發生異常時可保護外置部件
，有助於實現更高可靠性。而SEPIC結構中，為切斷與電池間的通路，將Q3僅作為開關使用。

 

為滿足車載麵板向高亮度化方向發展的趨勢需求
，ROHM已完成了高調光率LED驅動器BD81A34EFV-Mdejishukaifa。xiamianzhenduimianbandegaoliangduhuaweihexuyaogenggaodetiaoguanglvjinxingshuoming。mianbanliangdusuirankeyigenggao，dansuoyaoqiudezuidiliangdushuipingjihububian。kaolvdaoshuchuzaianchudengrenyanbujiaopilaodediliangdudeqingkuang
，ruguozuigaoliangdu（調光率100%）低一些
，即使低調光率也可輸出低亮度，但近年來
，麵板規格一般最高亮度都非常高，因此，低亮度輸出時需要具備高調光率。

BD81A34EFV-M為了實現高調光率，利用ROHM獨有的技術提高了電流驅動器輸出LED的響應性能。根據外部PWM輸入占空比對LED電流進行開關控製。此時，在PWM信號低電平時關斷電流驅動器電路，在高電平時導通電流驅動器電路
，根據ON/OFF區間的時間比調整LED電流。輸入PWM與輸出電流完全同步並時序一致是理想的結果，隻要能實現這一點
，即可實現高亮度。而實際上
，從輸入PWM信號到電流輸出會產生電路延遲，由於該延遲
，使得無法生成該時間寬度以內的脈衝。

電流驅動器電路中搭載了電流控製用放大器
，但按以往的PWM調光方式，在電流驅動器電路OFF→ON時點
，作為該內部放大器的啟動時間會產生數μs 指令的電路延遲。隨著市場對調光率的要求越來越高，該電路延遲已無法忽視。因此，ROHM搭載的PWM調光電路
，使放大器的啟動時間降到最低，從而實現了更高調光率。

具體如圖3所示
，電流驅動放大器擁有LED電流輸出用的反饋電路和另一條反饋電路。

 

圖3：電流驅動放大器的反饋電路

 

這兩條反饋通路由各SW進行切換。在PWM＝High（LED為ON）區間
，驅動LED電流輸出用的反饋電路（圖3反饋電路1），由LED引腳灌入LED電流。在PWM＝Low（LED為OFF）區間，驅動另一條反饋電路（圖3反饋電路2），由內部恒定電壓VREG產生電流。通過進行這樣的控製，LED電流雖然是關斷的，但電流驅動放大器始終處於驅動狀態，PWM＝Low→High時可平穩生成LED電流。由於反饋通路2的電流I2已設定為數μA


，因此
，本電路結構的功耗增加量已達到可以忽視的水平。

圖4為LED電流在有無與輸出不同的反饋通路時對PWM信號的跟隨性如何變化的比較數據。

 

 

圖4：有無與輸出不同的反饋電路的LED電流跟隨性比較

 

在沒有另外的反饋通路時

，從PWM＝OFF→ON時點開始
，到生成LED電流會產生約10μs的延遲時間。與此相比，在有另外的反饋通路時，幾乎沒有延遲時間，可跟隨到最小達1μs的PWM脈衝寬度。假設PWM頻率為100Hz，那麼如果是1μs的脈衝寬度，則可實現10000：1的調光率。綜上所述，BD81A34EFV-M實現了高調光率，非常有助於麵板的高亮度化。

 

將DC/DC轉換器輸出作為LED陽極控製LED時的問題在於
，從DC/DC轉換器的OFF狀態再啟動時會出現LED閃爍現象。

當因向LED驅動器輸入啟動OFF信號以及異常檢測時的保護動作等而關斷DC/DC轉換器的開關輸出時，輸出電容裏會有殘存電荷。殘存電荷通過DC/DC轉換器輸出電壓反饋用的電阻分壓電路（圖5 ROVP1、ROVP2）進行放電。但是

，放電時間達數秒之長，因此，必須考慮到在這種電荷殘留狀態下再啟動的情況。在這種情況下
，殘留電荷通過LED元件進行放電
，之後進行正常的啟動控製。這種瞬間放電表現為LED的閃爍。

 

圖5：防LED閃變電路

傳統上，為防止這種閃爍
，一般選擇以下兩種方法之一。第一種方法是如圖5-1所示

，給DC/DC轉換器輸出追加外置開關元件，在電路OFF時強製放電。這種方法可以避免再啟動時的閃爍
，但需要增加開關元件和限流電阻等，部件數量會增多。

第二種方法是如圖5-2所示，降低過壓保護用電阻值。降低電阻分壓電路的電阻值
，促進殘留電荷的放電。這種方法的問題是正常工作時的功耗會增加。

因此
，BD81A34EFV-M如圖5-3所示，在IC中內置了防閃爍用輸出放電電路。該電路使輸出電荷的放電僅需數ms指令即可完成。而且，還不會增加外置部件數量和功耗。例如，在BD81A34EFV-M的外置部件推薦值Cout＝20uF、ROVP1＝360kΩ、ROVP2＝30kΩ的條件下，設DC/DC轉換器輸出電壓（Vout）為30V時，

無輸出放電電路：放電時間=約7.8s

有輸出放電電路：放電時間=約1.5ms

 

可大幅縮短放電時間，並可防止因此導致的LED閃爍。

 

未來，高性能化會進一步發展，對此，ROHM會繼續推進內置通信功能、多通道LED驅動器的開發。通過內置通信功能，不同的型號可通過通信設定不同的LED電流

、電壓、保護功能等，每種型號無需創建驅動電路，可推進平台化發展。不僅如此
，通過搭載Diagnostic（診斷）功能，實時監測LED電(dian)流(liu)及(ji)異(yi)常(chang)狀(zhuang)態(tai)等(deng)並(bing)反(fan)饋(kui)到(dao)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)側(ce)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)

，可(ke)實(shi)施(shi)適(shi)合(he)不(bu)同(tong)情(qing)況(kuang)的(de)控(kong)製(zhi)，提(ti)升(sheng)設(she)備(bei)的(de)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)。另(ling)外(wai)，通(tong)過(guo)多(duo)通(tong)道(dao)化(hua)，使(shi)驅(qu)動(dong)各(ge)種(zhong)燈(deng)類(lei)(DRL
、轉向燈
、位置燈等) 的驅動電路可集成於1枚IC
，從而可靈活應對所需的通道數。ROHM將會繼續開發滿足客戶需求的高性能IC
，不斷開發有助於汽車節能與高性能的IC。