ROHM最新LED背光灯用驱动器技术
＜前言＞
LED光源已在众多汽车应用中迅速普及。ROHM凭借高效的LED光源驱动技术，打造了用于尾灯、背光灯以及前照灯的LED驱动器等富厚的产品阵容。在此，将为您介绍用于背光灯的LED驱动器。
＜车载背光灯用LED驱动器的开发＞
近年来，在车载用显示器领域，为满足有害物质限制要求，使用水银的CCFL背光灯正在被LED背光灯迅速取代。另外，仪表盘、汽车导航、音响显示、后座娱乐等种种车载用显示器正朝多样化、大型化偏向生长。在这种趋势下，关于增加LED灯数量以及高亮度、高调光率的要求日益高涨。ROHM为满足LED灯数量增加的这种生长趋势需求，将实现高耐压的升降压DC/DC转换器、可多灯驱动小功率LED且实现了高调光率的电流驱动器电路内置于一枚芯片，扩充了LED驱动器产品阵容。
接下来介绍ROHM开发的背光灯用LED驱动器BD81A34EFV-M。
BD81A34EFV-M大致由DC/DC转换器部、电流驱动器部、�；さ缏凡咳龉πЭ樽槌桑ㄍ�1）。
[图1] BD81A34EFV-M的框图
作为背光灯的驱动，首先是由DC/DC转换器，生成一定的电压。将DC/DC转换器的输出连接到面板的LED阳极侧，由LED的阴极侧向LED驱动器灌入恒定电流，使LED发光。为支持小功率的多灯LED驱动，LED的通道数（可连接的列数）设计为4。
通过控制DC/DC转换器的开关占空比，使输出抵达高于LED阳极引脚的电平，其中包括了链接于电流驱动器的LED段数部分，也就是由LED爆发的VF，通过LED驱动器的误差放大器进行反响控制，使连接于IC的LED阴极引脚（LED1~4引脚）为1.0V。通过上述控制，电流驱动器部即可坚持LED电流恒定。作为面板的亮度调解之用，输出的电流具有PWM-dimming（PWM调光）功效。LED电流的占空比可与外部的PWM信号输入同步变革。不但如此，BD81A34EFV-M还搭载LED开路与短路故障�；ぁED接地故障�；ぁC/DC转换器输出过流与过压�；すπ�，完善的�；さ缏泛苁怯兄谔岣呙姘宓目煽啃�。
上面介绍了DC/DC转换器电路、电流驱动器电路，接下来按顺序介绍ROHM的车载LED驱动器的特点---防闪烁电路。
＜升降压DC/DC转换器＞
面对车载特有的电池电压波动和多样化的LED灯数，以升压方法和降压方法很难进行LED的闪烁控制与平台设计，要满足市场合要求的高可靠性与缩短开发周期之间的平衡实属不易。因此，为了不依赖电池电压、可以始终稳定供应DC/DC转换器输出电压，ROHM接纳了一种称为"REGSPIC结构"的独吞升降压方法。下面介绍REGSPIC结构与一般的升降压方法所用的SEPIC结构相比所具有两个优点。
① 减少外置部件
图2体现SEPIC与REGSPIC的电路组成。由图2可见，REGSPIC结构中，面积占有率最高的线圈较少，可实现小型化和低本钱化。另外，减少了电感，还可提高由线圈损耗部分相应的效率。
[图2] SEPIC和REGSPIC的电路组成
② 实现高可靠性
图2的SEPIC结构中，C1关于输出电压像电荷泵一样事情，因此，Q1需要抵达DC/DC转换器输出电压 （VOUT）＋电池电压的耐压水平。另一方面，REGSPIC结构中，由于耐压抵达DC/DC转换器输出电压和电池电压二者较高一方以上即可，因此，REGSPIC结构由低耐压部件组成，更容易控制。
另外，Q2不但用于升降压控制，还可作为LED阳极和二极管等外置部件接地短路时切断与电池间通路的开关使用，因此，爆发异常时可�；ね庵貌考�，有助于实现更高可靠性。而SEPIC结构中，为切断与电池间的通路，将Q3仅作为开关使用。
＜高调光率的电流驱动器＞
为满足车载面板向高亮度化偏向生长的趋势需求，ROHM已完成了高调光率LED驱动器BD81A34EFV-M的技术开发。下面针劈面板的高亮度化为何需要更高的调光率进行说明。面板亮度虽然可以更高，但所要求的最低亮度水平险些稳定�？悸堑绞涑鲈诎荡Φ热搜鄄痪跗＠偷牡土炼鹊那榭�，如果最高亮度（调光率100%）低一些，纵然低调光率也可输出低亮度，但近年来，面板规格一般最高亮度都很是高，因此，低亮度输出时需要具备高调光率。
BD81A34EFV-M为了实现高调光率，利用ROHM独吞的技术提高了电流驱动器输出LED的响应性能。凭据外部PWM输入占空比对LED电流进行开关控制。此时，在PWM信号低电平时关断电流驱动器电路，在高电平时导通电流驱动器电路，凭据ON/OFF区间的时间比调解LED电流。输入PWM与输出电流完全同步并时序一致是理想的结果，只要能实现这一点，即可实现高亮度。而实际上，从输入PWM信号到电流输出会爆发电路延迟，由于该延迟，使得无法生成该时间宽度以内的脉冲。
电流驱动器电路中搭载了电流控制用放大器，但按以往的PWM调光方法，在电流驱动器电路OFF→ON时点，作为该内部放大器的启动时间会爆发数μs 指令的电路延迟。随着市场对调光率的要求越来越高，该电路延迟已无法忽视。因此，ROHM搭载的PWM调光电路，使放大器的启动时间降到最低，从而实现了更高调光率。
具体如图3所示，电流驱动放大器拥有LED电流输出用的反响电路和另一条反响电路。
[图3] 电流驱动放大器的反响电路
这两条反响通路由各SW进行切换。在PWM＝High（LED为ON）区间，驱动LED电流输出用的反响电路（图3反响电路1），由LED引脚灌入LED电流。在PWM＝Low（LED为OFF）区间，驱动另一条反响电路（图3反响电路2），由内部恒定电压VREG爆发电流。通过进行这样的控制，LED电流虽然是关断的，但电流驱动放大器始终处于驱动状态，PWM＝Low→High时可平稳生成LED电流。由于反响通路2的电流I2已设定为数μA，因此，本电路结构的功耗增加量已抵达可以忽视的水平。
图4为LED电流在有无与输出差别的反响通路时对PWM信号的追随性如何变革的比较数据。
[图4] 有无与输出差别的反响电路的LED电流追随性比较
在没有另外的反响通路时，从PWM＝OFF→ON时点开始，到生成LED电流会爆发约10μs的延迟时间。与此相比，在有另外的反响通路时，险些没有延迟时间，可追随到最小达1μs的PWM脉冲宽度。假设PWM频率为100Hz，那么如果是1μs的脉冲宽度，则可实现10000：1的调光率。综上所述，BD81A34EFV-M实现了高调光率，很是有助于面板的高亮度化。
＜避免LED闪烁的DC/DC转换器输出电压放电电路＞
将DC/DC转换器输出作为LED阳极控制LED时的问题在于，从DC/DC转换器的OFF状态再启动时会泛起LED闪烁现象。?
当因向LED驱动器输入启动OFF信号以及异常检测时的�；ば卸榷囟螪C/DC转换器的开关输出时，输出电容里会有剩余电荷。剩余电荷通过DC/DC转换器输出电压反响用的电阻分压电路（图5 ROVP1、ROVP2）进行放电。可是，放电时间达数秒之长，因此，必须考虑到在这种电荷残留状态下再启动的情况。在这种情况下，残留电荷通过LED元件进行放电，之后进行正常的启动控制。这种瞬间放电体现为LED的闪烁。
[图5] 防LED闪变电路
古板上，为避免这种闪烁，一般选择以下两种要领之一。第一种要领是如图5-1所示，给DC/DC转换器输出追加外置开关元件，在电路OFF时强制放电。这种要领可以制止再启动时的闪烁，但需要增加开关元件和限流电阻等，部件数量会增多。
第二种要领是如图5-2所示，降低过压�；び玫缱柚�。降低电阻分压电路的电阻值，增进残留电荷的放电。这种要领的问题是正常事情时的功耗会增加。
因此，BD81A34EFV-M如图5-3所示，在IC中内置了防闪烁用输出放电电路。该电路使输出电荷的放电仅需数ms指令即可完成。并且，还不会增加外置部件数量和功耗。例如，在BD81A34EFV-M的外置部件推荐值Cout＝20uF、ROVP1＝360kΩ、ROVP2＝30kΩ的条件下，设DC/DC转换器输出电压（Vout）为30V时，
无输出放电电路：放电时间=约7.8s
有输出放电电路：放电时间=约1.5ms
可大幅缩短放电时间，并可避免因此导致的LED闪烁。
＜未来展望＞
未来，高性能化会进一步生长，对此，ROHM会继续推进内置通信功效、多通道LED驱动器的开发。通过内置通信功效，差别的型号可通过通信设定差别的LED电流、电压、�；すπУ�，每种型号无需创立驱动电路，可推进平台化生长。不但如此，通过搭载Diagnostic（诊断）功效，实时监测LED电流及异常状态等并反响到微控制器侧成为可能，可实施适合差别情况的控制，提升设备的宁静性能。另外，通过多通道化，使驱动种种灯类(DRL、转向灯、位置灯等) 的驱动电路可集成于1枚IC，从而可灵活应对所需的通道数。ROHM将会继续开发满足客户需求的高性能IC，不绝开发有助于汽车节能与高性能的IC。
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