利用PCB抄板技术剖析车用高亮度LED驱动电路原理图

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　　PCB抄板属于反向技术研究领域之一。简单点说就是将产品内部所有电路模块借助专业抄板软件与抄板技术进行完整复制来实现产品的全套克隆，以协助电子工程师进行产品技术解析、升级应用研究以及二次开发，是目前流行的产品仿制开发手段。

　　在PCB抄板技术研究中，反推原理图是指依据PCB文件图或者直接根据产品实物反推出PCB电路图，旨在说明线路板原理及工作情况。为您的产品研发设计及最终调试与后期维护维修提供详细准确技术原理参考。根据文件图与原理图，专业设计人员还能根据客户的意愿对PCB进行优化设计与改板，也能够在此基础上为产品增加新的功能或者进行功能特征的重新设计，这样具备新功能的产品将以全新产品的姿态亮相，不仅拥有了自己的知识产权，也在市场中赢得了先机，为客户带来的是双重的效益。

　　本文世纪芯主要为您介绍利用PCB抄板技术反推的车用高亮度LED驱动电路原理图，以供大家参考、学习。

　　关键词：PCB抄板 抄板技术 车用LED电路图

　　近年来，高亮度LED应用发展神速，特别是在指示牌、交通信号灯方面。而对汽车应用来说，LED亦有极大的吸引力，长寿命、抗震、高效、对光源良好的控制能力，都是它的优势。当然，相对于白炽灯，LED需要驱动电路，还有汽车电气是靠酸铅蓄电池供电的，是机械驱动的交流发电机充电，这类电池适合白炽灯，不适用LED，因此，设计一种稳压性能良好而又低噪声的驱动电路是十分必要的。而业内人士又可通过PCB抄板技术快速全面地掌握其设计精髓。

　　理论上，LED光输出与驱动电流有关，而与电源电压无关。对最低要求应用，如果电源电压稳定的话，一个电阻就可限制电流。值得注意的是，对这种最简单的应用电路，LED在一定程度上显示出自稳定特性。亦即，若温度升高的话，LED的光输出减少，但同时其正向压降亦降低，使驱动电流增加，从而补偿了较高温度下光输出的减少。遗憾的是，汽车电源的变化范围是很大的，在8V-18V之间，峰值电压可达几十伏。此外，高亮度LED驱动电流大，会在电阻上产生大量的热量，使散热设计复杂化。

　　相对简单的方案是使用线性降压稳压器(图1)，D1是一个稳压二极管，通过LED的电流设定为VD1/RSET。D2对基极二极管进行湿度补偿。这个电路仍然存在能量损失问题和电阻散热问题。对于低电流LED，尤其是串联后的LED正向压降和稍低于电源电压的场合，这个电路不失为经济有效的方案。

图1 简单稳流电路

　　在多数场合，开关电源提供一种更佳的电气解决方案。顾名思义，开关电源是开关工作的，在一个周期，对RLC电路充电;在下一个周期，存储的能量用来驱动负载。这类电路效率极高，一般都能达到90%以上，开关稳压器能提升电压，降低电压，还能产生极性相反的电压，这是线性稳压器所不具备的。

　　最简单的开关稳压器是图2所示的降压稳压器，输入电压与LED电压之间的压差对电感L充电，电流随之增加，当流达到预设的值时，控制电路将串联的晶体管关闭，在LED通路形成一个交变电流。注意，在LED驱动应用中，开关稳压电路控制电流的峰值。这个值由可编程IC或外部元件来设定。电流值也由FET开关漏极上检测电阻来定义。降压稳压器流过LED的电流是连续的，但是交变的，而对电源而言是不连续的，这对电源工作会产生一事实上的影响，也增加了电源线上的噪声。

图2 降压型开关稳流电路

　　如果电源电压低于所有LED串联电压和，就要选用升压稳压器。升压稳压器(图3)既要控制电流，又要控制电压，电路相对复杂些。升压稳压器在大电流情况下同样存在严重的干扰问题。因而最稳定又最安全的LED驱动器可采用升压与降压相结合的形式。一个升压稳压器可驱动几个并联的降压稳压器。这样，面对电源的是性能良好的升压稳压器，而在负载端则是高电流输出的降压稳压器。

图3 升压型开关稳流电路

　　所有开关电源都会产生噪声，电压型稳压器可以提高工作频率，在输出端用大电容来滤波，LED电源是稳流型的，降低噪声就得采取如下措施：

　　·降低工作频率。

　　·开关晶体管应用放置在电路板的中心区域。

　　·快速恢复二极管。

　　·LED区不要形成电流环路。

　　·缩短电缆和印制电路板上走线。

　　除了上述措施，新的方案也有助降低驱动电源的噪声。Melexis公司的MLX10801和MLX10803 LED驱动器采用伪随机开关频率发生器来降低电气噪声。图4是低噪声应用的电路实例，它符合CISPR25的5级标准，这里CISPR是国际无线电干扰特别委员法文的缩写。工作电感L1应根据开关频率和LED电流来确定。为了方便用户设计，公司还提供了一个软件和Excel表格，用来选取ROSC、RSET和RSENSE。