一颗芯驱动整个车前灯组，这个控制器是怎么做到滴？

虽然每种汽车款式和型号的车前灯组可以配备富有创造性的各种LED电流和电压，但是它们通常最高达到30W总值。考虑到这一点，似乎应该有很多可满足灯组中每个灯串之功率和功能要求的驱动器，然而现实情况是并没有。。。

因为可满足灯组中每个灯串之功率和功能要求的驱动器必须接受相对较宽的电池电压范围，并采用一种升降压拓扑将其转换为各种各样的灯串电压它必须具有小巧和通用的特点，以便容易地安装到灯组十分受限的空间之中，并产生极低的EMI，从而尽量地减少研发工作量并免除增设昂贵EMI金属屏蔽外壳的需要。而且，它还应该是高效率的。

PowerbyLinearLT8391A2MHz升降压型控制器在满足所有上述要求方面具有独特性，可驱动整个车前灯组，而且还是仅采用单个控制器。

具低EMI的LT8391A2MHZ同步控制器

LT8391A是同类产品中首个用于LED电流调节的2MHz升降压型控制器。LT8391A非常高的2MHz开关频率允许使用单个小电感器，并实现面向高功率LED应用的小巧总解决方案尺寸。与那些将电源开关内置在IC封装之中的单片式转换器不同，诸如LT8391A等控制器能够以高得多的峰值电流（比如10A）驱动外部电源开关。这种峰值电流将会烧毁典型集成化转换器的小型IC封装。相比之下，采用外部3mm3mm同步MOSFET的控制器则能提供高得多的功率。这些MOSFET可与热环路电容器一起布置在狭小的空间以实现非常低的EMI。这种独特的峰值开关电流检测放大器架构把检测电阻器布设在功率电感器的旁边（位于至关紧要的输入和输出热环路的外部），这也降低了EMI。可选的扩展频谱频率调制(SSFM)进一步降低了该控制器的EMI。

图1中的2MHzLT8391A16V、1.5A(24W)升降压型LED驱动器拥有高达93%的效率，其采用了EMI滤波器和栅极电阻器，如图2所示。当去掉可选的EMI组件后，效率可提高1%2%。这款设计采用小型3mm3mmMOSFET和单个高功率电感器，即使在24W功耗条件下，该转换器的温升也是很低的。在12V输入时，所有组件在室温基础上的温升均不超过25C。在6V输入时，在采用标准的4层PCB且没有散热器或冷却气流的情况下，最热组件的温升小于50C。当面对低至4.3V的输入瞬变时，该转换器可在24W满负载条件下持续运行；或者通过模拟或PWM调光减小负载电流（当输入长时间下降时）。8A10A检测电阻器使得可在低VIN条件下提供该高功率。

图1：LT8391A2MHz16V、1.5A汽车升降压型LED驱动器达到CISPR25Class5EMI规格要求

图2：图1所示LED驱动器解决方案的效率。采用16V、1.5A演示电路DC2575ALED驱动器所做的测量（带和不带可选的EMI组件）

LT8391A具备最新的PWM调光特性和开路LED故障保护功能。这款同步升降压型控制器可调节流过一串LED的电流，这些LED的电压可能位于（也可能不位于）输入电压范围（例如：9V16V汽车电池或18V32V货车电池）之内。它可在低至4.0V的冷车发动输入情况下运行，并能承受高达60V的输入瞬态电压。LT8391A在120Hz提供高达2000:1PWM调光比，而且它能够使用其内部PWM调光信号发生器（无需从外部提供的PWM时钟）以实现高达128:1的准确调光比。

针对汽车应用的CISPR25EMI规格

图1中所示的2MHzLT8391ALED驱动器专为汽车前照灯而设计。它采用AEC-Q100组件并满足CISPR25Class5辐射EMI标准。扩展频谱频率调制(SSFM)降低了EMI，而且还在执行PWM调光的同时无闪烁地运行，如图7所示。其小型电感器以及特别小的输入和输出EMI滤波器突显了LT8391A的小尺寸。对于2MHz转换器而言，不需要使用大型LC滤波器，而是仅采用了小的铁氧体磁珠以降低高频EMI。

汽车EMI要求不容易通过高功率转换器得到满足。布设在大面积PCB上且靠近大电容器的高功率开关和电感器会形成不希望有的热环路，特别是在包括一个大检测电阻器的时候。独特的LT8391A升降压型架构将检测电阻器从降压和升压开关对热环路中去除，因而实现了低EMI。

图3和图4给出了图1所示24WLED驱动器的实测EMI。尽管该控制器具有2MHz工作频率和24W功率，但是这款升降压型LED驱动器仍然达到CISPR25Class5辐射和传导EMI规格要求。Class5规格是大多数汽车EMI测试的最严格要求和目标。不能达到Class5EMI规格要求的转换器要么在设计时置于汽车电路之外，要么就必须装入大的金属材料EMI屏蔽罩内。虽然屏蔽罩体积庞大并不会产生装配问题，但是增设屏蔽罩所花费的成本却是昂贵的。

图3：LT8391A演示电路DC2575A达到CISPR25Class5汽车辐射EMI规格要求

图4：LT8391A演示电路DC2575A达到CISPR25Class5汽车传导EMI规格要求

面向多光束LED灯应用的升降压

LED车前灯组可以是兼具创新性和艺术创意的。远光灯和近光灯可以与时髦漂亮和独具特色的昼间行驶灯(DRL)包裹在一起。因为昼间行驶灯仅在远光灯和近光灯关闭时才会需要，故可使用单个LED驱动器给远光和近光LED或昼间行驶灯供电。只有在LED驱动器具有灵活的输入至输出比、而且能对输入至输出电压进行升压和降压的情况下，这种做法才会奏效。升降压型设计可满足该要求。

图5中的多光束LT8391A升降压型LED驱动器能够驱动3V至34V的LED灯串电压。这使其能驱动一个近光灯串，并通过给近光灯串添加LED以创建一个远光灯。这同一个驱动器在切换之后，可驱动一个电压较高、但电流较低的DRL。

图5：用于近光灯、远光灯和DRL灯的LT8391A多光束LED车前灯组解决方案

从仅限近光灯的LED切换至近光/远光灯组合式灯串，就不会在输出电压或LED电流上产生尖峰脉冲，如图6a所示。LT8391A能够在升压、4开关升降压、和降压工作区之间平稳地转换。对于转换器来说，从LED数量少的灯串变更至LED数量多的灯串时不产生LED尖峰脉冲会是棘手的难题，然而这款多光束LED灯电路则能轻松地做到这一点。另外，从远光灯与近光灯组合模式切换至仅限近光灯模式也是非常干净的，未产生任何有害的LED尖峰脉冲，如图6b所示。

图6：波形显示：对于图5所示的LT8391A多光束LED灯应用电路，在远光灯+近光灯、近光灯和DRLLED灯串之间可实现平稳的切换

当切换至DRL灯串或从DRL灯串切换至其他灯串时，情况同样如此。图6c示出了怎样关闭近光灯并平稳地将DRL连接至输出电容器。甚至当LED电流从1A（远光灯和近光灯）变至700mA（含8个LED的DRL）时也未发生任何问题。还可以添加其他的饰物LED或信号LED，而且可使DRL闪烁以作为信号灯。图6d示出了怎样利用内部设定的PWM发生器对DRL进行PWM调光，然后当黑暗降临时平稳地切换至近光灯。

汽车环境需要能够在出现LED短路和开路情况时正常工作的强大解决方案。LED短路和开路情况利用图6所示的多光束LED灯解决方案安全地处理，并通过转换器的故障标记进行报告。

FE和QFN封装适合狭小紧凑的安放设计空间

LT8391A可提供4mm5mm28引线QFN封装（对于小尺寸应用要求）和28引线TSSOPFE封装（针对汽车设计）。这两种封装均具有耐热性能增强型GND焊盘，以利于消散内部INTVCCLDO因较高电压所产生的功耗。

这些转换器的内部LDOINTVCC稳压器能够以2MHz频率和大约15nC栅极电荷驱动4个同步MOSFET。图7示出了LT8391AFE2MHz16V、1.5A演示电路（DC2575A，基于图1所示的设计）的小尺寸。对于该高功率的通用型应用，仅需要单个5mm5mm电感器。

图7：紧凑型解决方案：采用LT8391A的2MHz演示电路DC2575A以1.5A驱动16VLED

图8：采用内部和外部PWM选项的PWM调光；分别为1%和0.05%

结论

LT8391A2MHz、60V升降压型LED驱动器控制器可为汽车前照灯中的LED灯串供电。该器件的特点包括其低EMI四开关架构和扩展频谱频率调制功能，用于满足CISPR25Class5EMI规格要求。独特的高开关频率允许其在高于AM频段的频率条件下工作，因而所需的EMI滤波非常之少。其小尺寸和通用性使之能够在具有各种电压和电流的车前灯组LED灯串中使用。