如何靈活設置車燈的LED驅動器－韋駄天物語

車載ヘッドライトのLEDドライバを柔軟に設定する方法

如何靈活設置車燈的LED驅動器

電子技術の進化により、車載フルLEDヘッドライトの機能を制御するための電子制御ユニット（ECU）が必須となっています。ECUは、ハイビーム、ロービーム、昼間走行灯、車幅灯、方向指示器、フォグ・ライトといったヘッドライト機能のためのLEDドライバで主に構成されます。この技術記事では、柔軟な設定が可能なLEDドライバを使用する利点について説明します。

隨著電子技術的發展，用於控制車載全LED前燈功能的電子控制單元（ECU）變得至關重要。 ECU主要由用於大燈功能的LED驅動器組成，例如遠光燈，近光燈，日間行車燈，側燈，轉向燈和霧燈。本技術文章討論了使用可配置LED驅動器的好處。

LEDが初めに車載ヘッドライトに使われるようになったときは、LEDドライバに接続されたハイサイド・スイッチが、それぞれのヘッドライト機能の該当のLEDを駆動していました。図1は、対応するヘッドライト機能ごとにLEDドライバを使用する、従来の車体制御モジュール（BCM）のブロック図です。ヘッドライトの機能ごとのLEDと入力電圧との関係から、ベストなDC/DCトポロジが決まります。

當LED首次用於車輛前照燈時，連接到LED驅動器的高端開關正在驅動每種前照燈功能的相應LED。圖1是傳統的車身控制模塊（BCM）的框圖，該模塊將LED驅動器用於每個相應的前燈功能。最佳的DC / DC拓撲由每個前燈功能的LED和輸入電壓之間的關係決定。

図1：従来の車載BCMで使用されるLEDヘッドライト用DC/DC LEDドライバ

図2は、よく使われるDC/DC LEDドライバのトポロジと、その電圧の関係を表した基本回路図です。

圖1：用於常規汽車BCM的LED大燈的DC / DC LED驅動器

圖2是一個基本電路圖，顯示了常用的DC / DC LED驅動器的拓撲與其電壓之間的關係。

図2：よく使われるDC/DC LEDドライバ・トポロジの基本回路図

圖2：常用的DC / DC LED驅動器拓撲的基本示意圖。

ハイサイドMOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）を必要とする降圧LEDドライバを除くすべてのトポロジは、ローサイドMOSFETコントローラで実装されます。そのことから、ローサイドMOSFETコントローラは、柔軟な設定が可能なLEDドライバの構築に不可欠な要素の1つです。

除需要高端MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的降壓LED驅動器外，所有拓撲都通過低端MOSFET控制器實現。因此，低端MOSFET控制器是構建靈活的可配置LED驅動器的基本要素之一。

電子技術が進歩し、自動車メーカーも車両に電子制御を組み込むことに抵抗がなくなっているので、最新の車載フルLEDヘッドライトは、マイコンを含め、新型のBCMを備えたECUを利用するようになるでしょう。ECUには、BCMからコマンドを受け取る際にマイコンを通して通信する機能が必要で、すべてのヘッドライト機能はそのコマンドに応じて制御されます。図3は、車載フルLEDヘッドライトに使われる最新のアーキテクチャです。

隨著電子技術的進步以及汽車製造商不願將電子控制技術集成到其車輛中，最新的汽車全LED大燈將使用帶有新型BCM（包括微控制器）的ECU。將當從BCM接收命令時，ECU需要通過微型計算機進行通信的功能，並且所有前照燈功能都根據命令進行控制。圖3顯示了用於汽車全LED前燈的最新架構。

図3：車載フルLEDヘッドライトの最新アーキテクチャ

圖3：汽車全LED大燈的最新架構

ECUのマイコンは、BCMから情報を受け取り、どのヘッドライトの機能をオンまたはオフにするかを判断します。さらに進んだモデルでは、ECUはBCMのコマンドに応じてヘッドライトの明るさを個別に変化させる必要があるでしょう。マイコンがデジタル・インターフェイスを介して個々のDC/DC LEDドライバとやり取りできるよう、ECU内部にSPIといった効果的なデジタル・プロトコル・ツールがあるのがベストです。

ECU的微計算機從BCM接收信息，並確定打開或關閉哪個前燈功能。在更高級的型號上，ECU將需要響應BCM命令單獨更改前照燈亮度。最好在ECU內使用有效的數字協議工具（例如SPI），以便微控制器可以通過數字接口與各個DC / DC LED驅動器進行交互。

デュアルチャネル、ローサイドN型MOSFETコントローラ『TPS92682-Q1』は、SPI（シリアル・ペリフェラル・インターフェイス）を備え、これによりデジタル制御を通してパラメータを使った設定が可能になります。ローサイドN型MOSFETコントローラを用いると、昇圧、バッテリ電圧までの昇圧、SEPIC（シングルエンド・プライマリ・インダクタ・コンバータ）、フローティング降圧などの、さまざまなDC/DC LEDドライバ・トポロジを構築することができます。SPIにより、マイコンはデジタル・プロトコルを通してパラメータ設定情報を提供することができます。さらに重要なのは、デュアルチャネルのデバイスには、ECUのコマンドに応じて柔軟にプログラムできる、完全に独立したコントローラが2つあることです。図4に示すように、6チャネルのECUを3個の『TPS92682-Q1』で構築することが可能です。

雙通道，低側N型MOSFET控制器“ TPS92682-Q1”具有SPI（串行外設接口），可通過數字控制進行參數設置。低端N型MOSFET控制器可用於構建各種DC / DC LED驅動器拓撲，包括升壓，升壓至電池電壓，SEPIC（單端初級電感器轉換器）和浮動降壓。 .. SPI允許微控制器通過數字協議提供參數設置信息。更重要的是，雙通道設備具有兩個完全獨立的控制器，可以根據ECU命令進行靈活編程。如圖4所示，可以使用三個“ TPS92682-Q1”構建一個6通道ECU。

図4：『TPS92682-Q1』を使った6チャネルECUのブロック図

圖4：使用“ TPS92682-Q1”的6通道ECU的框圖

『TPS92682-Q1』には、チャネルを電流出力にするか電圧出力にするかを設定できる機能があります。シンプルなECUは通常、さまざまなヘッドライト機能に対応した電流源をLEDに供給します。マトリクスLEDヘッドライトのようなより先進的なヘッドライトでは、LEDマトリクス・マネージャに適合するピクセル照度制御用に、LEDドライバが昇圧から降圧の設定になっている必要があります。図5は、先進的ヘッドライトのECUの標準的ブロック図です。

“ TPS92682-Q1”具有可以設置通道用於電流輸出還是電壓輸出的功能。簡單的ECU通常為LED提供電流源，以實現各種前燈功能。更高級的前燈（例如矩陣LED前燈）要求將LED驅動器配置為從升壓到降壓，以實現與LED矩陣管理器兼容的像素照明控制。圖5是高級大燈ECU的典型框圖。

図5：先進的ヘッドライトの標準的ECUブロック図

圖5：高級大燈的典型ECU框圖

『TPS92682-Q1』の2つのチャネルは、2相電圧出力レギュレータとして動作するようにプログラムすることができます。これにより、最大120Wの高出力が得られます。しかし、昇圧からフローティング降圧のアーキテクチャが必要なシンプルなヘッドライトLEDドライバもあります。一方のチャネルを昇圧出力として設定し、もう一方をフローティング降圧電流出力とすることで、昇圧からフローティング降圧のシンプルなLEDドライバを1個の『TPS92682-Q1』で構成することが可能になります。図6は、『TPS92682-Q1』を使用した、昇圧からフローティング降圧の概念図です。

可以將“ TPS92682-Q1”的兩個通道編程為2相電壓輸出調節器。這樣可以提供高達120W的高輸出。但是，也有一些簡單的前燈LED驅動器，它們需要增強浮動降壓架構。通過將一個通道設置為升壓輸出，將另一個通道設置為浮動降壓電流輸出，可以使用一個“ TPS92682-Q1”配置一個簡單的從升壓到浮動降壓的LED驅動器。圖6是使用“ TPS92682-Q1”的升壓至浮動降壓的概念圖。