高亮度 LED 斩露头角
　　实际上,很少听到有人在同一句话中使用“早期采用者”和“汽车市场段”两个短语。一些人也许会断言,这种并置会在矛盾修饰法中大行其道。然而,高亮度 LED 给汽车制造商带来了几个引人注目的特性,而且,虽然这种应用比较新,但它们的基本特性多数来源于制造 LED 指示器——比它们老得多并且已得到了很好证明的类似产品——的相同原理和类似工艺。
　　LED 汽车尾灯、转向信号灯、工作灯、刹车灯可克服钨丝白炽灯固有的几大缺点。汽车常常受到的中等程度冲击和震动会缩短灯丝寿命。同样,由灯丝电阻正温度系数引起的瞬间浪涌电流会加速灯泡的毁坏。热循环——刹车灯工作的一个重要特性,往往会缩短白炽灯寿命。
　　白炽灯泡的瞬间浪涌电流也使电路保护和故障检测的任务变复杂化。汽车制造商必须把保险丝额定值和故障检测阈值设定到足够大的电流值,才能适应浪涌电流幅值和持续时间,而不会发生保险丝烧断故障或不会检测到假故障。
　　相比之下,在汽车遭受典型振幅和频率范围内的冲击和震动的情况下,LED 结构比灯丝更牢固耐用。LGD结构的重量轻和尺寸小,从而可减少冲击和震动产生的机械力矩。LED 尺寸小,还使汽车设计师能够把照明灯设计得体积较小,并将其设计成更符合汽车总体设计的要求。例如,一些汽车不是把 CHMSL（中间高位刹车灯）模块安装在后盖板上,而是利用 LED 所需体积小这一点,把该功能包含在后备箱盖中（图 1）。
　　汽车尾灯照明与控制系统提出了几个有趣的问题,这些问题也会出现在控制器件和被控制器件彼此相距很远的其它系统中。LED 本质上是电流器件。电子空穴对在场致发光化合物内复合,并且在复合时发射光子。电流的增大会相应提高复合速度和光通量输出。这一过程的效率不是 100%（几乎达不到100%）,因此电流的增大还会通过 1-h功耗增加器件的自热。除非工作条件恶劣,否则 LED 一般不会像钨丝灯那样发生灾难性故障,但却往往会因老化而变暗。很多器件设计师把 LED 的寿命终止定义为光输出降至初始值 50% 的时间。过流和过热条件会加快 LED 寿命终止,因此多数器件制造商建议 OEM 仔细控制 LED 的能源。
　　这些特性暗示,为了达到 LED 在汽车 CHMSL 或尾灯组件中的 11 年预期寿命,汽车车体控制模块应该以恒定电流来操作各个器件。然而,正如 Analog Devices 公司汽车市场专家 Bill Reidel 所说,恒流设计使车体控制模块和灯组件之间的布线复杂化,并驱使设计师把功率控制 IC 从车体控制模块中取出,把它放入灯外壳中。恒压驱动能使控制 IC 保留在需要控制IC故障检测状态信息的控制模块内,而且能在同一设计中减少外部元件（即保险丝）的数量以及控制模块和灯外壳之间的布线数量。
　　Texas Instruments 公司汽车应用工程师 Keith Wolford 赞同地说：“LED 控制 IC 的功能之一就是保险丝的功能。如果你把LED 驱动器放置在灯外壳中,你就必须把电传送到那个位置,并给LED 驱动器装保险丝……而如果你有一个中央照明模块,则你必须做的仅仅是给连接该模块的电源馈线装保险丝。借助 LED 驱动器的诊断功能,如果连接某个灯外壳的电线短路,你就能用电子设备来保护它,而不必为每条灯外壳连线装保险丝。”
　　Analog Devices 公司的 AD8240 LED 驱动器/监视器是这种方法的具体体现。该器件工作电流是 300mA,供电电压范围是 9V ~ 27V。 PWM 输入控制着灯亮度,从而实现符合汽车规定的白天和夜晚不同最低亮度级。过流检测电路由一个外部高压侧分流电阻器和一个片上比较器组成。如果分流电阻器两端的电压降超过参考电压（一般是 5V）,过流检测电路就锁住输出驱动信号。锁存器在每个 PWM 周期之后会复位。
　　分流电阻器和外部 PNP 传送元件限制最高负载电流。制造商建议的0.1Ω ~ 0.5Ω分流电阻范围对应于 2A  ~ 0.4A 的最大负载电流。控制模块的微控制器通过一条 ADC 输入通道来读取 IC 检测引脚的读值,就能监视负载电流。售价为1.15 美元（1000 件批量）的 AD8240能 检测开路负载、短路和局部故障,如一串串联LED中的一个 LED 短路这种情形。这种驱动器/监视器IC采用 MSOP-8 封装。