【導讀】電動化日益發(fā)展的汽車的功耗抑制已成為一個重要的課題。LED的功耗、壽命、設計自由度和控制性優(yōu)異，被前照燈和室內(nèi)照明等多種功能使用。TDK集團中的功率電感器根據(jù)使用的LED驅(qū)動器不同，形成了最合適升壓型、降壓型和升降壓型等不同系統(tǒng)的廣泛電感器系列產(chǎn)品。
電動化日益發(fā)展的汽車的功耗抑制已成為一個重要的課題。LED的功耗、壽命、設計自由度和控制性優(yōu)異，被前照燈和室內(nèi)照明等多種功能使用。TDK集團中的功率電感器根據(jù)使用的LED驅(qū)動器不同，形成了最合適升壓型、降壓型和升降壓型等不同系統(tǒng)的廣泛電感器系列產(chǎn)品。
驅(qū)動LED需要恒定電流電路。為了從變動的蓄電池電壓中取出穩(wěn)定的電力，必須使用直流轉(zhuǎn)換器。使用的直流轉(zhuǎn)換器（LED驅(qū)動器）根據(jù)使用的LED數(shù)量和系統(tǒng)的不同，區(qū)分使用升壓型、降壓型和可同時升降壓的類型。假設蓄電池電壓降至6V左右，僅使用1個正向電壓為3.5V的一般白色LED時，使用降壓型，而串聯(lián)連接2-4個LED時，使用升降壓型，串聯(lián)連接5個以上時使用升壓型。此外，如果是具有前照燈、日間行車燈和轉(zhuǎn)向燈等多種功能的系統(tǒng)，有時會組合使用電路。
表1 LED驅(qū)動器的種類
雖然各個公司都有不同的稱呼，但是高功能的LED前照燈使用了改變照射范圍或自由改變輝度的配光可變功能。使用多個LED，根據(jù)需要調(diào)整各LED的輝度，改變亮度和照射范圍。基本電路構成如圖1所示。升高電池電壓（Boost）（約40-60V），然后用降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）為LED供電。
圖1 前照燈用LED燈電路構成
降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）后面有多個LED串并聯(lián)連接。（圖2）為了改變輝度，調(diào)整流過各LED的電流，在極端情況下，只點亮一個LED，對上圖的降壓（Buck）轉(zhuǎn)換器的輸出電感器上施加接近60V的電壓。因此，在這種用途中使用時，選擇電感值比較高的電感器（例：100μH）。在前面的升壓轉(zhuǎn)換器的平滑用電容器中，為了瞬間改變照射范圍，必須相對急劇的變動保持穩(wěn)定，因此需要耐壓100V、1-10μF的容量較大的電容器。
圖2 多個LED串并聯(lián)時的電路例
單燈型采用1個轉(zhuǎn)換器的方式，使用升降壓或升壓型。用于單功能車外照明、室內(nèi)照明、車載信息娛樂系統(tǒng)等。
多光束型采用2個轉(zhuǎn)換器，前面使用升壓電路，后面使用降壓電路或恒定電流電路，車外照明中的前照燈時，在高光束和低光束的切換構成中使用。或者附加DRL（日間行車燈）。
自適應前照燈系統(tǒng)也是2個轉(zhuǎn)換器，前面使用升壓電路，后面使用降壓電路或恒定電流電路，作為主前照燈、DRL、方向指示器等LED前照燈系統(tǒng)使用。
表2 LED前照燈的驅(qū)動電路
表3 TDK推薦電感器的產(chǎn)品系列
單燈型LED前照燈簡化了功能，切換高/低光束使用。這種情況下，使用約15W-30W的升壓（Boost）轉(zhuǎn)換器，代表性的電路構成如下所示。
輸出電壓由LED的串并聯(lián)數(shù)決定，大約為20-30V。升壓電路時，與降壓電路相比，開關損耗較大，難以實現(xiàn)高頻化。目前主要是200-400KHz。
圖3 升壓轉(zhuǎn)換器的電路實例
日間行車燈和室內(nèi)照明等、背光燈、方向指示器等功耗相對較少的照明使用恒定流電路、升降壓電路。
LED電路中使用的升降壓電路常使用SEPIC電路。
圖4
圖4所示的SEPIC電路實例中，使用2個電感器(L1、L2)和直流切斷用電容器(C1)。輸出以與一般升降壓轉(zhuǎn)換器相同的方式進行控制，通過以下公式求得。雖然以往的升降壓轉(zhuǎn)換器（電路B）輸入和輸出的極性相反，而SEPIC電路是相同的極性。基本關系式如下所示，輸出電壓與電容器(C1)的輸入電壓相同。
根據(jù)上述關系式，理論上在L1和L2施加的電壓(VL1、VL2)相同，可以替換為圈數(shù)1:1的聯(lián)結雙線圈（電路C）。采用雙線圈時，施加在磁芯上的負擔是1個時的兩倍，并且需要磁芯損耗小、直流重疊大的電感器。B82477D*系列適合TDK的電感器產(chǎn)品。DR磁芯使用低損耗材料，抑制磁芯的發(fā)熱。
圖5 2合1電感器：B82477D*系列
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