ADI 车载 LED 驱动器可为汽车应用提供最佳性能

基于 LED 的普及，车载显示屏和驾驶员监控系统 (DMS) 等汽车应用的发展势头日益强劲，在设计这些应用时，许多工程师可能会因为汽车行业对降噪、微型化和功能安全的严格要求而担忧。本文将介绍 ADI 适用于车载显示器和 DMS 的两种 LED 驱动器解决方案，其具有出色的性能，是需要精确控制的车载应用的理想之选。

车载应用中的 LED 种类繁多，例如 LED 前大灯、用于汽车导航系统和中央显示屏的 LED 背光以及用于 DMS 的红外 LED (IR LED)。ADI 拥有丰富的 LED 驱动器产品组合，可满足各类应用的特定要求。接下来我们以车载显示器和 DMS 为例，介绍 ADI 两种类型的 LED 驱动器。

近年来，随着仪表仪器、空调等控制面板的液晶化，以及数字后视镜的采用，车载显示屏的数量不断增加。与此同时，车载导航系统和中控显示屏的尺寸越来越大，分辨率也越来越高，因此 LED 背光电路面临着诸多挑战，例如：

 1. 降低成本的要求越来越严格，需要进一步减少零件数量。

2. 随着车载应用的多样化，分配给每个功能的电路面积有限，节省空间成为挑战之一。
3. 由于需要在短时间内将产品推向市场，进行复杂的电路设计的时间减少，需要简化电路设计。
4. 车载设备的电磁兼容性要求很高，因为车载设备不允许出现故障，而且降低噪音也是一个问题。
5. 屏幕变大导致电流值增加，需要使用 8 英寸及以上的大屏幕，并且要与增加的电流值相匹配的电路。

ADI 车载 LED 驱动器可解决以上车载显示器设计难题，下面以 MAX25014 车载背光驱动器为例子展开介绍，其主要功能如下图 (图1) 所示，可用于解决以下车载显示器的设计问题：

 1. MAX25014 只需一个外部元件即可配置升压保护电路，有助于减少元件数量。

2. 该系统最低可在 2.5 V 的电压下工作，即使在电池电压较低时也能防止显示屏幕闪烁。
3. 该驱动器的封装尺寸小至 4mm*4mm，易于在有限的空间内进行布局，能够轻松减小电路面积。
4. 该驱动器由于 I2C 控制，寄存器字数较少 (200 位)，可以减少通信过程中的软件负载，并简化电路设计。
5. 符合 EMC 标准：通过可降低电磁干扰的扩频功能和不依赖 PWM 的混合调光功能，可降低电磁噪声。
6. 四个通道电路中，每个电路都能承载 150mA 的电流，因此适用于 8 英寸及以上的大屏幕显示器。

此外，ADI 还提供具有自诊断功能的 MAX25024 LED 驱动器，它符合 ASIL-B 标准并具有和它相同的功能，大屏幕、高分辨率车载显示屏也可通过减少设计工时来实现，因此如果工程师在车载显示屏设计方面遇到如上问题，也可以考虑使用该产品。

接下来介绍用于 DMS 的 LED 驱动器。随着 ADAS (高级驾驶员辅助系统) 的普及，可监控驾驶员状态的 DMS 市场迅速增长。由于自动驾驶级别 3 级及以上的车辆必须配备 DMS，并且 Euro NCAP (欧洲新车评鉴协会) 也非常重视这一领域，因此其正在被加紧开发中。目前市场上大多数 DMS 使用的都是不易受阳光影响的红外 LED，因为它们有异于普通的 LED 灯，所以车载 LED 驱动器在驱动 LED 方面也存在各种挑战，例如：

1. 红外 LED 的电流会根据拍摄间隔 (如 30 帧/秒或 60 帧/秒) 频繁开关，导致峰值电流变得非常大，因此需要降低峰值电流。
2. 由于空间限制，为避免影响汽车内饰设计，通常考虑将驱动器嵌入支柱或方向盘附近，因此需要缩小尺寸。
3. 为防止红外 LED 持续照射对眼睛的伤害，需要在系统出现异常时进行检测和关闭，并进行精确的开/关控制。
4. 满足车载设备所需的 EMC 标准也是 DMS 面临的挑战之一。

ADI 的 IR LED 驱动器可为工程师解决以上难题，接下来将以 MAX25614 车载 IR LED 驱动器为例为大家进行介绍。MAX25614 是该系列的第二代解决方案，具有以下几个特点：

• 输入级内置 FET，采用 ADI 专有技术降低输入电流
• 适用于宽输入电压范围的降压-升压拓扑结构
• 针对 LED 短路和断开时的各种保护功能
• 扩频功能可降低 EMI

下图 (图2) 为 MAX25614 车载 IR LED 驱动器的内置功能图：

通过采用 MAX25614 车载 IR LED 驱动器，可以解决 DMS 开发中面临的以下问题：

 1. 输入级内置的 FET 可显著降低峰值电流。与其他解决方案相比，MAX25614 实际上降低了约五分之一的电流，因此电缆尺寸和连接器引脚数也可以减少，从而降低成本。

2. 与上一代产品相比，该评估板设计成功地减少了约 85% 的面积，如下图 (图3) 所示。降压-升压配置可将升压和降压集成到单个器件中，而内置 FET 和外围元件的加入则有助于大幅缩小整体电路尺寸。
3. MAX25614 配备了全方位的保护功能，包括电流控制和监控功能，它能有效控制红外 LED 灯，保护眼睛免受伤害，并且符合 ASIL-B 功能安全标准。
4. MAX25614 采用内置 FET 技术的峰值电流抑制功能可显著降低噪音，同时提供扩频功能，以减少电磁干扰。

利用 MAX25614 车载 IR LED 驱动器，可以在短时间内实现紧凑型高性能 DMS 并将其推向市场。以上介绍的解决方案均配有评估板，如下图 (图4) 所示，便于大家试用。

• 驾驶员监视器
• 平视显示器