自動車メーカーは、従来のフロントおよびリア・ライト、昼間点灯ライト、ストップ・ランプおよび方向指示灯にとどまらず、市場において自社の車の差別化を図るために発光ダイオード（LED）を使用しています。LEDは今や、サイド・マーカー、ナンバー・プレート、ブランドのロゴ、ウェルカム・ライト、アンビエント・ライトにも使われています。
これらのLEDを駆動するには、次の点を考慮します。
- 電流の精度：LEDの均質性が向上
- LEDの輝度の変化：ある種の調光機能が必要
- LEDの開放/短絡の診断と保護・過熱保護：自動車の安全性が常に最重要
- エネルギー効率を向上させる方法
従来、LEDはディスクリート・ソリューションにより、駆動されてきました。図1に代表的なオプションを3つ示します。オペアンプ（オプション1）、自動車用バッテリに直接接続して電力供給されるバイポーラ構成（オプション2）、ある種のシャント・レギュレーション（オプション3）です。
図1：LEDを駆動する代表的なディスクリート・ソリューション
まず、オペアンプがローサイドから駆動されるオプション1を見てみましょう。オペアンプにより、比較的高い精度（10%未満）が実現でき、LEDの調光も可能です。ただしこのソリューションでは、LEDの開放/短絡診断を実現することが困難です。また、ドロップアウト電圧は最大で1Vにもなり、エネルギー効率があまり良くありません。
ダイオードとNPNトランジスタで構成されるオプション2もよく使われます。このソリューションは簡潔で費用対効果が高いものですが、約20%の精度しか得られず、とても十分とは言えません。ドロップアウト電圧は1.2Vにもなることがあり、オプション1と比べてもエネルギー効率が低くなります。この場合でもLEDの開放/短絡診断ができず、パルス幅変調（PWM）調光も利用できません。現在の設計にこのソリューションは古すぎます。
オプション3は、非常に高い出力精度（5%未満）が要求されるアプリケーションによく見られます。ドロップアウト電圧はきわめて高くなります（最大3V）。このソリューションでは、診断機能もPWM調光も利用できません。そのため、このオプションの適用範囲は狭く、トレードオフが非常に大きくなります。
すべてのソリューションにそれぞれメリットとデメリットがあります。しかし、低コストのモノリシック・ソリューションは、ディスクリート・ソリューションに比べて、システム・レベルの部品数を減らし、電流の精度や信頼性を大幅に高めることができます。図2の『TPS9261x-Q1』ファミリは、まさにこの目的のために設計されました。
図2：『TPS9261x-Q1』の簡略回路図
『TPS92610-Q1』デバイスは、自動車用バッテリで動作する、シングルチャネルのハイサイドLEDドライバです。シンプルで洗練されたソリューションにより、1本のLEDストリングに定電流を供給し、完全なLED診断を実行できます。その精度は7%と高く、ほとんどのアプリケーションに適しています。
『TPS9261x-Q1』には、SOT（Small Outline Transistor）-23から、MSOP-8、放熱特性の優れたHTSSOP（thin shrink small-outline package）-14まで、出力電力レベルに応じたさまざまなパッケージ・オプションがあります。このファミリのシングルチャネル車載用LEDドライバを用いれば、ディスクリート・ソリューションに別れを告げることができるでしょう。
参考情報
- 関連ブログ “Drive LEDs in virtual reality applications”（英語）
- LEDドライバの詳細はこちら
- 車体エレクトロニクスと照明の詳細はこちら
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※上記の記事はこちらのBlog記事（2018年4月12日）より翻訳転載されました。
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