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用集成式 8 开关无闪烁驱动器 控制矩阵式 LED 前灯中的单个 LED

时间:10-12 来源:21ic 点击:

,这 4 个 LED 由两个 1A 降压模式 LT3797 通道驱动 (来自 LT3797 升压的 20V 通道)。这个坚固的大功率系统可以扩展,用更多 LT3965 为更多 LED 供电,或者用更多并联通道为 LED 提供更大的电流。可以每个通道以 1A 电流驱动两个 LED 和驱动这个灵活前灯系统的功率。

  每通道超过一个 LED

  LT3965 的每通道可以支持 1 至 4 个 LED。尽管单独地控制每一个 LED 有利于实现故障保护或高分辨率的照明图案,但并不总是有必要这么做。每通道驱动多于一个 LED 可减少系统所需的矩阵式调光器的数量,而且就某些设计而言,这足以满足照明图案和调光要求。前灯、信号灯和尾灯的各个段可能有多达 4 个亮度相同的 LED。应急 LED 灯可能有 3 或 4 个 LED 以相同的图案闪烁和摆动。

  图 7 所示电路显示了每通道两个 LED 的系统,这个系统的 LED 数量与图 3 所示电路相同,但是仅用了一个而不是两个 LT3965 矩阵式调光器。

  图 7:灵活的 LT3965 可驱动不同 LED 串上的 LED 通道,每通道可驱动 1 至 4 个 LED。(完整的驱动器电路类似于图 3,但如本图所示,仅使用一个 LT3956。)

  当通过 I2C 接口发来的命令要求 LT3965 接通、断开或对一个通道调光时,受到影响的是由该通道的并联功率开关所控制之两个 LED。为了保持在 LT3965 电压限制范围内,16 个 500mA LED 仍然需要分成两个串联的 LED 串,如图 2 所示。可以使用与图 2 中相同的 LT3797 电路,但是仅用单个 LT3965 控制两个 LED 串的亮度。这说明,LT3965 中的每个 NMOS 并联功率开关可以不受其他影响而独立地配置,从而允许无穷多种矩阵设计。

  用于无闪烁 PWM 和渐变功能的全通道模式和单通道模式 I2C 命令

  LT3965 的 I2C 指令集包括一字、两字和三字命令。这些命令通过串行数据线 (SDA) 和主控器产生的时钟线 (SCL) 以高达 400kHz 的速度发送。主微控制器负责发送全通道模式 (ACM) 或单通道模式 (SCM) 写命令,以控制 LED 通道的亮度、渐变、开路门限和短路门限以及 LT3965 地址。

  广播模式 (BCM)、ACM 和 SCM 读命令要求 LT3965 报告其寄存器中的内容,包括开路和短路寄存器,以进行故障诊断。当发生新的故障时,LT3965 给出 ALERT 标记。确定哪个 LT3965 报告了故障以及确定了故障类型和通道后,微控制器可以对故障做出响应。在多个 LT3965 IC 报告故障的情况下,LT3965 可给主器件对故障报告排序,以防止差错信息重叠。这保证了警报响应系统的可靠性和正确性。LT3965 数据表中给出了寄存器和命令集的完整列表。

  ACM 写命令仅用两个 I2C 字,就可以即时接通或断开单一 LT3965 地址的所有 8 个通道,这些通道同时转换到接通或断开状态。将大量 LED 接通或断开会给 DC/DC 转换器施加一个明显的电流电压负载阶跃。这里介绍的转换器能从容地处理这些瞬变,而且几乎或完全不需要输出电容器和高带宽。

  如图 8 所示,对大量 LED 进行通断转换的 ACM 写命令不会使其他通道的 LED 电流产生可见闪烁或大的瞬态。之所以产生了如此小和可控的瞬态,是因为采用了以 LT3797 为主构成的大带宽降压模式转换器。

  图 8:本文所示 LED 矩阵驱动器设计具备最小的交叉通道瞬态效应或根本没有这种效应。例如,转换一半的通道,本文情况就是同时接通两个、关断两个,对其他 4 个未操作通道有很小或没有瞬态影响。未操作通道依然保持无闪烁。

  单通道模式写命令产生相对较小和快速的单 LED 瞬态。SCM 写命令一次仅用来将一个通道设定为 ON、OFF、有渐变或无渐变 PWM 调光。PWM 调光值在 1/256 和 255/256 之间,通过 3 字写命令传送,而 ON 和 OFF 可以用较短的两字命令传送。单个 SCM 写命令上的一个渐变位使得 LT3965 能够以内部确定的对数渐变在两种 PWM 调光级别之间移动,并且没有额外的 I2C 通信量。每个通道的开路和短路门限可利用 SCM 写命令在一个和四个 LED 之间设定。

  每个通道的 LED 短路和开路故障保护

  短路和开路保护是矩阵式调光器的一种固有优势。每个通道的 NMOS 电源开关能在 1 和 4 个串联 LED 之间进行并联分流。传统的 LED 灯串具备针对整个灯串开路或短路的保护功能,只有某些 IC 拥有输出诊断标记以指示这些故障情况。与此完全不同的是,LT3965 能提供针对个别通道短路和开路的保护并安然度过此类故障,使运作通道保持活动和运行状态,同时记录和报告故障情况。

当一个 LED 串中发生故障时,LT3965 会检测到这个故障,并加上 ALERT 标记,通知微控制器有问题需要解

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