Цепь драйвера с светодиодным образованием автомобильного дисплея с использованием LP8864-Q1

По сути, это сделано для эффективной питания светодиодов в вашем автомобиле.

У него есть эти четыре высокие раковины тока, которые делают что-то, называемое смещением фазы. Что хорошо, так это то, что этот фазовый сдвиг автоматически корректирует, основываясь на том, сколько каналов мы на самом деле используем. Таким образом, это гибко в зависимости от установки.

Мы можем управлять яркостью светодиодной яркости, используя интерфейс I²C или вход ШИМ. Подумайте об этом, как о диммере, но намного точнее.

У контроллера Boost также есть эта адаптивная вещь, где он управляет выходным напряжением на основе напряжений запасных заповедников светодиодных тока.

Что это делает, так это очень умно: он сокращает потребление мощности, настраивая напряжение усиления, чтобы быть достаточным для того, что нам нужно. Все дело в том, чтобы быть эффективным. Кроме того, LP8864-Q1 имеет широко расстоянию регулируемой частоты, которая помогает ей не возиться с радио-группой AM. Никто не хочет статического, когда они слушают мелодии.

И еще больше! LP8864-Q1 может выполнять гибридные палочки с затемнением и аналогового тока. Это здорово, потому что он снижает EMI (электромагнитные помехи), делает светодиоды дольше и делает всю оптическую систему более эффективной.

Функциональная блочная диаграмма

Подробности распиновки

Таблица 4-1. Httsop PIN -функции

Таблица 4-2. QFN PIN -функции

Абсолютные максимальные оценки

(Действительно в рамках рабочего диапазона температуры свободного воздуха, если не указано иное)

Примечания:

1. Превышение этих абсолютных максимальных рейтингов может привести к постоянному повреждению устройства. Эти ограничения не указывают на функциональный диапазон работы. Работа за пределы рекомендуемых условий может снизить надежность, результаты воздействия или сокращение продолжительности жизни.
2. Значения напряжения измеряются относительно булавок GND.
3. Для применений с высокой диссипацией мощности и термическим сопротивлением температура окружающей среды может потребовать снижения. На максимальную температуру окружающей среды (T_A-MAX) влияет ограничение температуры соединения (T_J-MAX = 150 ° C), рассеяние мощности (P), тепловое сопротивление соединения и градиент температуры (ΔT_BA) между системной платой и окружающим воздухом. Отношения есть:
   T_a-max = t_j-max-(θ_jb × p)-Δt_ba
4. Устройство включает в себя внутренний механизм теплового отключения, чтобы предотвратить перегрев. Выключение происходит примерно T_J = 165 ° C. , и возобновляет нормальную работу, когда T_J = 150 ° C. Полем

Рекомендуемые условия эксплуатации

(Действительно в рамках рабочего диапазона температуры свободного воздуха, если не указано иное)

Примечания:

1. Все значения напряжения ссылаются на булавки GND.

Схема

Подробное описание

Итак, LP8864-Q1-этот высокоэффективный светодиодный драйвер, который идеально подходит для автомобильных вещей. Мы говорим о таких вещах, как эти причудливые информационно-развлекательные дисплеи, кластеры прибора в вашем автомобиле и даже дисплеи Heads-Up (HUD), а также другие системы подсветки светодиодных подсветков.

По сути, если это зажигает что -то в вашей машине, этот чип может быть за этим.

Теперь по умолчанию вы можете контролировать, насколько яркие светодиоды используют вход ШИМ, который довольно стандартный. Но получите это, вы также можете настроить яркость через интерфейс I2C, что дает вам дополнительную гибкость.

Для настройки вещей у нас есть эти внешние резисторы, которые вы подключаетесь к конкретным контактам - BST_FSET, PWM_FSET и ISET. Эти резисторы позволяют вам установить параметры ключей, такие как частота усиления, частота светодиодной шарики и сколько тока переходит к этим светодиодным строкам.

Также есть этот PIN -код, который похож на репортер. Если что -то пойдет не так, это даст вам знать, и вы сможете очистить статус либо через интерфейс I2C, либо автоматически, когда пин EN выйдет низко.

Этот чип - это чистое пухление ШИМ, которое имеет шесть светодиодных драйверов, каждый из которых продвигается до 200 мА. Но вот где он становится универсальным, вы можете объединить эти выходы вместе, если вам нужно управлять светодиодами с более высокими токами.

Резистор ISET устанавливает максимальный ток светодиодного драйвера, и вы можете точно настроить его еще дальше, используя I2C-контролируемый LEDX_CURRENT [11: 0].

Резистор PWM_FSET - это то, что вы используете для установки светодиодной выходной частоты ШИМ, в то время как резистор LED_SET сообщает вам, сколько активных строк светодиодов. В зависимости от того, как вы его настроили, устройство автоматически регулирует фазовую сдвиг.

Например, если вы находитесь в режиме четырех строк, каждый вывод изменяется на 90 градусов (360 °/4). И не забывайте, что какие -либо выходы, которые вы не используете, должны быть привязаны к GND, который отключает их и убедится, что они не связываются с адаптивным управлением напряжением и не вызывают никаких ложно -светодиодных предупреждений.

Чтобы все работало эффективно, между VOUT и вывод FB существует разделитель резистора, который устанавливает максимальное напряжение усиления.

Класная часть состоит в том, что устройство постоянно наблюдает за напряжениями активных светодиодных строк и регулирует напряжение усиления до самого низкого уровня, в котором он нуждается. Вы можете установить частоту переключения усиления от 100 кГц до 2,2 МГц, используя резистор BST_FSET.

Кроме того, он имеет мягкую функцию, чтобы сохранить текущий рисунок от вашего источника питания при запуске. И он может даже обрабатывать внешнюю линию питания, чтобы прекратить утечку батареи, когда она выключена, а также дает вам некоторую изоляцию и защиту от неисправностей.

LP8864-Q1-это замечательное устройство, которое поставляется с множеством возможностей обнаружения неисправностей, когда речь идет о обеспечении надежности и защиты системы. Позвольте нам в подробности того, что делает этого водителя таким надежным!

Комплексные функции обнаружения неисправностей:

Обнаружение открытых или коротких светодиодных струн: Эта функция имеет решающее значение, потому что она идентифицирует любые неисправности в светодиодных струнах, предотвращая чрезмерное нагревание, которое может произойти, если есть открытый или короткий замыкание. Это означает, что мы можем обеспечить безопасность наших систем от потенциальных повреждений из -за неисправных светодиодов.

Обнаружение светодиодов закорожено на земле: LP8864-Q1 следит за ситуациями, когда светодиоды могут непреднамеренно коротко на землю, что является еще одним слоем безопасности, на которые мы можем положиться.

Мониторинг значений внешнего резистора: Он следит за внешними резисторами, подключенными к различным контактам, таким как ISET, BST_FSET, PWM_FSET, LED_SET и MODE. Если какой -либо резистор выйдет из диапазона, мы получим уведомление, позволяя нам предпринять корректирующие действия, прежде чем какие -либо проблемы будут расти.

Повысить защиту цепи: Эта функция гарантирует от условий перегрузки и перенапряжения в преобразователе усиления, обеспечивающих работу наших цепей в безопасных пределах.

Защита от недостатки для устройства (VDD UVLO): LP8864-Q1 непрерывно контролирует напряжение на штифте VDD. Если он обнаруживает условия низкого напряжения, мы можем предотвратить неисправность еще до того, как он начнется.

Защита от перенапряжения для входа VIN (VIN OVP): Он чувствует чрезмерное напряжение на выводе vsense_p, что помогает защитить наше устройство от потенциальных повреждений из -за высокого напряжения.

Защита от недостатки для входа VIN (VIN UVLO): Подобно своему аналому VDD, эта функция обнаруживает условия низкого напряжения через контакт UVLO, добавляя дополнительный уровень безопасности для нашей входной мощности.

Защита от перегрузки для входа VIN (VIN OCP): Следив за разницей напряжений между контактами VSENSE_P и VSENSE_N, это помогает нам обнаружить чрезмерный рисунок тока, что имеет решающее значение для поддержания целостности работы.

Основные особенности

Управление интерфейсом:

En (включить вход): Думайте об этом как о выключателе включения/выключения для LP8864-Q1. Когда напряжение на выводе EN поднимается выше определенной точки (вених), тогда устройство поднимается. Когда он падает ниже другой точки (Венил), он закрывается. Когда это происходит, все внутренние вещи начинают работать.

ШИМ (модуляция ширины импульса): это способ по умолчанию, как мы контролируем яркости светодиодного тока. В основном он регулирует рабочее цикл, чтобы уменьшить или осветлить светодиоды.

Int (прерывание): это похоже на будильник. Это открытый выходной сигнал, который говорит нам, когда что-то пойдет не так.

SDA и SCL (интерфейс I2C): это линии данных и часов для интерфейса I2C. Мы используем их для контроля яркости тока раковины и для чтения любых условий неисправности для диагностики.

BST_SYNC: этот вывод предназначен для частоты переключения преобразователя Boost. Вы можете подавать его внешним тактовым сигналом для управления режимом тактового тактового управления.

Устройство автоматически обнаруживает внешние часы при запуске. Если внешних часов нет, то он использует свои собственные внутренние часы.

Вы также можете привязать этот штифт с VDD, чтобы включить функцию спектра разброса BOOST или привязать его к GND, чтобы отключить его.

PIN -код ISET: мы используем это для установки максимального уровня тока для каждой светодиодной строки.

Настройка функции:

PIN BST_FSET: Используйте это, чтобы установить частоту переключения усиления, подключив резистор между этим штифтом и заземлением.

PWM_FSET PIN: он устанавливает частоту дыхания светодиода с использованием резистора на землю.

PIN -код режима: этот штифт устанавливает режим затемнения с использованием внешнего резистора на землю.

PIN LED_SET: используйте это для настройки настройки светодиодов с резистором на землю.

PIN -код ISET: это устанавливает максимальный уровень светодиодного тока на PER PIN -код.

Поставка устройства (VDD):

PIN VDD обеспечивает мощность во всех внутренних частях LP8864-Q1. Вы можете использовать либо 5 -В, или 3,3 В, обычно из линейного регулятора или преобразователя постоянного тока/постоянного тока, убедившись, что он может обрабатывать не менее 200 мА тока.

Включить (en):

LP8864-Q1 активируется только тогда, когда напряжение на выводе EN выше определенного порога (вених) и деактивирует, когда напряжение падает ниже другого порога (Venil).

Все аналоговые и цифровые компоненты становятся активными после того, как LP8864-Q1 включен через вывод. Если вывод EN не активен, то интерфейс I2C и обнаружение неисправностей не сработают.

Зарядный насос

Теперь позвольте нам проверить, как мы можем управлять ситуацией заряда насоса в нашей настройке. По сути, у нас есть интегрированный регулируемый зарядный насос, который может стать реальным активом для поставки привода затвора для внешнего FET контроллера Boost. Вот совок:

Таким образом, прохладная вещь в том, что этот зарядный насос может быть включен или отключен автоматически. Он выясняет, соединены ли VDD и штифт Cpump вместе. Если напряжение при VDD составляет меньше 4,5 В, то зарядный насос нажимает, чтобы генерировать напряжение затвора 5 В. Это то, что нам нужно для управления этим внешним переключающим FET.

Теперь, если мы собираемся использовать зарядный насос, нам нужно будет выставить конденсатор 2,2 мкл между булавками C1N и C1P. Это помогает ему сделать свое дело.

С другой стороны, если нам не нужен зарядный насос, не беспокойтесь! Мы можем оставить не связанные выводы C1N и C1P. Просто не забудьте связать булавки Cpump с VDD.

Независимо от того, используем ли мы зарядный насос или нет, нам нужен 4,7 мкл конденсатор Cpump, который хранит энергию для ворота. Очень важно, чтобы этот конденсатор Cpump использовался в обоих сценариях (зарядный насос или отключен), и мы хотим поместить его как можно ближе к булавкам Cpump.

В основном, если зарядный насос включен, у нас есть пара статусов, которые могут дать нам полезную информацию.

Сначала у нас есть бит cpcap_status. Этот парень говорит нам, был ли обнаружен ли конденсатор Fly. Это похоже на небольшое подтверждение, что все подключено правильно.

Далее есть бит cp_status. Это показывает нам статус любых неисправностей насоса заряда. Если что -то пойдет не так с зарядным насосом, этот бит сообщит нам. И это также генерирует сигнал Int, который похож на предупреждение, что что -то требует нашего внимания.

Теперь вот удобная функция: если мы не хотим, чтобы ошибка заряда вызвала прерывание на штифте INT, то мы можем использовать бит CP_INT_EN, чтобы предотвратить его. Это может быть полезно, если мы хотим справиться с ошибкой по -другому или если мы не хотим, чтобы их постоянно прерывали.

Повышение преобразователя

Итак, в основном мы говорим о контроллере усиления, который похож на повышенное устройство для напряжения в цепях. В частности, LP8864-Q1 использует элемент управления током для обработки этого преобразования DC/DC DC/постоянного тока, и то, как мы получаем правильное напряжение для светодиодов.

Концепция Boost работает с использованием топологии, контролируемой текущим модом, и у нее есть этот велосипедный предел тока. Он следит за током, используя чувственный резистор, который подключен между ISNS и ISNSGND.

Если мы используем резистор Sense 20 мОм, то мы смотрим на предел тока цикла 10A. В зависимости от того, что мы делаем, этот смысл резистор может быть от 15 мОм до 50 мОм.

Также мы можем установить максимальное напряжение усиления, используя внешний разделитель резистора FB-пин, который подключен между Vout и FB.

При BST_FSET внешний резистор позволяет регулировать частоту переключения усиления между 100 кГц до 2,2 МГц, как указано в следующей таблице. Для гарантирования правильного функционирования требуется точный резистор на 1%.

Повысить предел тока цикла за велосипедом

Напряжение, которое существует между ISNS и ISNSGND, играет решающую роль здесь, потому что оно используется как для тока зондирования контроллера DC/DC Boost, так и для настройки для предела тока цикла.

Теперь, когда мы достигнем этого предела тока велосипедов, контроллер немедленно отключит переключающий mosfet. Затем в следующем цикле переключения он снова включит его. Этот механизм действует как общая гарантия для всех связанных компонентов постоянного тока/постоянного тока, таких как индуктор, диод Шоттки и переключение MOSFET, гарантируя, что ток не выходит за рамки их максимальных пределов.

И этот лимит тока цикла не приведет к каким-либо неисправностям на устройстве.

где, visns = 200 мВ

Продолжительность/выключение контроллера Мин

В таблице ниже показано самое короткое время включения/выключения для контроллера DC/DC DC/DC. Секции системы должны уделять особое внимание минимальному времени отключения. Предполагается, что увеличение и уменьшение времени узла SW превышает минимальный период отключения, чтобы предотвратить не выключение MOSFET контроллером.

Повысить адаптивное управление напряжением

Ускорение адаптивного контроля напряжения с помощью преобразователя DC/DC LP8864-Q1 отвечает за создание напряжения анода для наших светодиодов. Когда все работает плавно, выходное напряжение Boost регулирует себя автоматически в зависимости от напряжения запасных заседаний потока светодиода. Эта полезная функция известна как адаптивное управление повышением.

Чтобы установить количество светодиодных выходов, которые мы хотим использовать, мы просто используем контакт LED_SET. Только активные светодиодные выходы контролируются для управления этим адаптивным напряжением усиления. Если какие -либо светодиодные строки сталкиваются с открытыми или короткими ошибками, они быстро исключены из цикла адаптивного контроля напряжения, обеспечивающих оптимальную производительность.

Цикл управления пристально следит за напряжением штифта светодиодного водителя, и если какой -либо из светодиодных выходов опускается ниже порога Vlearroom, то он повышает напряжение усиления. И наоборот, если какие -либо из этих выходов достигают порога vlearroom, то напряжение усиления снижается соответственно. Для визуального представления о том, как работает это автоматическое масштабирование на основе напряжения OUSX-PIN, VALCHROOL и vAledroom_hys, мы можем обратиться к рисунку ниже.

Резистивный разделитель, состоящий из R1 и R2, играет решающую роль, определяя как минимальные, так и максимальные уровни для адаптивного напряжения повышения. Интересно, что схема обратной связи постоянно работает как в топологиях Boost, так и в канке. Когда мы выбираем наше максимальное напряжение усиления, то важно основывать это решение на максимальной спецификации напряжения светодиодной строки; Нам нужно, по крайней мере, на 1 В выше, чем этот максимум, чтобы убедиться, что наши текущие функционирование функционируют правильно.

Прежде чем активировать светодиодные драйверы, мы инициируем фазу запуска, где повышение достигает своего начального уровня - примерно 88% от диапазона между минимальным и максимальным напряжением усиления. После того, как наши каналы светодиодного драйвера будут запущены и запущены, то усиливает выходное напряжение, продолжает регулировать автоматически на основе OUTX PIN -напряжения.

Кроме того, разделитель резистора FB играет важную роль в масштабировании не только уровней повышения защиты от перенапряжения (OVP), а также уровней защиты от перегрузки (OCP), но и управляет уровнями короткого замыкания в таких приложениях, как HUD.

Разделитель FB Использование техники с двумя резисторными

Выходное напряжение и заземление подключено через схему разделителя с двумя резисторами в стандартной конфигурации FB-пин.

Приведенное ниже уравнение может использоваться для вычисления наивысшего напряжения усиления. Когда все светодиодные строки остаются отключенными или при выполнении открытого обнаружения строк, максимальное напряжение усиления может быть достигнуто.

Vboost_max = isel_max × r1 + ((r1 / r2) + 1) × vref

где

• Vref = 1,21 В.
• Isel_max = 38,7 мкА
• R1 / R2 Нормальный диапазон 7 ~ 15

Минимальное напряжение светодиодной строки должно быть больше, чем минимальное напряжение усиления. Это уравнение используется для определения минимального напряжения усиления:

Vboost_min = ((r1 / r2) + 1) × vref

где

• Vref = 1,21 В.

Контроллер Boost прекращает переключение FET Boost и устанавливает бит BSTOVPL_STATUS, когда достигнут уровень BOOST OVP_LOW. На протяжении всего этого состояния светодиодные драйверы остаются в эксплуатации, и когда уровень выходного выхода падает, усиливание переключается обратно в его обычный режим. Настоящее напряжение усиления вызывает динамический сдвиг в пороге низкого напряжения усиления. Уравнение ниже может быть использовано для его расчета:

Vboost_ovpl = vboost + ((r1 / r2) + 1) × (vfb_ovpl - vref)

где

• VFB_OVPL = 1,423V
• Vref = 1,21 В.

Контроллер Boost переключается на режим восстановления неисправности и устанавливает бит BSTOVPH_STATUS после достижения уровня BOOST OVP_HIGH. Следующее уравнение используется для определения повышенного порога высоковольтного уровня OVP, который также динамически варьируется в зависимости от напряжения тока: