汽车应用红外LED照明安全控制器NCV7694深度解析

在汽车应用领域，图像传感器的性能提升至关重要，而红外LED照明作为其重要的补充，能够在不同光照条件下为图像传感器提供清晰的成像环境。ON Semiconductor推出的NCV7694安全控制器，就是专门用于驱动红外LED照明的关键器件。下面我们就来详细了解一下这款产品。

文件下载：NCV7694-D.PDF

产品概述

NCV7694是一款可以通过外部MOSFET驱动一串红外LED的设备。这些红外LED用于照亮图像传感器的周围环境，但由于LED可能会对最终用户的眼睛造成伤害，因此在故障情况下需要关闭LED的电源供应。

产品特性

安全防护特性

• 防止长时间开启：通过外部电阻 (R{ETI}) 定义发射光强度的最大 (T{ON}) 时间，避免LED因曝光时间过长而对人眼造成伤害。
• 防止频繁开启：外部电阻 (R_{FRL}) 定义来自图像传感器的FLASH信号的最大频率，防止LED开启过于频繁。
• 硬件互锁保护：当控制信号失效或LED电源路径出现故障时，带有硬件互锁的LED驱动器有助于保护用户的眼睛。

其他特性

• 恒流输出：为LED串驱动提供恒定电流输出，确保LED亮度稳定。
• 故障检测：能够检测开路负载、接地短路和VS短路等故障，并通过DIAG引脚报告故障，可直接禁用DC/DC转换器以防止可能的损坏。
• 亮度编程：通过与MOSFET晶体管串联的外部电阻，可轻松编程LED的亮度水平。
• 符合安全标准：AEC - Q100合格且具备PPAP能力，采用ASIL - A安全设计，符合ISO26262标准。

应用场景

• 车内监控传感器：为车内监控摄像头提供红外照明，确保在低光照环境下也能清晰成像。
• 汽车摄像头红外照明：增强汽车摄像头在夜间或低光照条件下的拍摄效果。
• 机器视觉系统：为机器视觉系统提供稳定的红外光源，提高系统的识别精度。
• 监控系统：在监控场景中，为摄像头提供红外照明，实现24小时不间断监控。

关键参数与设计要点

推荐外部组件

组件	功能	最小值	典型值	最大值	单位
C1	去耦电容		100		nF
R1	FB电流感测电阻		100		mΩ
	DIAG上拉电阻		20		kΩ
R3	曝光时间限制电阻	0.8		15	kΩ
R4	帧率限制电阻	0.8		15	kΩ
REMC2	可选的VSTR引脚EMC屏蔽电阻		1000		Ω
REMC3	可选的GATE引脚EMC屏蔽电阻		200		Ω
REMC4	可选的FB引脚EMC屏蔽电阻		750		Ω

电气特性

在 (7V < VS < 28V)、(R{ETL}=4.99kΩ)、(R{FRL}=1.96kΩ)、(4V < V{STRING} < 28V)、晶体管为NVTFS5C478NL、LED为SFH 4725AS、(R1 = 100mΩ)、(-40^{circ}C ≤ T{J} ≤ 125^{circ}C) 的条件下，NCV7694具有以下电气特性：

• 电源电压：工作范围为7V至28V。
• 欠压锁定：欠压锁定阈值为4.0V至5.0V，滞回电压为150mV至550mV。
• 电源电流：正常工作时，电源电流在3.8mA至6.0mA之间；故障情况下，电源电流也在4.0mA至6.0mA之间。
• 热关断：热关断阈值为130°C至170°C，热滞回为15°C。

引脚功能

引脚编号	标签	描述
1	VS	设备的电源电压
2	DIAG	诊断输出
3	FLASH	闪光曝光时间的逻辑输入
4	R ETL	外部电阻定义最大曝光时间限制
5	R FRL	外部电阻定义最大帧率限制
6	GND	接地
7	FB	反馈参考输入300mV
8	GATE	外部MOSFET的栅极驱动
9	DET	LED短路检测输入
10	V STRING	短路参考电压

故障检测与保护机制

过压和欠压保护

当电源电压超出正常范围时，欠压锁定功能会保护设备，防止异常启动。当内部温度超过热关断阈值时，热关断电路会关闭驱动器，并通过DIAG引脚报告故障。

闪光脉冲限制

如果FLASH脉冲的持续时间超过预定义的时间或脉冲重复过于频繁，晶体管的栅极将被关闭，同时DIAG引脚会报告故障。

开路负载检测

当在FLASH为高电平和 (V{STRING} > V{STRth}) 时出现开路负载故障，22μs的消隐时间可消除误报。消隐时间结束后，NCV7694会立即在DIAG引脚报告故障。

接地短路检测

当在 (V{STRING} > V{STRth}) 且FLASH为低电平时出现接地短路，10μs的消隐时间可消除误报。消隐时间结束后，NCV7694会在DIAG引脚报告故障，并关闭 (V_{STRING}) 电压以保护LED。

短路到VS检测

当LED阴极短路到 (V{STRING}) 电压且FLASH为高电平和 (V{STRING} > V_{STRth}) 时，10μs的消隐时间可消除误报。消隐时间结束后，NCV7694会立即关闭GATE输出，保护外部晶体管，并通过DIAG引脚报告故障。

封装与订购信息

NCV7694采用10引脚DFN封装，具体订购信息如下：	设备	封装	包装形式
NCV7694MW0R2G	DFN10（无铅）	2500/卷带包装

总结

NCV7694作为一款专门为汽车应用设计的红外LED照明安全控制器，具有丰富的安全保护特性和故障检测功能，能够有效保护用户的眼睛和设备的安全。其灵活的编程能力和稳定的电气性能，使其在汽车摄像头、车内监控等应用场景中具有广泛的应用前景。电子工程师在设计相关系统时，可以充分考虑NCV7694的特性，以提高系统的可靠性和安全性。你在实际应用中是否遇到过类似的LED驱动问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。