汽车应用的利器：NCV7685 12通道LED线性电流驱动器

在汽车电子领域，LED照明系统的应用越来越广泛，从仪表盘到尾灯，LED以其高效、耐用和节能的特点成为了首选。而onsemi推出的NCV7685 12通道LED线性电流驱动器，正是为汽车应用量身打造的一款优秀产品。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

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产品概述

NCV7685由十二个具有公共参考的线性可编程恒流源组成，专为汽车应用中的LED调节和控制而设计。它允许通过I²C串行接口为每个输出通道独立编程128种不同的占空比水平，PWM频率有四种不同配置，最高可达1200 Hz。该设备既可以与使用I²C总线的微控制器应用配合使用，也可以用于独立应用。此外，它还能为负载提供3.3 V电压参考，最大负载电流可达1 mA。

产品特性

强大的电流驱动能力

• 12个公共电流可编程源，每个通道最大可驱动60 mA电流，能够满足大多数汽车LED照明的需求。
• 每个通道可通过I²C独立进行PWM占空比控制，也可以进行公共PWM占空比控制，实现灵活的亮度调节。

丰富的功能特性

• 片上集成150、300、600和1200 Hz的PWM，可根据不同应用场景选择合适的频率。
• 具备开路LED串诊断功能，能够及时检测到LED故障。
• 低 dropout 操作适用于预调节器应用，降低功耗。
• 仅需一个电阻即可设置电流设定点，简化设计。
• 提供3.3 V/1 mA的电压参考，方便为其他电路供电。
• 8位I²C接口带有CRC8错误检测，保证通信的可靠性。
• 具有OTP银行，可用于独立操作（2种配置）。
• 输出使能引脚，方便控制输出通道的开关。
• 具备开路负载和欠压检测与保护功能，以及过温检测与保护功能，提高系统的稳定性和可靠性。
• 采用扩频振荡器，降低电磁辐射。

汽车级认证

NCV前缀适用于汽车和其他需要独特站点和控制变更要求的应用，符合AEC - Q100标准，具备PPAP能力。

应用场景

• 仪表盘应用：为仪表盘提供均匀、稳定的背光照明，确保驾驶员能够清晰读取信息。
• 后组合灯（RCL）：用于尾灯、刹车灯等，提高照明效果和安全性。
• 日间行车灯（DRL）：增强车辆在白天的可见性。
• 雾灯：在恶劣天气条件下提供更好的照明。
• 高位刹车灯（CHMSL）阵列：提高刹车灯的亮度和辨识度。
• 转向信号和其他外部调制应用：实现转向灯等的闪烁控制。

电气特性

电源和电压参考

• VS：模拟电源输入，当VS上升超过VSUV（典型值4.1 V）时，设备开始上电；当VS高于VS_OP最小值（典型值5 V）时，设备正常工作。
• VCC：提供3.3 V电压参考，可输出最大1 mA电流，主要用于为3.3 V负载供电。
• VDD：数字电源输入。

输出电流编程

通过Iset输入引脚可以定义最大电流，计算公式为： [Iset =1 V / R 1 quad( eq. 1)] [IOUTx =K × Iset (eq. 2)] 例如，当R1 = 2 kΩ时，根据公式1可得Iset = 500 μA，再根据公式2可得IOUTx = 50 mA。

其他特性

• 为避免所有驱动器同时激活时可能产生的干扰，在两组连续输出之间实现了典型400 ns的激活延迟。
• 设备的接地连接分为GND和GNDP两个引脚，都需要连接到应用PCB上。
• 当ISET引脚电压高于2.5 V时，可通过I²C总线将设备设置为OTP控制模式，但在正常模式下，仅连接外部ISET电阻时，无法访问OTP寄存器，且只有VS高于13 V时才能进行OTP编程。
• 当OEN输入电压为高时，所有输出通道根据I²C或SAM配置进行编程；当OEN电压低于0.7 V时，所有输出通道关闭；若OEN引脚浮空，内部下拉电阻会使所有通道关闭，且在VCC激活前10 s内，OEN引脚的最大斜率为5 mV。
• 通过CONF输入电压可选择不同的配置，当CONF输入电压低于0.7 V时，选择配置1；当高于1.66 V时，选择配置2，并且在错误模式下可以更改配置。
• I²C总线由SDA和SCL两根线组成，NCV7685作为从设备，可通过CRC8错误检测算法进行数据的接收和传输，数据传输速率最高可达400 kb/s。
• 设备能够检测每个独立通道的开路负载情况，通过连接到DIAGEN引脚的外部分频器可对检测阈值进行编程，当分频电压低于2 V时，LED诊断禁用；高于2 V时，诊断启用。DIAG为开漏输出引脚，当有输出处于错误模式时，可向微控制器发出警报。

数字部分和I²C寄存器

I²C总线通信

I²C总线由SDA和SCL两根线组成，用于设备之间的信息传输。NCV7685作为从设备，可接收和发送带有CRC8错误检测的数据。不同的ID代码对应不同的消息结构，用于访问不同的寄存器。

寄存器类型

• 硬编码寄存器：ID_VERS_1和ID_VERS_2，存储设备标识符和版本信息。
• OTP寄存器：ADD_SAM_SET、SAM_CONF_1和SAM_CONF_2，可进行编程设置。
• 易失性寄存器：包括I2C_CONF、I2C_STATUS、I2C_CH_STATUS、FAULT_STATUS、PWM_DUTY、PWM_D1 - PWM_D12、PWM_DUTY_EN和PWM_CONF等，用于控制和监测设备的运行状态。

CRC错误检测算法

默认情况下，CRC保护是关闭的，可通过激活OTP ERREN位（ERREN = 1）来启用。使用CRC8算法对包括地址和R/W标志在内的每个I²C字节进行计算，CRC多项式为 (x^{8}+x^{5}+x^{3}+x^{2}+x+1)。

封装和订购信息

NCV7685采用SSOP24 - EP封装，订购型号为NCV7685DQR2G，包装为2500/卷带。

总结

NCV7685是一款功能强大、性能可靠的汽车LED驱动器，具有丰富的功能和特性，能够满足汽车照明系统的各种需求。其灵活的配置和控制方式，以及完善的保护功能，为汽车电子工程师提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，工程师可以根据具体需求合理选择参数和配置，充分发挥NCV7685的优势。你在使用类似的LED驱动器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。