【LED】低成本汽车后组合灯

[i=s] 本帖最后由 呐咯密密 于 2024-12-19 14:32 编辑 [/i]<br /> <br />

[i=s] 本帖最后由 呐咯密密 于 2024-12-19 14:30 编辑 [/i]

具有灵活的内置PWM调光的驱动芯片

车身外部的后灯是品牌识别的关键差异化因素，确立了汽车后灯设计的主导地位。

后灯的独特形状让本已局促的电子模块空间更为紧张。关键在于除了要优化电气模块空间之外，还要降低它的成本。如今，为实现巧妙的空间利用，并提供具有成本效益的解决方案，后灯设计的常规做法是将停车灯和尾灯两种功能组合在一起实现。

汽车后组合灯

后灯是汽车安全要求的重要部分。不同的车灯功能允许汽车驾驶员表明他的意图（如改变速度和改变方向）。因为后灯内空间有限，通常使用相同的电路实现功能，然后仅用少量组件实现功能差异化。汽车后组合灯（RCL）就是这种实现方案的示例。RCL由尾灯（提示位置）和刹车灯（提示制动）共同组成。这两种功能灯光强度不同，但通常使用相同的LED。一般情况下，尾灯的灯光强度小于停车灯的灯光强度（大约10%）。脉冲宽度调制（PWM）信号通常用于实现所需的两种灯光强度水平，并为这两种功能使用相同的电路。

因为各家OEM厂商的要求不同，所以实现RCL的方法也不同。英飞凌LITIX? Basic+ TLD2252-2EP配备灵活的集成PWM引擎，使之成为简便、低成本RCL实现方案的理想选择。

灵活的PWM引擎

TLD2252-2EP的PWM引擎的工作原理基于与PWMI引脚相连的电容器CPWMI的周期性充放电。

图1：TLD2252-2EP PWM单元概念图（包括典型外部电路）、工作电压和时序

CPWMI电容器以精确的恒流充电和放电。I~PWM_SET~和I~PWM_RST~用两个分别与PWM_SET引脚和PWM_RST引脚相连的电阻器设置。流经PWM_SET引脚和PWM_RST引脚的电流互为镜像，构成PWMI引脚的电流源，以便对电容器C~PWMI~进行典型的1.7V至2.7V的1V振幅的充放电（图1）。

PWM_SET引脚和PWM_RST引脚构成固定的基准电压，调节在1.22V，分别用电阻器R~PWM_SET~和R~PWM_RST~创建两个基准电流I~PWM_SET~和I~PWM_RST~。

TLD2252-2EP的独特之处在于PWM引擎与输出控制解耦（图1）。这提高了设计灵活性，因为两个通道可以单独同步到PWM引擎。PWMO引脚用于在外部同步两个输出通道。这样在需要时允许PWM单元只控制一个通道。PWM单元甚至可以当作通用计时器引擎使用，驱动其他外部电路或其他LITIX? Basic或LITIX? Basic+器件（图3）。

为了同步输出通道，需要额外的反馈电路。来自PWMO引脚的信号可以反馈回IN_SET引脚，用来打开/关闭IN_SET电流。在PWM关闭时间，IN_SET降低为零，在PWM导通时间，它由R~SET~决定。如果PWMO信号驱动多个驱动器，反馈电路可以用一个二极管和一个电阻器构成（图2），也可以用一个三极管（NPN）和一个电阻器构成。

采用TLD2252-2EP构建RCL

作为OEM厂商的标识，后灯模块的设计和要求各不相同。根据具体设计和要求，存在不同的RCL模块实现方案。

在大多数情况下，尾灯功能和停车灯功能使用相同的LED。虽然两种功能的灯光强度不同，但我们必须确保用用尽量少的元器件来实现它们。TLD2252-2EP可帮助减少电子元器件的数量，同时为设置两种灯光强度提供准确的PWM引擎。

以一个用6个LED实现尾灯功能和停车灯功能的RCL模块为例。提供尾灯功能的灯光强度需要10mA电流，提供停车灯功能的灯光强度需要50mA电流。TLD2252-2EP使用集成PWM引擎实现两种灯光强度水平（图2），为实现这两种功能提供低成本解决方案。

!图片2.png

图2：采用TLD2252-2EP实现RCL模块。PWM信号在外部与两个输出通道同步

电阻器R~SET1~和电阻器R~SET2~分别将OUT1通道和OUT2通道上的输出电流设置成50mA，也就是刹车灯功能所需的电流水平。PWM引擎通过电阻器R~PWM_SET~、R~PWM_RST~ 和电容器C~PWMI~设置成20%占空比，并在尾灯功能下保持激活。两个输出通道通过PWMO引脚同步，实现所需的灯光强度。当激活刹车灯功能时，晶体管T~1~将PWMI引脚拉到接地端，关闭PWM引擎，提供全亮的灯光强度。

不过根据OEM厂商的偏好，LED的划分和它们的灯光强度可能不同。甚至单一功能的灯光强度也会有所改变。因为能让单个通道与PWM信号同步，TLD2252-2EP能轻松实现这个功能。

考虑前一个示例。现在，在刹车灯功能下，只使用6个LED中的3个，电流为100mA。在尾灯功能下，仍然使用全部6个LED，电流为10mA。

R~SET1~将OUT1的电流设为10mA（与之前的示例相似），而R~SET2~将OUT2的电流设为100mA。这时PWM引擎的占空比为10%，且在外部仅与OUT2同步。在图2中，PWMO信号可以只反馈给IN_SET2，因此电路中不再需要D1和RPWMO1。处于尾灯功能下时，只有OUT2被PWM信号驱动，且所有6个LED的灯光强度相同。在停车灯功能下，PWM引擎被关闭（晶体管T~1~ 将PWMI引脚拉到接地端），OUT2上的LED用100mA电流点亮到完整灯光强度。

在模块中使用时，TLD2252-2EP还提供另一个优势。它能用PWM信号驱动其它LITIX? Basic+器件，甚至是在TLD2252-2EP通道不需要任何PWM时（图3）。

!图片3.png

图3：TLD2252-2EP能用PWM信号驱动其他LITIX? Basic+器件

这里用9个LED构建一个RCL模块。在尾灯功能下，用50mA电流驱动所有LED。在刹车灯功能下，以200mA电流只驱动其中3个LED。将TLD2252-2EP与TLD2132-1EP相结合，共同实现这个模块。每个输出通道驱动3个LED构成的LED串。电阻器R~SET1~和电阻器R~SET2~用于分别将OUT1和OUT2的电流设置在50mA。电阻器RSET将TLD2132-1EP OUT的输出电流设置在200mA。TLD2252-2EP PWM引擎的占空比配置成25%。PWMO引脚与TLD2132-1EP同步。在尾灯功能下，仅有TLD2132-1EP的OUT通道受PWM信号驱动。两个TLD2252-2EP通道未在外部用PWM信号同步。

在灵活的PWM引擎之外，TLD2252-2EP还提供简化设计的另一功能。通过专门的使能引脚，可以单独激活每一个输出通道。这为设计提供了更大的自由度，因为每个通道都能用于不同的LED功能。这进一步减少了后灯模块中的元器件数量并最大限度缩小了PCB总空间。

在一个简单的尾灯功能和刹车灯功能示例中，每个功能使用专门的LED，体现出两个通道分开单独启用的优势。每个功能使用3个LED。仅用一个TLD2252-2EP实现这两个功能，并优化所需的物料清单（BOM）（图4）。

图4：单个通道激活允许TLD2252-2EP激活不同灯光功能，并优化所需的BOM

结论：

TLD2252-2EP非常适合不同的OEM厂商对后灯不同要求。它灵活的PWM引擎允许设计人员自由构建自己想要的后灯模块。TLD2252-2EP的两个通道能分开单独启用，可以用于两个独立的车灯功能，也可以用于汽车后灯组，从而满足世界上大多数OEM厂商的要求。采用TLD2252-2EP，不仅能最大限度简化设计工作，而且还能提供低成本的后灯。