【应用】带自动寻址功能的驱动芯片,让氛围灯设计更简单
【摘要】汽车氛围灯是营造气氛的一种装饰灯,相对于分离实现的方案来说,集多种功能于一身,极大简化设计的单芯片LIN RGB氛围灯方案以MLX81106/8+RGB LED为核心,外围只需很少的几颗器件即可实现。本文以MLX81106/8为主分析了其在氛围灯方案中的优势所在。
汽车氛围灯的方案对比
随着人们对于汽车个性化、温馨及舒适性需求的增加,可变色的汽车内饰氛围灯在一些高端车型(如奔驰、宝马),甚至在一些自主品牌的车型上都已逐渐流行。下图1展示了氛围灯在车内的位置,包括顶灯、迎宾背光、档把、扶手等等,氛围灯模块的数量大约在10个左右,高端车型上达到了20个左右,有的甚至更多。
图1:车内氛围灯
目前实现氛围灯的方式有采用通用的8位MCU+LED驱动芯片+LIN收发器的系统架构。这种实现方式存在的问题:由于采用分离的实现方式,元器件数量多、使得整个PCB板的面积很难做小;并且通过EMC测试比较困难,同时可靠性不高,整体成本也没有多大优势。这里推荐一款世强代理的MELEXIS的单芯片LIN RGB氛围灯。该方案以MLX81106/8+RGB LED为核心,外围只需很少的几颗器件即可实现。下图2是基于MLX81106的氛围灯实现原理图及实物图。
图2:MLX81106的氛围灯实现原理图及实物图
从原理图和实物图上可以看出,整个模块只有几个元器件(包括MLX81106、RGB三基色LED、及2个滤波电容),这使得模块PCB面积仅有9mm X 9mm大小。当然,为了优化EMC性能,可在供电和LIN引脚上接稳压电容和防反接的保护二极管,这样可提高可靠性、并且也不会增加多少成本和PCB面积。
目前Melexis的MLX81106氛围灯方案,在整个汽车氛围灯市场上占有率达到了70%到80%。奔驰、宝马、通用等车厂的氛围灯均采用的是该方案。那该方案究竟有多大的魅力,能获得众多车厂的青睐呢?下面为您一一道来。
集多种功能于一身、设计简单的单芯片LIN RGB氛围灯方案
Melexis的MLX81106是属于其Micro/Mini LIN Slave Controller中的一款,另外还有MLX81107/MLX81108/MLX81109。下表1列出了它们的资源差异:
表1:Micro/Mini LIN Slave Controller系列产品
该系列的LIN Slave Controller内部集成了一个Melexis自己的16位MCU,比通用8位MCU速度更快,执行代码的效率更高。内部自带RC振荡器,最高频率可达24MHZ,存储器有24K(MLX81106/7) 和32K Flash(MLX81108/9)两种。有足够的容量存储用户程序代码(温度补偿和颜色偏差校准算法),128Byte EEPROM和512Byte RAM,使得用户可存储更多的颜色数据和自定义变量。
4个高压IO口(12V),可直接驱动RGB三基色LED,编程为恒流输出,最大驱动电流可达48mA,通过调节4个16位PWM波形的频率和占空比,可实现颜色渐变、混色和亮度调节等效果。LED阈值监控,可用于LED老化、色温偏差、温度和漏电流补偿。带预分频器的10位ADC、温度传感器和电压监测,可实时监控芯片和模块的电压和温度是否在正常范围之内。
集成电压调制器,输入电压在5.5V到18V,芯片都能正常工作。待机电流只有20uA,并且带过温关断和甩负荷保护功能。带支持自动寻址功能(采用总线分流电阻实现)的LIN收发器,波特率达到19.2Kbps,符合LIN2.X和J2602通讯标准,可将多个模块进行级联,装配之后自动分配ID,自动判断所在位置。不再受位置限制。
汽车级温度范围-40到125度、SOIC8和QFN20 5mm X 5mm封装,满足汽车严酷环境应用和小体积要求。
结语:
MLX81106/08是Melexis专门针对汽车氛围灯应用而开发的产品,和分离方案相比,Melexis的单芯片LIN RGB氛围灯方案,在性能、可靠性等方面,都有着诸多的优势。而MLX81107/09资源比MLX81106/08更丰富一些,它们不仅可用于汽车氛围灯,也可以用来驱动其他的负载如小功率的电机等。对于工程师来讲,利用Melexis提供的免费IDE MLX_Development_Tools及其MLX81106_7_Tools软件包,可自动生成相应的实例代码程序,在此基础上可快速开发出实际的产品。如需MLX81106样品和更详细的开发资料,请与世强联系或直接下载世强元件电商APP直接获取相关资料。
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