隨著智能電動(dòng)車的快速發(fā)展，高端車型正逐步搭載更具表現(xiàn)力的智能燈光系統(tǒng)，通過(guò)動(dòng)態(tài)迎賓、自定義燈光標(biāo)識(shí)、近距離場(chǎng)景警示等豐富功能，大幅提升品牌辨識(shí)度，使其成為整車ISD智能交互與品牌表達(dá)的重要載體。為精準(zhǔn)契合智能電動(dòng)車照明領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用需求，絡(luò)明芯推出矩陣 LED 驅(qū)動(dòng)芯片IS32FL3761。該芯片采用全集成設(shè)計(jì)，更憑借硬件去鬼影、大于20K掃描頻率等核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)鬼影、無(wú)頻閃、低噪聲的卓越表現(xiàn)，專為高端汽車ISD 交互尾燈、智能座艙 Mini RGB 氛圍燈等高端應(yīng)用場(chǎng)景量身打造。

IS32FL3761 是一款33×12矩陣LED驅(qū)動(dòng)器，工作電壓范圍為2.7V~5.5V。芯片集成33路恒流源和12個(gè)掃描開關(guān)管，單顆芯片可驅(qū)動(dòng)多達(dá)396顆單色LED或132顆RGB LED。IS32FL3761低至1.2mA的靜態(tài)電流，同時(shí)芯片支持硬件（SDB引腳拉低）或軟件關(guān)閉功能，關(guān)斷電流低至0.6uA，大大降低了整個(gè)系統(tǒng)的功耗。33通道恒流源最大電流可通過(guò)外部電阻設(shè)置，最大電流為30mA/CH，8bit GCC寄存器可用于調(diào)節(jié)所有通道的亮度級(jí)別，此外還有8bit SL寄存器調(diào)節(jié)每個(gè)通道之間的亮度偏差。芯片提供12MHz SPI或1M I2C通信總線可供用戶選擇，更高通訊速度支持更多數(shù)據(jù)量，更好地實(shí)現(xiàn)各種炫酷效果。芯片支持最高12bit（4096級(jí)） PWM占空比調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)非常豐富RGB 色彩和細(xì)膩的亮度控制。此外，IS32FL3761內(nèi)部采用獨(dú)有的可選算法，支持（8+4）bit 或（6+2）bit PWM模式，其中（6+2）bit PWM模式LED PWM頻率為312kHz，對(duì)應(yīng)矩陣掃描頻率高達(dá)26kHz，超過(guò)20kHz能夠避免了人耳可聽到的電容嘯叫聲。典型應(yīng)用電路如圖1。

圖1、IS32FL3761典型應(yīng)用電路

去鬼影（De-ghosting）：上拉/下拉電壓配置+時(shí)序控制

在汽車ISD的應(yīng)用中，為了減少LED驅(qū)動(dòng)芯片使用，降低整個(gè)系統(tǒng)成本，往往需要選擇矩陣掃描LED驅(qū)動(dòng)芯片。矩陣掃描架構(gòu)中，LED 需 “行 + 列同時(shí)通電” 才能點(diǎn)亮。當(dāng)某一行（如 SW1）通電時(shí)，相鄰行（如 SW2）的 LED 雖未被選中，但 PCB 線路間的寄生電容會(huì)存儲(chǔ)少量電荷，這些電荷會(huì)通過(guò)未選中的 LED 形成微弱電流，導(dǎo)致 “本該熄滅的 LED 微微發(fā)亮”—— 這就所謂的 “鬼影”。車載中控屏、氛圍燈的 PCB 空間有限，LED 行列線路間距小，寄生電容更大鬼影問(wèn)題更突出。此外車載內(nèi)飾需 “精準(zhǔn)視覺反饋”，哪怕微弱的鬼影也會(huì)破壞體驗(yàn)。所以解決鬼影問(wèn)題對(duì)于車載應(yīng)用相當(dāng)重要。

IS32FL3761集成可編程去鬼影電路：芯片內(nèi)部為SWx和CSy引腳提供了獨(dú)立的可編程下拉/上拉電壓源（通過(guò)A3h寄存器配置）。

精準(zhǔn)電壓控制：內(nèi)部可配置7 檔下拉 + 7 檔上拉，用戶可根據(jù)實(shí)際的LED正向電壓與PCB布局，靈活設(shè)置最佳的下拉（SWPDV）與上拉（CSPUV）電壓，從根本上抵消寄生電容的電荷積累，消除鬼影。

智能功耗管理：可配置的消影電壓僅在“消影時(shí)間”內(nèi)開啟，相比全程開啟模式，可大幅降低靜態(tài)電流消耗，實(shí)現(xiàn)去鬼影效果與功耗的完美平衡。

提升LED可靠性：通過(guò)精準(zhǔn)控制下拉 / 上拉電壓差，減少未激活 LED 的反向負(fù)壓，提升可靠性，保證車載高溫環(huán)境下的 LED 壽命要求。

8+4bit/6+2bit高頻下的高分辨率，實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃，無(wú)噪聲

傳統(tǒng)的提高PWM分辨率方法，要么通過(guò)增加計(jì)數(shù)器位數(shù)（如從8bit增至12bit），這會(huì)顯著降低PWM頻率（在時(shí)鐘不變的情況下，頻率降至1/16），容易產(chǎn)生人眼可感知的閃爍和嚴(yán)重的手機(jī)拍攝摩爾紋；要么大幅提高系統(tǒng)時(shí)鐘，這會(huì)增加芯片功耗和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

8+4bit PWM模式革命性地解決了這一矛盾，其核心價(jià)值在于：徹底規(guī)避手機(jī)拍攝頻閃問(wèn)題。

高頻是防頻閃的關(guān)鍵： 手機(jī)攝像頭的CMOS傳感器以固定頻率（通常為30fps或60fps）進(jìn)行滾動(dòng)快門曝光。當(dāng)PWM頻率較低（如幾百Hz）時(shí)，會(huì)與快門掃描速率產(chǎn)生差拍，在拍攝畫面中產(chǎn)生令人不悅的黑色掃描條紋（摩爾紋）。

本模式的保障： 由于基礎(chǔ)PWM頻率維持在20kHz以上，遠(yuǎn)高于手機(jī)快門的掃描頻率，兩者無(wú)法形成穩(wěn)定的干涉圖案。因此，在任何亮度下，使用手機(jī)拍攝由本芯片驅(qū)動(dòng)的LED光源，畫面均干凈、穩(wěn)定，無(wú)任何頻閃條紋。這對(duì)于消費(fèi)電子產(chǎn)品（如手機(jī)屏幕、直播補(bǔ)光燈）的顯示兼容性至關(guān)重要。

6+2bit模式是8+4bit理念的進(jìn)一步演進(jìn)，專為對(duì)可聞噪聲（Audible Noise） 有極致要求的場(chǎng)景設(shè)計(jì)。在維持高頻的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高分辨率。

硬件基礎(chǔ)頻率不變： 該模式的基礎(chǔ)PWM計(jì)數(shù)器為6bit。這意味著，在相同的系統(tǒng)時(shí)鐘下，其掃描頻率可以輕松保持在20kHz以上，遠(yuǎn)超人耳可聽范圍，也高于大部分低端手機(jī)攝像頭的防頻閃閾值。

等效分辨率倍增： 通過(guò)2位抖動(dòng)算法，在不改變硬件頻率的前提下，將調(diào)光分辨率等效提升至8bit（256級(jí)）。既獲得了細(xì)膩平滑的亮度漸變，又保留了高頻PWM的所有優(yōu)勢(shì)。

此外，IS32FL3761為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了更高的可靠性。 該芯片具備LED開路、短路故障檢測(cè)功能。故障信息儲(chǔ)存在內(nèi)部寄存器中， MCU可以通過(guò)SPI/I2C接口讀取故障信息，定位故障LED的位置。內(nèi)置可編程擴(kuò)頻技術(shù)，優(yōu)化EMI性能?？膳渲幂敵鐾ǖ?80度相位功能大大減小電源的浪涌電流，有助于進(jìn)一步降低EMI。

IS32FL3761 ISD智能交互尾燈方案

具體工作原理：車身網(wǎng)關(guān)通過(guò)Ethernet將燈效數(shù)據(jù)等發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)多路CAN FD轉(zhuǎn)發(fā)燈效數(shù)據(jù)給從節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3片Lumissil LED矩陣芯片 IS32FL3761，驅(qū)動(dòng)1152顆紅光LEDs，3個(gè)板驅(qū)動(dòng)達(dá)3456顆LEDs，每個(gè)LED均可單獨(dú)控制。主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)均可按照積木方式進(jìn)行拼接，滿足個(gè)性化燈效設(shè)計(jì)需求，具體方案框圖如圖2。

圖2 ISD智能交互尾燈框圖

IS32FL3761Mini RGB智能交互氛圍燈方案

MCU通過(guò)SPI接口控制IS32FL3761驅(qū)動(dòng)2112 顆RGB LED ，實(shí)現(xiàn)各種交互式效果，IS32PM3427降壓恒壓芯片將12V電源降到5V左右給LED燈珠和IS32FL3761供電，具體方案框圖如圖3。

圖3、Mini RGB智能交互氛圍燈框圖

RGB動(dòng)態(tài)車標(biāo)燈方案

車身通過(guò)LIN將燈效數(shù)據(jù)等發(fā)送給IS32LT3183A，IS32LT3183A作為L(zhǎng)IN轉(zhuǎn)SPI/I2C橋接器，控制LED驅(qū)動(dòng)芯片IS32FL3761驅(qū)動(dòng)120pcs RGB LED，實(shí)現(xiàn)RGB車標(biāo)燈動(dòng)態(tài)控制效果，IS32PM3427降壓恒壓芯片將12V電源降到4.5V左右給LED燈珠和IS32FL3761供電，具體方案框圖如圖4。

圖4、RGB動(dòng)態(tài)車標(biāo)燈框圖

*文章來(lái)源：Lumissil絡(luò)明芯微電子