如何减少车灯控制器 MCU 的数量来优化成本

使用单个 TLD7002-16ES 引脚和简单的粘合逻辑电路，可以执行 PWM 并检索外部 LED 驱动器的诊断信息。该电路有以下主要任务：

• 当 TLD7002-16ES OUTn 引脚流出电流时，生成反向的 PWM 信号到外部 LED 驱动器的 PWM 输入端。

• 如果外部 LED 驱动器出现故障，生成开路 OL 或 正向压降警告 VFWD_WRN 故障信号在 TLD7002-16ES OUTn 引脚上。

  
  

具体工作原理为：

Q9晶体管实际上为TLD5191ES 提供了一个清晰的（逻辑电平 HIGH/LOW）PWM 信号。如果TLD5191ES 检测到故障，则 FAULT_H 线将被拉低， 从而打开 Q90 晶体管，导致 OUTn 引脚的前向电压降低到 VBE(Q9) + 0.2 V（Q90 饱和电压）。如果 VFWD_ WRN阈值在一次性可编程（OTP）存储器中设置为1.25 V， 那么在外部 LED 驱动器故障期间降低的 VFWD 电压将在TLD7002-16ES OUTn引脚上产生VFWD_WRN信号。

需要注意的是，TLD7002-16ES 的 VLED 引脚和粘合逻辑的供电电压都是连接到 IVCC_H（5 V），该电压由 TLD5191ES 提供。这是必要的，因为 TLD7002-16ES 的诊断是基于差分电压读取 VLED-OUTn（或 VS-OUTn）来实现的。此外，外部LED 驱动器（TLD5191ES）的 PWM 信号必须在典型的逻辑电平上工作。或者，也可以使用 TLD7002-16ES的VDD引脚作为 PWM 粘合逻辑的供电电压，但需注意 VDD 引脚最多只能提供 10mA 的电流。

图 5 显示了粘合逻辑，具有以下要求：

• 当 OUTn 流出电流时，PWM > max PWM(H) 阈值

• 当 OUTn 不流出电流时，PWM < max PWM(L) 阈值

• 规则 1：在错误出现时，OUTn 应该产生 VFWD（OUTn-VLED）< VFWD_WRN 阈值。计算该要求时， 假设 OUTn 流出的电流为 IOUTn(max) 

• 规则 2：在 ERRN 不流出电流时，OUTn 引脚不应产生 VFWD（OUTn-VLED)> VFWD_WRN 阈值。计算该要求时，假设 OUTn 流出的电流IOUTn(min)

可选规则：确保 OUTn > OL（0.5 V），以避免误触发 OL 检测。

诊断检测机制：

• 当 ERRN 流出电流（错误出现）时，R4 被旁路， 由 OUTn 读 取 VFWD=VBE (Q9) +VSAT(Q90)， 在这种情况下，会将产生一个 VFWD_WRN（小 VFWD）。

• 当 ERRN 不流出电流（ 错误不出现） 时，R4 的压降必须足够大，以防止 OUTn 检测 VFWD_WRN 或 SLS。然而，这个压降又不能过大，以免触发 OL 警告。

OTP设置

• IOUTn = 5.6 mA 。这是 TLD7002-16 上可能的最小输出电流，用于减少功率损耗。 

• VFWD_WRN = 1.25 V 。在 R4 被旁路时，该值必须大于VBE(Q9)（低温）+  VSAT(Q90) =>，只有在这种情况下，错误才会被检测到。

对于指令应用程序，例如 BCM，要检测外部 LED 驱动器通道中的故障，需要一个 TLD7002-16ES 输出采样外部驱动器的 Fault（或 ERR）引脚。

为了利用 TLD7002-16ES 的 诊断功能， 例如去抖动功能，当外部LED 驱动器的故障引脚活动时，触发TLD7002-16ES 的警告标志是一种便捷的方法。实现这一点的一种方法是使用外部驱动器的故障引脚来触发TLD7002-16ES 的 OL 警告或 VFWD_WRN 警告。这通常是通过外部粘合逻辑来实现的，如图 9 和图 10 所示。

OL 和 VFWD 警告检测机制在 TLD7002-16ES 数据手册中有详细解释。

如果在两个不同的 TLD7002-16 通道上执行 PWM 和诊断（见图 6），那么正确地分配 PWM 和 DIAG TLD7002- 16 通道号码并了解其 PWM 约束是非常重要的。在网关通道上的 PWM诊断序列应该按照以下顺序进行：

• TLD7002-16ES OUTn 通道将通过 PWM 引脚打开外部 LED 驱动器

• TLD7002-16ES OUTn+1 通道将采样外部 LED 驱动器的 FAULT 引脚

在诊断 ADC 读取之前提供 PWM 是有利的，以确保外部 LED驱动器已被激活，从而使其故障引脚能够被 TLD7002-16正确采样。但是，通过适当的去抖动设置， 这个顺序要求可以被忽略。为了实现上述序列，建议将 TLD7002-16 OUTn 通道指定为 PWM 通道，将 OUTn+1 通道指定为诊断通道。

TLD7002-16ES 具有最小 PWM 开 启 时 间 约 束， 以 确 保 准 确 的 诊 断 读 取， 因 为 大 多 数 诊 断 标 志 在 TLD7002-16 上都是基于 VFWD 读取的。这些约束在此 简要概述，并在TLD7002-16数据手册 [5] 中有详细描述。

• 如果启用相移：tOUTnPW > tdiag_dly + tDIAG_ON

• 如 果 禁 用 相 移：tOUTnPW > tdiag_dly + (2+N)* tDIAG_ON

其中，N 等于禁用相移的前一个通道的数量。因此， 网关 DIAG 和 PWM 通道必须遵守适当的最小占空比。 

例如，在图6中，网关函数在 OUT1和OUT2 上实现， 同时考虑以下情况，并将 OUT0 分配给不同的 LED 灯串：

• 在网关 PWM 通道之前的通道 OUT0 启用相移，这减少了接下来两个通道的 PWM 最小占空比约束

• 网关函数 PWM 和 DIAG 通道（OUT1，OUT2） 禁用相移，这减少了 PWM 和 DIAG 读取之间的时间，导致最小 PWM 占 空 比 等 于：

  tOUTnPW > tdiag_dly +  (2+1)* tDIAG_ON

TLD2331-3EP 作为一个 3 通道的高边恒流源，可以与 TLD7002-16ES 以如下的方式连接：

TLD2331-3EP的3条SET信号分别连接到TLD7002- 16ES 的 3 个输出端，这些输出端分别控制 3 个 IN_SET 通道。每个通道可以独立控制，实现高精度的电流调节和出色的动画效果。