‌TPS929240-Q1：24通道汽车级LED驱动器的技术解析与应用

Texas Instruments TPS929240-Q1 24通道LED驱动器配有FlexWire接口，可满足日益增加的对每个LED灯串进行单独控制的要求。每个器件通道均可支持模拟调光和脉宽调制（PWM）调光，通过其FlexWire串行接口进行配置。借助内部电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），用户可在通信丢失期间配置该器件，以满足系统级安全要求。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS929240-Q1 24通道LED驱动器数据手册.pdf

Texas Instruments TPS929240-Q1可控制8位输出电流和12位PWM占空比。该器件具有LED开路、接地短路和单个LED短路诊断功能，可满足多种调节要求。在失去MCU连接时，可配置看门狗还可自动设置失效防护状态。借助可编程EEPROM，可以针对不同应用场景灵活设置TPS929240-Q1。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • TA 温度等级1：–40°C至+125°C
• 24通道精密高侧电流输出
  • 器件电源电压：4.5V至40V
  • LED电源电压：4V至36V
  • 由电阻器设置的高达100mA的通道电流
  • 2位全局、6位独立电流设置
  • 高电流精度：5mA至100mA时，精度<±5%
  • 低压降：100mA时为750mV
  • 12位独立PWM调光
  • 可编程PWM频率高达20kHz
  • 相移PWM调光
  • 线性和指数调光方法
• FlexWire™控制接口
  • 时钟频率高达1MHz
  • 一条FlexWire总线上最多16个器件
  • 一帧的数据事务高达24字节
  • 5V LDO输出，为CAN收发器供电
• 诊断和保护
  • 可编程失效防护状态
  • LED开路检测
  • LED短路检测
  • 单LED短路诊断
  • 可编程低电源检测
  • 开漏ERR，用于故障指示
  • 看门狗和CRC，用于FlexWire接口
  • 可进行引脚电压测量的8位ADC
  • 过热保护

功能框图

TPS929240-Q1：24通道汽车级LED驱动器的技术解析与应用‌

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‌一、产品概述‌

TPS929240-Q1是德州仪器（TI）推出的一款符合AEC-Q100标准的24通道高边LED驱动器，专为汽车照明系统设计。其核心特性包括：

• ‌高精度输出‌：每通道支持独立PWM调光（12位分辨率）和模拟调光（6位分辨率），电流精度高达±5%（5mA-100mA范围）。
• ‌宽电压支持‌：工作电压4.5V-40V，LED供电范围4V-36V，适应汽车电池波动环境。
• ‌FlexWire™接口‌：基于UART协议，支持1MHz通信速率，最多可级联16个设备，满足复杂照明拓扑需求。
• ‌全面诊断保护‌：集成LED开路/短路检测、单LED短路诊断、电源欠压锁定（UVLO）及过热保护（TSD）功能。

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‌二、关键特性详解‌

‌1. 灵活的输出控制‌

• ‌多模式调光‌：
  • ‌PWM调光‌：支持200Hz-20.8kHz频率可调，支持线性/指数调光曲线，适应人眼视觉特性。
  • ‌相位偏移调光‌：通过PSEN寄存器启用，可降低多通道同步开关导致的EMI干扰。
• ‌电流调节‌：通过外部电阻（R(REF)）设置基准电流，结合REFRANGE寄存器（64-512倍可编程增益）实现1mA-100mA范围调节。

‌2. 增强型通信接口‌

• ‌FlexWire协议‌：
  • 采用同步帧设计，无需外部晶振，降低BOM成本。
  • 支持广播模式和CRC校验，确保通信可靠性（典型应用见图4-1典型应用图）。

‌3. 安全与诊断机制‌

• ‌故障检测‌：
  • ‌LED状态监测‌：实时检测开路、短路及单LED短路（阈值可通过SLSTH0/SLSTH1寄存器配置）。
  • ‌电源监测‌：内置ADC可监控供电电压，阈值通过LOWSUPTH寄存器设置（4V-35V可调）。
• ‌FAIL-SAFE模式‌：通信中断时自动切换至预设状态（通过EEPROM配置），支持FS0/FS1引脚硬件控制输出。

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‌三、典型应用场景‌

1. ‌汽车外部照明‌
   • ‌动态尾灯‌：利用24通道独立控制实现流水转向、动画效果。
   • ‌前照灯‌：高精度调光匹配ADB（自适应远光灯）需求。
2. ‌内饰与显示‌
   • ‌氛围灯‌：多区RGB控制，支持平滑亮度渐变（通过EXPEN启用指数调光）。
   • ‌仪表盘背光‌：PWM相位偏移减少显示噪声。

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‌四、设计要点与优化建议‌

1. ‌PCB布局‌
   • REF引脚需靠近器件布局，并联1nF电容以降低噪声。
   • 散热设计：HTSSOP-38封装热阻θJA为27.7°C/W，需确保足够散热面积。
2. ‌EEPROM配置‌
   • 建议产线末端烧录故障恢复策略（如OFAF位配置“一损全关”或“单通道失效”模式）。
   • CRC校验值需通过TI配置工具生成并写入EEPCRC寄存器。
3. ‌效率优化‌
   • 使用ADC自动扫描模式（MAXOUT通道）监测最大输出电压，动态调整DC-DC输出以降低损耗。