隨著智能電動車的快速發展,高端車型正逐步搭載更具表現力的智能燈光系統,通過動態迎賓、自定義燈光標識、近距離場景警示等豐富功能,大幅提升品牌辨識度,使其成為整車ISD智能交互與品牌表達的重要載體。為精準契合智能電動車照明領域的技術發展與應用需求,絡明芯推出矩陣 LED 驅動芯片IS32FL3761。該芯片采用全集成設計,更憑借硬件去鬼影、大于20K掃描頻率等核心技術優勢,實現無鬼影、無頻閃、低噪聲的卓越表現,專為高端汽車ISD 交互尾燈、智能座艙 Mini RGB 氛圍燈等高端應用場景量身打造。
IS32FL3761 是一款33×12矩陣LED驅動器,工作電壓范圍為2.7V~5.5V。芯片集成33路恒流源和12個掃描開關管,單顆芯片可驅動多達396顆單色LED或132顆RGB LED。IS32FL3761低至1.2mA的靜態電流,同時芯片支持硬件(SDB引腳拉低)或軟件關閉功能,關斷電流低至0.6uA,大大降低了整個系統的功耗。33通道恒流源最大電流可通過外部電阻設置,最大電流為30mA/CH,8bit GCC寄存器可用于調節所有通道的亮度級別,此外還有8bit SL寄存器調節每個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據量,更好地實現各種炫酷效果。芯片支持最高12bit(4096級) PWM占空比調節,可以實現非常豐富RGB 色彩和細膩的亮度控制。此外,IS32FL3761內部采用獨有的可選算法,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,對應矩陣掃描頻率高達26kHz,超過20kHz能夠避免了人耳可聽到的電容嘯叫聲。典型應用電路如圖1。

圖1、IS32FL3761典型應用電路
去鬼影(De-ghosting):上拉/下拉電壓配置+時序控制
在汽車ISD的應用中,為了減少LED驅動芯片使用,降低整個系統成本,往往需要選擇矩陣掃描LED驅動芯片。矩陣掃描架構中,LED 需 “行 + 列同時通電” 才能點亮。當某一行(如 SW1)通電時,相鄰行(如 SW2)的 LED 雖未被選中,但 PCB 線路間的寄生電容會存儲少量電荷,這些電荷會通過未選中的 LED 形成微弱電流,導致 “本該熄滅的 LED 微微發亮”—— 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題更突出。此外車載內飾需 “精準視覺反饋”,哪怕微弱的鬼影也會破壞體驗。所以解決鬼影問題對于車載應用相當重要。
IS32FL3761集成可編程去鬼影電路:芯片內部為SWx和CSy引腳提供了獨立的可編程下拉/上拉電壓源(通過A3h寄存器配置)。
精準電壓控制:內部可配置7 檔下拉 + 7 檔上拉,用戶可根據實際的LED正向電壓與PCB布局,靈活設置最佳的下拉(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“消影時間”內開啟,相比全程開啟模式,可大幅降低靜態電流消耗,實現去鬼影效果與功耗的完美平衡。
提升LED可靠性:通過精準控制下拉 / 上拉電壓差,減少未激活 LED 的反向負壓,提升可靠性,保證車載高溫環境下的 LED 壽命要求。
8+4bit/6+2bit高頻下的高分辨率,實現無頻閃,無噪聲
傳統的提高PWM分辨率方法,要么通過增加計數器位數(如從8bit增至12bit),這會顯著降低PWM頻率(在時鐘不變的情況下,頻率降至1/16),容易產生人眼可感知的閃爍和嚴重的手機拍攝摩爾紋;要么大幅提高系統時鐘,這會增加芯片功耗和設計復雜度。
8+4bit PWM模式革命性地解決了這一矛盾,其核心價值在于:徹底規避手機拍攝頻閃問題。
高頻是防頻閃的關鍵: 手機攝像頭的CMOS傳感器以固定頻率(通常為30fps或60fps)進行滾動快門曝光。當PWM頻率較低(如幾百Hz)時,會與快門掃描速率產生差拍,在拍攝畫面中產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PWM頻率維持在20kHz以上,遠高于手機快門的掃描頻率,兩者無法形成穩定的干涉圖案。因此,在任何亮度下,使用手機拍攝由本芯片驅動的LED光源,畫面均干凈、穩定,無任何頻閃條紋。這對于消費電子產品(如手機屏幕、直播補光燈)的顯示兼容性至關重要。
6+2bit模式是8+4bit理念的進一步演進,專為對可聞噪聲(Audible Noise) 有極致要求的場景設計。在維持高頻的同時實現高分辨率。
硬件基礎頻率不變: 該模式的基礎PWM計數器為6bit。這意味著,在相同的系統時鐘下,其掃描頻率可以輕松保持在20kHz以上,遠超人耳可聽范圍,也高于大部分低端手機攝像頭的防頻閃閾值。
等效分辨率倍增: 通過2位抖動算法,在不改變硬件頻率的前提下,將調光分辨率等效提升至8bit(256級)。既獲得了細膩平滑的亮度漸變,又保留了高頻PWM的所有優勢。
此外,IS32FL3761為系統設計人員提供了更高的可靠性。 該芯片具備LED開路、短路故障檢測功能。故障信息儲存在內部寄存器中, MCU可以通過SPI/I2C接口讀取故障信息,定位故障LED的位置。內置可編程擴頻技術,優化EMI性能。可配置輸出通道180度相位功能大大減小電源的浪涌電流,有助于進一步降低EMI。
IS32FL3761 ISD智能交互尾燈方案
具體工作原理:車身網關通過Ethernet將燈效數據等發送給主節點,主節點通過多路CAN FD轉發燈效數據給從節點;每個節點有3片Lumissil LED矩陣芯片 IS32FL3761,驅動1152顆紅光LEDs,3個板驅動達3456顆LEDs,每個LED均可單獨控制。主節點與從節點均可按照積木方式進行拼接,滿足個性化燈效設計需求,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SPI接口控制IS32FL3761驅動2112 顆RGB LED ,實現各種交互式效果,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動態車標燈方案
車身通過LIN將燈效數據等發送給IS32LT3183A,IS32LT3183A作為LIN轉SPI/I2C橋接器,控制LED驅動芯片IS32FL3761驅動120pcs RGB LED,實現RGB車標燈動態控制效果,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動態車標燈框圖
*文章來源:Lumissil絡明芯微電子
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原文標題:絡明芯推出車規級ISD LED驅動芯片IS32FL3761,單顆可驅動396路LED
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