恩智浦I2C車用離散器件 – LED 篇

前言 ：

• 你知道嗎? 恩智浦於 1982 年發明 I2C 協議, 專利於 2006 年 10 月 1 日到期, 雖然市場上已有許多競爭者, 但仍佔有 > 40 % 的市佔率.
• 你知道嗎? 恩智浦 I2C 通用器件超過 300 種以上, 而最大競爭對手其產品仍少於 70 種器件.
• 你知道嗎, 在未來, NXP 正致力於發展通過車規認證, 適合車身控制模組以及多域控制器週邊的器件.

 

為取代傳統複雜的並行接口介面, 恩智浦于 1982 年發明了既簡單又強大的串行結構，徹底改變了芯片間通信的I2C 介面。簡單來說就是用兩根線便可取代複雜的 8 根以上的並行接口.

而同時在不引響訊號品質下又能並接及控制多個器件.

現已發展出完整的產品, 如輸出輸入埠擴充 (GPIO Expander), 實時時鐘 (RTC), 多路復用器/開關 (Mux/Switch), 電平轉換器 (Level Shift), LED 驅動元件 (LED Driver)….

恩智浦在 LED 驅動元件, 提供更多廣泛的應用, 由 4 支到最多 24 支的用法.

設計邏輯上, 又因邏輯設計區分兩大類產品.

1. 電壓源加電阻設計 :   

優點 : 較大驅動能力, 可串聯多顆 LED 應用. 發熱在電阻上, 不會在電壓源.

缺點 : 其中串聯電阻容易過熱, LED 亮度比較不穩定.

產品型錄 :

2. 電流源設計.

優點 : 電流元恆定, 所以 LED 顯示也跟著穩定. (車用產品皆使用此設計)

缺點 : 發熱在電流源元本體, 所以須注意是否有過熱問題.

產品型錄 :

在顯示技術上則分 3 種產品 :

1. 閃爍燈系列 : 適用於設備狀態指示控制

    2. 呼吸燈系列 : 適用於鍵盤, LCD 背光等產品.

    3. 控制器系列 : 功能含括以上兩種, 適用於混色技術或亮度控制,

    (車用 LED 驅動 IC 皆為此類產品)

NXP 車用 LED 驅動元件

目標應用 : 儀表板, 車內照明, 車內飾板, 車尾燈,…

目前主推 :

PCA9955BTW/Q900 (I2C) , PCA9745BTW/Q900(SPI Daisy Chain)

產品規劃 :

PCA9955BTW/Q900 (I2C) , PCA9745BTW/Q900(SPI Daisy Chain)

特點:

1. 符合 AEC-Q100 汽車二級標準.
2. 工作溫度攝氏 -40 ~ 105 度.
3. 16 通道.
4. 定電流源驅動 20V電壓耗電僅 57毫安.
5. 外掛電阻調整輸出電流.
6. 輸出精確度 +/-4%.
7. 8 位元可程式輸出對輸出延遲.
8. 每通道 8 位元 DAC 可單獨設置輸出電流.
9. 每通道 8 位元 PWM 可 256 階調暗
10. 全部 8 位元 PWM 可 256 階調暗或閃爍.
11. 多達 4 個區域的 LED 輸出漸變控制.
12. 3個硬件位置 Pin 能使用多達 125 顆 IC (I2C)
13. 4 個可編程子調用地址，用於集群控制 LED 開路/短路、過熱、過流檢測.
14. 4 個可編程子調用地址組，用於集群控制 LED 開路/短路、過熱、過流檢測.

參考資料 :

規格書 :

• https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA9955B.pdf
• https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA9745B.pdf

2020年 I2C 產品型錄 :

• https://www.nxp.com/docs/en/product-selector-guide/I2CSELECTORBROC.pdf

開發版 :

1. PCA9955B

• https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10729.pdf

   2. PCA9745B

• https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM11009.pdf