基于NCV7684流水式LED轉向燈的控制研究

王振峰

（廣州廣日電氣設備有限公司，廣東廣州 511447）

0 前言

隨著汽車電子技術[1]的飛速發展，電子產品占車身成本的比例越來越大，汽車鹵素車燈或者氙氣車燈逐步被LED[2-3]車燈替代，LED車燈也由高端汽車向中端和經濟型汽車普及；不僅照明功能的遠光燈和近光燈選用LED光源，而且信號指示功能的轉向燈正在逐步被LED燈替代。為提升汽車技術含量和增加附加值，人們不再滿足于傳統的轉向指示方式，汽車企業對轉向燈提出流水式轉向的要求，NCV7684[4]可以實現轉向燈流水式[5]工作控制功能。

1 硬件設計

1.1 NCV7684簡介

NCV7684通過AEC Q100認證，提供12通道線性可編程恒流源，128階PWM電流編程，既可以獨立工作，也可以由MCU(Micro-Controller Unit)[6]控制，具有LED燈串故障診斷。單通道最大工作電流60mA。NCV7684內部結構框圖如圖1所示。

1.2 控制電流設定

最大電流可以通過ISET引腳設定，計算公式如下：

其中Iset、Iout、R5和K分別是參考電流、燈串電流，設定電流電阻和放電倍數（常數100）。舉例說明：R5=2 kΩ，Iset=500μA，則Iout=50 mA。

圖1 NCV7684內部結構框圖

1.3 故障檢測

NCV7684的DIAG引腳是漏極開路結構，當DIAGEN電壓高于2V時，故障診斷使能，否則關閉診斷功能，如果DIAGEN處于使能狀態，負載開路、短路或者芯片過熱，DIAG提示故障狀態，MCU通過讀取DIAG狀態判斷轉向燈是否正常工作。另外還可以通過I2C總線判斷具體的故障信息，將在軟件設計部分詳細講述。

1.4 通訊接口

圖2 NCV7684硬件接口電路

NCV7684與處理器的接口是I2C[7]，通過標準I2C總線的協議可以配置和控制NCV7684的工作。如果MCU沒有內置I2C控制器，用I/O口可以模擬I2C時序。由于這部分是通用的協議，在這里就不進行贅述，讀者可以自行查閱相關資料。需要注意的地方是SCL和SDA總線，如果MCU的I/O內部沒有上拉，必須在外邊增加上拉電阻R1和R2。

1.5 功率電源

NCV7684只有開關功能，不具有恒流源功能，所以需要外置恒流電源，既可以是LDO，也可以是DC-DC，根據具有的應用決定。

2 軟件設計

讀寫NCV7684時，為保證數據正確傳輸，對數據進行CRC校驗。對NCV7684的操作主要有如表1所示的指令。

表1 指令表

2.1 讀指令格式

讀指令格式如下：

S ADDRESS 0 A ADDRESS A ID A DATA A CRC A*P

2.2 寫指令格式

寫指令格式如下：

S ADDRESS 0 A ADDRESS A ID A CRC A*SR ADDRESS 1 A DATA A CRC A*P

2.3 開關燈控制I2C_CONF

有兩種方式控制LED燈串的點亮與熄滅，第一是最大亮度點亮；第二是通過調整PWM調節亮度。

第一：ID=00，數據區D0—D11對應輸出通道OUTPUT1—OUTPUT12，如果相應位是0，關閉相關LED串，位置1，點亮LED串。D12控制PWM是否有效，D12=1，PWM有效，否則無效。

S NCV7684 Address 0 NCV7684 Address ID_I2C_CONF I2C_CONF[15:8]I2C_CONF[7:0] CRC P

流水方式點亮轉向燈的方法，間隔一定的時間，依次點亮LED燈串，實現流水效果。

第二：PWM方式，在I2C_CONF中D12置1的條件下，PWM_GAIN的D0—D6控制LED燈串亮度，PWM_GAINEN的D0—D11控制OUTPUT1—OUTPUT12通道PWM是否開啟，通過定時使能相關位，實現流水點亮LED燈串的效果。

S NCV7684 Address 0 NCV7684 Address ID_PWM PWM_GAIN PWM_GAIN_EN[15:8]PWM_GAIN_EN[7:0] CRC P

2.4 讀狀態

（1）通道狀態I2C_CH_STATUS，D0—D11對應OUTPUT1—OUTPUT12通道狀態，“0”通道關閉，“1”通道開啟。

（2）故障狀態FAULT_STATUS，D0—D11對應OUTPUT1—OUTPUT12通道是否有故障，“0”工作正常，“1”相關通道故障，如果需要知道故障通道詳細信息，參考設備狀態寄存器，根據法規要求，轉向燈中任意一串發生故障，關閉所有的轉向燈串，實現One-Fail-All-Fail功能。

（3）設備狀態I2C_STATUS

SC_Iset：短路故障；

Bit Bitname Access type ResetValue D7 SC_Iset D6 I2Cerr D4 diagRange D5 UV D3 TW D2 TSD D1 DIAGERR D0 OL R 0 R 0 R 0 R 0 R 0 R 0 R 0 R 0

I2Cerr：I2C通訊故障；

UV：欠壓故障

diagRange：診斷使能；

TW：溫度警告；

TSD：溫度過熱關閉設備故障；

DIAGERR：檢測到故障

OL：至少一個通道LED燈串開路。

3 結語

該文介紹的NCV7684在流水式轉向燈中的應用，通過適當的調整，可以擴展應用到中控儀表盤、尾燈組合燈、日行燈（位置燈，通過PWM方式調節亮度，從日行燈工作模式降至位置燈）、霧燈、高位剎車燈等。

由于NCV7684可以通過配置不同的地址，地址容量最大可以達到32個，這可以將32片NCV7684連接到一條I2C總線，實現多片芯片同時工作，每篇芯片有12個通道，非常適合矩陣式LED燈的應用，只需要5顆NCV7684就可以控制多達60顆（串）LED，極大地簡化了電路設計和降低產品成本。