英飞凌 TLD7002 - 16ES：减少车灯控制器 MCU 数量，实现成本优化新方案

出处：网络整理发布于：2025-07-25 16:21:14

在当今的现代汽车领域，众多电子控制单元（ECU）承担着控制各种汽车功能的重任，涵盖发动机管理、传动控制、制动系统以及信息娱乐系统等多个方面。通常情况下，每个 ECU 都会配备专属的微控制器（MCU），这无疑增加了汽车电气架构的整体复杂性和成本。就拿车灯来说，前后左右的车灯往往都有各自独立的 ECU。特别是在一些高端车型中，部分车灯包含成百上千个像素，或者灯体由多块分散的印刷电路板（PCB）组成。从市场上现有的大量量产的 LED 驱动解决方案来看，为了提升系统的可靠性、通讯速度以及电磁兼容（EMC）性能，每个灯板都需要使用一片 MCU 作为控制的转发点。

本文将以英飞凌的 TLD7002 - 16ES 为例，详细阐述一种运用 UART OVER CAN 通讯接口来降低成本并提升 EMC 性能的解决方案。TLD7002 - 16ES 是一款功能强大的 16 通道汽车 LED 恒流源驱动芯片，具备全面的保护和诊断功能，支持高达 2M 通讯速率的 UART OVRE CAN。它主要用于控制达 76.5 mA 电流的 LED，作为线性电流 sink（LCS）发挥作用。通过并联电源输出级，能够实现更高的负载电流。每个独立的电源输出级都配置了存储在 OTP 中的 6 位电流设置值，并且可以设置 16 个独立的 PWM 配置。其高速照明接口可用于设备 OTP 编程、配置、控制和诊断反馈。值得一提的是，该芯片可以直接驱动多像素 LED，从而省去灯板上额外的 MCU。

此外，TLD7002 - 16ES 还能充当网关，用于控制其他外置 LED 驱动，例如英飞凌 LITIX Basic + 家族的线性恒流源或者 LITIX Power 的 DC/DC 转换器。在不增加额外 MCU 的基础上，它可以沿用现有的方案，甚至减少 UART OVER CAN 线性 LED 驱动芯片的数量，以支持更高的系统输出电流，进而有效优化系统成本。

基于 TLD7002 - 16ES 的网关设计具有诸多优势。它是一款具有 HSLI 接口（CAN OVER UART）的智能 16 通道 LED 驱动器。在英飞凌的参考设计中，该芯片作为网关控制多个外部 LED 驱动器。通过将 UART over CAN 接口引入现有的 LED 驱动器，能够从 LED 驱动器单元中删除微控制器，增加 TLD7002 - 16ES 的电流能力（通道数和电流），并通过在多个 LED 驱动器上分配热量来改善热管理。

图 1 TLD7002 - 16ES 网关实现范例

在使用 TLD7002 - 16ES 作为网关控制外部 LED 驱动器时，需要特定的连接方式。TLD7002 - 16ES 的 OUTn 通道提供 PWM 信号给外部 LED 驱动器，诊断则基于外部 LED 驱动器的 Fault/ERR 引脚。当多个线性电流源连接到单个 PWM 输出，并且 Fault 引脚收集到一个 TLD7002 - 16ES 输出时，TLD7002 - 16ES 的总输出通道使用量可以减少一半。

图 2 外部的 LED 驱动和 TLD7002 - 16ES 的临近的 2 个通道连接

基于 TLD7002 - 16ES 的网关设计还有一些要点需要注意。例如，使用 TLD7002 - 16ES 产生 PWM 时，由于它是低侧开漏电流沉，生成的 PWM 是反向的。为避免在外部 LED 驱动器输出端产生非期望的毛刺，更优的方法是在 TLD7002 - 16ES 拉电流时产生高电平 PWM。PWM 信号的反向可以通过使用一个简单的 BJT 晶体管来实现。

图 3 TLD7002 - 16ES PWM 信号整形

同时，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。该电路能在外部 LED 驱动器出现故障时，生成相应的故障信号。

图 4 粘合逻辑以提供 PWM 并监控故障引脚

在网关控制 LED 驱动器的诊断方面，也有一些小技巧。对于指令应用程序，如 BCM，要检测外部 LED 驱动器通道中的故障，可利用 TLD7002 - 16ES 的诊断功能，通过外部粘合逻辑触发其警告标志。

在网关通道上的 PWM 顺序和相移方面，网关 DIAG 和 PWM 通道必须遵守适当的占空比。例如，在特定的通道设置中，启用或禁用相移会对占空比产生不同的影响。

图 5 TLD7002 - 16ES 网关通道时序：PWM 产生和诊断采样

TLD7002 - 16ES 还可以驱动外部的 LITIX Basic + 线性芯片来实现扩流。例如，TLD2331 - 3EP 与 TLD7002 - 16ES 以特定方式连接，可实现高精度的电流调节和出色的动画效果；TLD1173 - 1ET 与 TLD7002 - 16ES 也有相应的连接方式。