LED在我们日常生活中已十分常见，行动应用、广告看板、液晶电视背光、照明和汽车LED灯光随处可见。 LED灯具价格走低，能效提升，让设备厂商获得重新设计产品的动力。每种产品都需要不同的LED驱动器，因此在成熟的LED驱动市场中，供应商必须不断地优化产品性能、可靠性和成本结构。对于要求高且高成本的重要专案，欲实现真正的产品差异化，并取得同级最佳的性能，则必须以巧妙的方式实现功能创新，以市场价创造附加值。

LED1642GW是意法半导体新一代LED阵列驱动器，新增一系列完全可设置的创新功能，同时保留原来的24针脚标准封装，在实际应用中只需一个外部电阻，就可大幅降低元件成本，提高系统设计的灵活性。

新的嵌入式功能让系统设计变得更加灵活，为使用者提供不同的配置选择，例如局部调光、全域电流调节、开关时间设定、通道间顺序延时、先进的LED故障检测报告、自动节能专利技术、串列资料与时钟重新同步等诸多功能。

LED1642GW专注于满足应用领域对降噪的需求，如图一所示，让用户能够透过序列介面，设定输出通道的开关速度，共有四段速度可供选择，导通时间设定范围为30nS- 270nS。配合可设定通道间输出延时，开关时间设定让使用者轻​​松地调节应用，确实​​降低EMI干扰，并可最大限度提升电压稳定性。当输出通道设为关断且在收到第一通道导通命令后，执行快速自动唤醒功能时，自动省电节能创新功能可自动关断驱动器。

此外，LED1642GW标准LED驱动器具有优异的通道对通道输出电流匹配度（±3%，每款产品都拥有业界最小的工作电流，并且拥有汽车级品质证书，确保产品本身具有高水准的可靠性和稳健性。LED1642GW巧妙地因应新的市场需求，在标准封装内结合诸多创新功能，为用户提供业界最佳的创新成本比。

图一 : ALED1642GW的主要应用示例

产品简介

LED1642GW是意法半导体为LED面板和显示板设计的一款低压低功耗16位元单片移位暂存器，保证20V输出电压，可驱动多粒串联的LED。输出端有十六个稳压电源，提供3mA-36mA恒流输出驱动LED。使用者可透过一个外部电阻设置电流，经由两个7位元电流增益寄存器在两个子量程内调节电流，还可以通过12／16位元灰度控制器调节每个通道的亮度。

开关时间可以设为四个不同值，有助于降低系统杂讯。 LED1642GW提供开路／短路故障检测模式，自动关闭和自动开启功能（可选）可节省电能，无需任何外部干预。热管理功能在过热时报警，输出过热（170°C）时关断驱动器。

序列介面的高频时钟（最高30 MHz）使该产品适合高速率资料传输。可选的逐渐输出延时用于降低涌流，特别是在菊轮链配置中，可选的SDO同步功能十分实用。电源电压范围为3V到5.5V。

多功能提高设计灵活性

增益控制和电流范围

透过连接在R-EXT引脚和GND引脚之间的外部电阻，可以设置驱动器的输出电流，同时，还可通过配置寄存器专用位元来修改电流值。根据内部增益和范围调整，该产品可将电流提升至36mA或是降至3Ma，因此无需修改外部电阻值即可更改输出电流，从而避免修改硬体，如图二所示。此项功能还能用于全域模拟调光功能，设置驱动器输出直流可调节LED的亮度和色温。

图二 : 内部增益调节

侦错

终止显示器正常运行，且开启驱动器的全部通道，可以执行故障检查，查找LED灯或显示幕故障。例如，可发现开路或短路LED，并确定其所在位置，从而简化显示萤幕检修作业。

自动关闭电源和唤醒

当所有输出通道都关闭时，这项功能可以降低功耗。通过配置寄存器可以开启或禁用这项功能。当所有通道的锁存资料是「0」时（输出关闭），自动关闭电源（AutoOFF）启动；当第一个锁存资料串包含至少一个值是「1」的资料位元时（至少一个输出是开启状态），该驱动器将会重新启动（唤醒）。这项功能可大幅降低显示萤幕的耗电量，节能效果在大尺寸显示器应用中特别明显。

可设置开关时间

为进一步提升设计灵活性，电流发生器可以设置开关时间（输出电流波形）。按照实际应用需求，透过使用配置寄存器，可将开关时间设为以下四个不同的数值，分别是30／20ns、100／40ns、140／80ns、180／150ns。可选数值为tON（升流时间）和tOFF（降流时间）。在LED PWM工作过程中，这个功能可优化EMI性能。

SDO延时

在正常情况下，SDO引脚资料在时钟讯号上升沿移出，如图三所示，讯号（1）传播延时大约15ns；SDO引脚资料在时钟讯号下降沿移出，如图三所示，讯号（ 2）传播延时大约几奈秒。透过正确设置配置寄存器可开启这项功能，这在资料通道和时钟通道延时失匹的菊轮链结构中特别有用（电路板走线）。在实体层时钟和资料很难同步时，SDO延时是一个快捷的解决方案，如图三所示。

图三 : SDO同步

逐渐输出延时

逐渐输出延时的本质是逐渐开启电流发生器，避免所有输出通道同时开启。换句话说，当PWM控制器开启驱动器通道时，输出通道可以同时或错开启动。通过设置配置寄存器，使用者可以在两个输出通道之间设定开启延时（两个相邻通道之间延时10ns，第一通道与最后通道之间延时大约150ns），如图四所示即是典型的输出时序。这个功能可防止大量涌流冲击驱动器，降低旁通电容数值，亦有助降低EMI干扰。

图四 : 渐输出延时

PWM计数器设置和亮度寄存器

透过控制12／16位元PWM灰度亮度，可调节每个通道的亮度。亮度资料通过SDI引脚装入16位元移位暂存器，每个输出通道都有一个移位暂存器。输出PWM讯号是比较亮度寄存器内容和16位元或12位元数目器（配置寄存器选择）而产生的。计数器时钟源由PWCLK引脚提供，如图五所示。透过使用独立的PWM控制（局部变光）器，可以改变每个驱动输出的LED亮度（相当于均流调节），而色温保持不变，因为工作点与实际电流相关。

图五 : PWM讯号生成

温度标志

该产品有一个温度控制逻辑功能，当内部温度高于g4150°C时，逻辑模组提供标志状态，如果温度继续升高，超过170°C，热关断功能将会启动，关闭功率模拟端，以保护驱动器。不过，数位介面则会继续运作，确保菊轮链和资料通讯正常执行。可透过SDO引脚读取温度控制状态资讯。

LED1642GW评估板

STEVAL-ILL061V1（如图六所示）是LED1642GW驱动器的应用演示板，是一个高亮度RGB LED阵列系统板，有局部调光和采用STM32微控制器和SPI介面的诊断功能。 ST L7981 DC／DC转换器为整个电路板提供电源。该演示板实现三个LED驱动器和一个LED色温调节器，提供多个照明功能和图形效果，例如，总体亮度变化，随机颜色速度、颜色波浪、可设置动画和错误检测等。电脑GUI图形化使用者介面软体则可让使用者能够控制全部功能，设置图案，如图七和图八所示。

创新成本比。

图六 : STEVAL-ILL061V1评估板创新成本比。

图七 : LED1642GW PC GUI（高级模式）

图八 : LED1642GW PC GUI（图案设置）

结论

LED1642GW是意法半导体的LED阵列驱动器，具LED智慧驱动功能、先进的LED故障检错和节能管理功能。全套评估套件（硬体电路板和软体发展工具）让用户能够轻松、快速开发增强型LED驱动解决方案。

（本文由意法半导体提供;作者为Fabio Occhipinti, Nicola Li Volsi）