一種車規(guī)級LED驅(qū)動芯片的電流檢測電路
電子技術應用
應科煒
絡明芯微電子（廈門）有限公司
摘要： 為了使車規(guī)級LED驅(qū)動芯片滿足ISO 26262功能安全要求，設計一種高精度LED電流檢測電路。在傳統(tǒng)LED恒流驅(qū)動輸出電流檢測電路的基礎上，在電流復制模塊加入負反饋環(huán)路，實現(xiàn)了對檢測電流的精確復制，避免傳統(tǒng)電流檢測電路的采樣誤差，提升了電流檢測的準確度。同時新電路采用采樣管和功率管串聯(lián)結構，減小電流漏檢測的情況發(fā)生，擴大了有效檢測的覆蓋率。該LED電流檢測電路采用SMIC 0.18 μm CMOS 工藝進行設計，測試結果表明，在5 mA~60 mA的LED電流范圍內(nèi)，檢測精度可達±1%。
中圖分類號：TN433 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.244897
中文引用格式： 應科煒. 一種車規(guī)級LED驅(qū)動芯片的電流檢測電路[J]. 電子技術應用，2024，50(10)：24-29.
英文引用格式： Ying Kewei. Current monitoring circuit of automotive grade LED driver[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(10)：24-29.
中文引用格式： 應科煒. 一種車規(guī)級LED驅(qū)動芯片的電流檢測電路[J]. 電子技術應用，2024，50(10)：24-29.
英文引用格式： Ying Kewei. Current monitoring circuit of automotive grade LED driver[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(10)：24-29.
Current monitoring circuit of automotive grade LED driver
Ying Kewei
Lumissil Microsystems （Xiamen） Limited
Abstract： A high precision LED current detection circuit is designed in order to meet the functional safety requirements of ISO 26262. Based on the traditional LED constant-current detection circuit, a negative feedback loop is added in the current mirror module to achieve accurate copy of the detection current, avoid the current sampling error in the traditional current detection circuit, and improve the accuracy of the current detection. At the same time, the new circuit adopts the structure of sampling block and power block in series, which reduces the occurrence of current miss detecting and expands the coverage of current detection. The LED current detection circuit is designed by SMIC 0.18 μm CMOS process. The test results show that the detection accuracy can reach ±1% in the range of 5 mA ~ 60 mA LED current.
Key words : automotive LED driver；output current detection；functional safety；negative feedback loop
引言
車規(guī)級芯片是汽車電動化、智能化過程中不可或缺的組件，隨著智能汽車數(shù)據(jù)量的高速增長，對高性能芯片的需求也大幅提升。車用恒流LED驅(qū)動芯片是目前汽車照明應用中的熱點，已經(jīng)在汽車電子系統(tǒng)占有了一席之地 [1] 。LED照明在汽車中的應用越來越廣泛，承擔著照明、指示和氛圍裝飾等重要作用，然而，由于汽車運行環(huán)境的復雜性和惡劣性，LED電路常常會受到各種干擾和挑戰(zhàn)。車規(guī)級LED芯片作為汽車照明系統(tǒng)的重要元件，設計指標要求越來越高，需要具備高可靠性、高穩(wěn)定性和高安全性等特性。為了確保汽車中的LED電路的正常工作，車規(guī)級LED芯片將基于ISO 26262功能安全，避免來自系統(tǒng)失效和隨機硬件失效的風險，因此，研究一種實時準確檢測LED電流的檢測電路來滿足ISO 26262功能安全十分重要。
傳統(tǒng)的LED電流檢測電路使用電流鏡復制LED電流，與基準電壓進行比較，結構簡單，但檢測精度不高，另外無法檢測出功率管本身損壞造成的LED電流偏差，檢測的有效覆蓋率不廣。本文設計的LED電流檢測電路引入負反饋環(huán)路，并從LED電流中抽取小部分電流用于電流檢測，解決了無法檢測出由于功率管本身損壞造成LED電流偏差的問題，極大地提高了檢測精度，擴大了有效檢測的覆蓋率。
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作者信息：
應科煒
（絡明芯微電子（廈門）有限公司，福建 廈門361005）
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