图1中基于led的转向指示灯模块包括一个典型汽车电池、开关、输入滤波器、降压稳压器和几个led驱动器。当车灯停止正常运行时，驾驶员将如何得知？如何确定是系统的哪个部分出现故障？
图1：转向指示灯模块
降压稳压器和led驱动器集成电路实施诊断功能，以便检测故障事件。例如，“电源正常” 信号是一种诊断特征，用于指示降压的输出是否处于调节状态。同样，恒流led驱动器输出故障信号来指示led短路和开路。
在本文中，我将着重讨论汽车尾灯故障电路，以及如何结合降压稳压器的pwrgd信号和led驱动器的故障信号来设计故障电路。
降压转换器pwrgd信号
“电源正常”引脚通常是带外部上拉电阻的开漏输出。在正常运行时，输出显示为高，而由于错误输出电压、热关机或使能关机等原因输出电压低时，则显示为低。
根据数据表，必须使用推荐值将“电源正常”的引脚拉高。鉴于系统要求，可以使用上拉电阻将“电源正常”引脚拉高到降压稳压器的输出。然而，如果降压稳压器的输出电压大于推荐的上拉电压，最好使用齐纳二极管钳位到较低电压。
led驱动器故障信号
ti的线性led驱动器中，故障引脚是一个内部上拉很弱的开漏晶体管，必须拉高才能释放故障信号。在正常工作时，故障引脚显示为高。如果发生led短路或开路故障，该设备具有的内部下拉电流将使故障引脚显示为低。
ti的汽车级led驱动器有两个故障引脚设计选项：
● one-fail-all-fail（ofaf)：如果一个设备出现故障，则报告该故障并关闭所有设备。
● 禁用ofaf：当一个设备发生故障时，报告该故障，其余设备继续运行。
当连接多达15个设备的故障引脚时，系统使用ofaf。图2展示了连接到led驱动器故障引脚的故障连接器电路。故障连接器电路用于提高故障信号的鲁棒性，带上拉的开漏则用于方便与外部电路连接。
图2：故障连接器
禁用ofaf需要故障聚合器电路。图3显示了连接到led驱动器故障引脚的故障聚合器电路。带上拉的开漏输出在发生故障时显示为out低，在无故障时显示为高。
图3：故障聚合器
故障聚合器电路被定义为故障引脚上拉电路。如要禁用ofaf，必须上拉故障引脚，以保持始终高于2 v的电压。p通道晶体管（pnp）可将故障管脚从电流控制引脚转换为电压。上拉电阻r2保持故障大于2v。通常来说，故障信号在发生故障时显示为低，无故障时显示为高。因此，带上拉的开漏输出将颠倒故障聚合器电路的逻辑，以便在发生故障时显示为out低，在无故障时显示为高。如果系统在发生故障时要求显示out高，而在无故障时显示低，则可以从设计中忽略带上拉的开漏输出。
触发故障时，led驱动器从内部下拉电流，下拉电流流过上拉电阻r2。pnp打开，其输出变高，out变低。未触发故障时，led驱动器从内部上拉，pnp用作开路开关，其输出变低，out变高。在这两种情况下，故障仍然大于2v。
就转向指示灯模块而言，降压稳压器的输出电压应为故障聚合器电路供电；齐纳二极管可以将降压稳压器的输出钳位到较低电压。一旦降压稳压器发生故障，故障聚合器将断电，并显示故障。
“电源正常”信号启用led驱动器
将降压稳压器“电源正常”信号和led驱动器故障信号结合起来的一种方法是利用led驱动器的使能（en）引脚。当en引脚高时，led驱动器正常工作；当en引脚低时，led驱动器处于睡眠模式，具有超低静态电流。
图4展示了如何使用上拉电阻r4和齐纳二极管将“电源正常”引脚连接到en引脚。齐纳二极管为“电源正常”引脚提供较低的上拉电压；“电源正常”引脚则被r4拉高到齐纳二极管的钳位电压。
图4：连接“电源正常”和en
通过将“电源正常”引脚的输出连接到led驱动器的en引脚，“电源正常”信号现在控制led驱动器。在正常运行时，“电源正常”引脚显示为高，led驱动器启动。在降压稳压器发生故障的情况下，“电源正常”引脚l显示为低，led驱动器不启动，故障聚合器电路无电源，out变为低 – 表示存在故障。
系统故障分析
故障电路的目的是显示转向指示灯模块中导致led不亮的任何故障。故障源可能是降压稳压器的电压输出不正确、led驱动器的电流输出不正确或led故障。
图5显示了完整的转向指示灯模块框图，其中“电源正常”引脚使用上拉电阻r4和齐纳二极管连接到led驱动器的en引脚。故障聚合器电路禁用ofaf。
图5：用齐纳二极管和故障聚合器禁用ofaf
当系统正常工作时，电池电压会被过滤和降低，从而为led驱动器供电。“电源正常”引脚被上拉到齐纳二极管钳位电压，显示为高并启用led驱动器。随后，若未监测到led短路或开路等故障，则led通电。此时，故障显示为低，故障聚合器显示为低，且显示输出无故障。
接下来考察降压稳压器输出电压故障的情况。降压输出电压超出标称范围时，“电源正常”引脚显示为低，led驱动器被禁用，led被关闭。当led驱动器被禁用时，故障显示为低。故障聚合器没有来自齐纳二极管钳位电压的电源，输出变低，以指示存在故障。
转向指示灯模块故障可能会以其他形式出现，比如led短路或开路或led驱动器热关机。图4所示的电路可在转向指示灯模块中检测这些不同的故障类型。
结论
汽车照明系统正在采用更多的故障电路。如要节省空间和降低故障电路的成本，可以尝试将“电源正常”引脚连接到led驱动器的en引脚。对于led故障，可以考虑使用或禁用ofaf。请根据您特定应用程序选择能满足其需求的设计选项。
推荐阅读：
为ac-dc转换器选择模块化emi滤波器
耳塞式光学心率测量
为什么你可选的电容都是：1、2.2、4.7这样的数值？
基于单硅芯片的电池化成控制系统综合解决方案
细数传感器在本次疫情中的3类应用
编辑：wenwei来源：电子元件技术网
