Melexis integra un convertitore DC/DC per semplificare l'illuminazione automotive LED RGB LIN

Melexis ha introdotto l'MLX81119, un controller LED RGB LIN a 18 canali con un convertitore DC/DC integrato, progettato per semplificare il design dell'illuminazione automobilistica, ridurre il numero di componenti e ottimizzare lo spazio nelle moderne applicazioni per veicoli.

L'approccio tecnico prevede la generazione della tensione di alimentazione dei LED localmente sul chip tramite un convertitore di corrente continua integrato da 1 A. Questo sistema risponde all'esigenza di ridurre al minimo la dissipazione termica e il numero di componenti nelle reti di illuminazione interne ed esterne dei veicoli.

Regolazione termica e stadi di potenza all'interno dell'ecosistema dei dati automobilistici
La rilevanza di questa tecnologia a microcontrollore deriva dalla rapida espansione di soluzioni di illuminazione funzionali, animate e di segnalazione dello stato su pannelli porta, cruscotti e porte di ricarica. Nelle architetture multi-LED convenzionali, i canali di conversione della potenza esterni a tensione fissa generano una quantità significativa di calore in eccesso quando la tensione si riduce attraverso i regolatori di corrente lineari (linear current sinks), esacerbando le sfide di gestione termica all'interno dell'abitacolo chiuso del veicolo. Passando a una topologia di alimentazione locale altamente integrata, il dispositivo funge da efficiente nodo periferico (edge node) all'interno dell'ecosistema dei dati automobilistici, gestendo i parametri di potenza e comunicazione a livello locale per eliminare pesanti infrastrutture esterne di controllo termico.

Adattamento dinamico della tensione e specifiche dei canali
Il dispositivo integra un regolatore a commutazione (switching regulator) da 1 A in grado di generare una tensione di alimentazione locale per i LED programmabile tra 2,5 V e 6 V. Invece di operare da un canale di tensione fisso, il microcontrollore a 16 bit integrato sul chip scala dinamicamente la tensione di uscita del convertitore in base ai requisiti di tensione diretta (forward voltage) della miscela di colori attiva e delle condizioni operative locali. L'architettura hardware incorpora 18 generatori di corrente low-side configurabili fino a 60 mA, gestiti da canali indipendenti di modulazione a larghezza di impulso (PWM) a 16 bit. Questa configurazione supporta fino a sei LED RGB per controller, garantendo transizioni di colore fluide e il controllo delle animazioni localizzate.

Sicurezza funzionale e standard di conformità dei ricetrasmettitori
Sviluppato su una consolidata architettura a semiconduttore, il controller integra un sottosistema LIN (Local Interconnect Network) completo, contenente sia un ricetrasmettitore a livello fisico (physical layer) sia un gestore di protocollo (protocol handler) pienamente conformi alle specifiche LIN 2.x e SAE J2602. Sviluppato in conformità allo standard internazionale automobilistico ISO 26262, il circuito integrato supporta implementazioni di sicurezza funzionale fino al livello ASIL B (Automotive Safety Integrity Level B), rendendo il dispositivo idoneo per applicazioni di segnalazione interne ed esterne critiche per la sicurezza. Per contrastare gli effetti dell'invecchiamento dei semiconduttori e dei LED nel corso del ciclo di vita del veicolo, i sensori di temperatura diretti e indiretti integrati eseguono una compensazione termica attiva su tutti i canali per mantenere la stabilità del punto di colore.

Minimizzazione dell'ingombro fisico e configurazioni ausiliarie
L'integrazione dello stadio di potenza riduce i requisiti della distinta base (BOM) esterna a due soli condensatori e un singolo induttore, eliminando completamente i controller di commutazione esterni discreti e i relativi componenti passivi. Alloggiato in un compatto pacchetto QFN32 da 5 mm × 5 mm che opera con un'ampia gamma di alimentazione da 5,5 V a 28 V, il chip può anche essere configurato come un espansore di I/O controllato da LIN, in cui le 18 sorgenti di corrente fungono da driver ausiliari per carichi di moduli distribuiti. Le risorse di memoria integrate includono 32 KB di Flash e 4 KB di RAM per memorizzare i coefficienti di calibrazione, integrate da diagnostiche hardware che comprendono il rilevamento della sovracorrente, la protezione da cortocircuito e lo spegnimento per sovratemperatura (overtemperature shutdown).

Contesto aggiuntivo
Questa sezione descrive in dettaglio le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto.

Rispetto alle architetture LED automobilistiche discrete di concorrenti come Elmos Semiconductor (ad esempio, la serie E522.95) o Infineon Technologies (come le famiglie LITIX Power), il principale elemento di differenziazione tecnica del sistema è il co-packaging di un convertitore buck da 1 A con un driver a 18 canali su un unico chip (die). Le implementazioni convenzionali utilizzano tipicamente un regolatore buck autonomo che alimenta un driver lineare multicanale separato, un approccio che aumenta l'area del circuito stampato (PCB) di circa il 30% e introduce ulteriori percorsi di interferenza elettromagnetica (EMI) ad alta frequenza lungo le tracce della scheda. Mentre i convertitori esterni dedicati gestiscono correnti di picco più elevate, l'ottimizzazione dinamica integrata da 2,5 V a 6 V riduce la caduta di tensione del driver lineare alla soglia minima richiesta, tagliando le perdite di potenza sul chip fino al 40% in condizioni operative a colori misti. Questo contenimento termico localizzato si traduce in un minore innalzamento della temperatura di giunzione, garantendo che il modulo mantenga un margine operativo in linea con i severi parametri di longevità dei componenti automobilistici, senza richiedere vie termiche multistrato o substrati in alluminio.

Articolo a cura di Romila DSilva, Redattrice di Induportals, con il supporto dell'IA.