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用于电子烟和VR/AR耳机的超小型RGB LED动画方案

2022-01-13 12:32:00

此参考设计是一款2 x 2cm RGB LED动画解决方案，适用于使用LP5523和MSP430FR2111器件的电池供电应用，例如电子烟、智能手表、VR/AR耳机及眼镜、可穿戴相机、智能ID标签、鼠标、手机等。

图１.　方案实物

方案特点

LP5523器件是一款LED驱动器，采用DSBGA封装，带有可编程控制引擎。LP5523为必须安装在非常小的PCB中的应用提供生动的照明模式。该设计使用有限MCU资源实现了全部动画功能。

图２.　电路原理图

本设计的输入电压为2.7-5.5V，输出电流17.5mA/ch，可驱动三个17.5 mA/channel模块。主要特征如下：
运行预设照明模式时的最小MCU负载
通过LP5523引擎控制降低了系统电流消耗
待机模式下的静态电流低
全面的诊断和保护
2cm²小印刷电路板尺寸设计

工作原理

接通电源后，MSP430FR2111开始为LP5523写入引擎码，然后进入省电模式。后者是一个9通道RGB驱动器，带有内部程序存储器和充电泵，可以恒流模式驱动3个RGB LED模块，独立运行各种照明图案。

图3. LED驱动器（上）及LED负载板（下）电路图

MSP430FR2111 MCU在3x3mm封装内集成了一个10位模数转换器（ADC）、EEPROM功能性、比较器、实时时钟、增强型计时器、内部振荡器，适合低功耗感测应用，例如入门级的烟感器、充电宝、冷链管理的信号采集等应用。

之所以成本降下来，因为存储容量降低到2kB，同时省去了TIA(低泄漏跨阻放大器)功能。另外的特点是方便更新以往的设计，一般的MCU有Flash或SRAM等存储器，FRAM一个就可搞定，这样凭借统一存储器，再加上经简化的软件维护和能够采用C语言编写代码的可移植性，避免了汇编语言并加快了上市时间。

BOM表

包括LED驱动器LP5523和芯片MSP430FR2111在内，方案BOM表共17个电子元器件。

图４.　BOM表

PCB布线时，电容器应尽量靠近LP5523器件，以减小电流环路。MSP430FR2111的外围元件也尽量靠近MCU引脚，避免较长的走线，以免引入额外的寄生电容、寄生电感和信号阻抗。

审核编辑：符乾江