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  • TLC6C5816-Q1 パワー・ロジック、16ビット・シフト・レジスタ、診断機能付きLEDドライバ

    • JAJSE82A October   2017  – December 2017 TLC6C5816-Q1

      PRODUCTION DATA.  

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  • TLC6C5816-Q1 パワー・ロジック、16ビット・シフト・レジスタ、診断機能付きLEDドライバ
  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
    1.     代表的なアプリケーションの回路図
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
    1.     ピン機能
  6. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱特性
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 タイミング要件
    7. 6.7 スイッチング特性
    8. 6.8 代表的特性
  7. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1 デバイス・イネーブル(EN)
      2. 7.3.2 ゲート出力(Gx)
      3. 7.3.3 レジスタのクリア(CLR)
      4. 7.3.4 オープン・ドレイン出力と柔軟性の高い診断チャネル
        1. 7.3.4.1 構成可能な出力
        2. 7.3.4.2 LED開放診断
        3. 7.3.4.3 LED短絡診断
      5. 7.3.5 サーマル・シャットダウン
      6. 7.3.6 コマンド・エラー
      7. 7.3.7 シリアル通信エラー
      8. 7.3.8 エラー・フィードバック
      9. 7.3.9 インターフェイス
        1. 7.3.9.1 レジスタ書き込み
        2. 7.3.9.2 レジスタ読み出し
        3. 7.3.9.3 シフト・レジスタ通信フォルト検出
        4. 7.3.9.4 レジスタのクリア
        5. 7.3.9.5 レジスタ・クロック
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 通常動作
      2. 7.4.2 PORリセット
      3. 7.4.3 スタンバイ・モード
    5. 7.5 レジスタ・マップ
    6. 7.6 インターフェイス・レジスタ
      1. 7.6.1 構成レジスタ(オフセット＝0h) [reset＝0h]
        1. Table 5. 構成レジスタ・フィールドの説明
      2. 7.6.2 フォルト読み戻しレジスタ(オフセット＝1h) [reset＝0h]
        1. Table 6. フォルト読み戻しレジスタ・フィールドの説明
  8. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 設計要件
      2. 8.2.2 詳細な設計手順
      3. 8.2.3 アプリケーション曲線
  9. 9 電源に関する推奨事項
  10. 10レイアウト
    1. 10.1 レイアウトのガイドライン
    2. 10.2 レイアウト例
  11. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    2. 11.2 コミュニティ・リソース
    3. 11.3 商標
    4. 11.4 静電気放電に関する注意事項
    5. 11.5 Glossary
  12. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報
  13. 重要なお知らせ
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DATA SHEET

TLC6C5816-Q1 パワー・ロジック、16ビット・シフト・レジスタ、診断機能付きLEDドライバ

このリソースの元の言語は英語です。 翻訳は概要を便宜的に提供するもので、自動化ツール (機械翻訳) を使用していることがあり、TI では翻訳の正確性および妥当性につきましては一切保証いたしません。 実際の設計などの前には、ti.com で必ず最新の英語版をご参照くださいますようお願いいたします。

1 特長

  • 車載アプリケーションに対応
  • 下記内容でAEC-Q100認定済み：
    • デバイス温度グレード 1: 動作時周囲温度範囲　　　　　　　　–40℃～125°C
    • デバイスHBM ESD分類レベルH3A
    • デバイスCDM ESD分類レベルC6
  • パワーDMOSトランジスタ出力付きの16チャネル
    • チャネルごとに最大50mAのオープン・ドレイン出力
    • 出力電圧の最大定格: 45V
    • EMI低下のため最適化されたスルー・レート
  • シリアル・インターフェイスおよびPWM入力
    • TPIC6C596、TLC6C598-Q1、TLC6C5912-Q1と互換のシフト・レジスタ
    • LEDステータスの読み戻し
    • グループ調光用の2つのPWM入力
  • 診断および保護機能
    • 設定可能なLEDの開放および短絡診断機能
    • 過熱保護
    • シリアル・インターフェイス通信エラーの検出
    • オープン・ドレインのエラー・フィードバック

2 アプリケーション

  • 車載用計器盤
  • 車載用HVAC制御パネル
  • 車載用内装フェイスプレート
  • 車載用Eシフタ・インジケータ
  • 車載用センター・スタック

3 概要

車載アプリケーション用には、各種のLEDインジケータが存在します。ハイブリッド計器クラスタやEシフタなど一部のアプリケーションには安全性要件が存在し、LEDフォルト診断機能が必須です。HVACパネルなど他のアプリケーションにはLEDのオン-オフ制御しか存在しないため、LED診断機能は必要ありません。両方のアプリケーションに対応するため、TLC6C5816-Q1デバイスには柔軟なLED診断機能が実装されています。レジスタへの書き込みにより、出力チャネルをLED診断機能あり、またはなしのどちらにも構成できます。

TLC6C5816-Q1デバイスは16ビット・シフト・レジスタのLEDドライバで、車載用LEDアプリケーションをサポートするよう設計されています。LEDの開放および短絡の診断機構が搭載されており、安全性保護が強化されています。このデバイスには、パワーDMOSトランジスタ出力を持つ16のチャネルが内蔵されています。チャネルのうち8つは、対応するレジスタを構成することで、LEDフォルト診断をサポートします。このデバイスは診断機能なしで16チャネル、または診断機能ありで8チャネルを駆動できます。LED診断を実行するには、診断チャネルのDIAGnをDRAINnに接続する必要があります。コマンド・エラー・フォルトが発生した場合、チャネルがLED診断用に構成されているにもかかわらず、同時にレジスタ書き込みコマンドによってそのチャネルがオンになったことを意味します。デバイスには巡回冗長性検査(CRC)機能があり、シフト・レジスタのレジスタ値を検証できます。読み戻しモードでは、デバイスは6ビットのCRC剰余を返します。MCUはCRC剰余を読み戻して、剰余が正しいかどうかをチェックすることで、MCUとデバイスとの間の通信ループが良好かどうかを判定できます。

製品情報(1)

型番 パッケージ 本体サイズ(公称)
TLC6C5816-Q1 HTSSOP (28) 9.70mm×4.40mm
  1. 利用可能なすべてのパッケージについては、このデータシートの末尾にある注文情報を参照してください。

代表的なアプリケーションの回路図

TLC6C5816-Q1 Typ-Appl-Diagram_SLASEJ5.gif

4 改訂履歴

Changes from * Revision (October 2017) to A Revision

  • データシートを事前情報から量産データに変更Go

5 ピン構成および機能

PWP PowerPAD™パッケージで供給
露出放熱パッドを用いた28ピンHTSSOP
上面図

ピン機能

ピン I/O 説明
名前 番号
CLR 13 I シフト・レジスタのクリア、アクティブLOW。CLRがLOWレベルになると、デバイスのすべてのストレージ・レジスタがクリアされ、シフト・レジスタは通常動作します。CLRがHIGHレベルになると、ストレージ・レジスタとシフト・レジスタの両方が通常動作します。
DRAIN0 4 O チャネル0オープン・ドレイン出力
DRAIN1/DIAG0 5 I/O チャネル1オープン・ドレイン出力または診断入力0
DRAIN2 6 O チャネル2オープン・ドレイン出力
DRAIN3/DIAG2 7 I/O チャネル3オープン・ドレイン出力または診断入力2
DRAIN4 8 O チャネル4オープン・ドレイン出力
DRAIN5/DIAG4 9 I/O チャネル5オープン・ドレイン出力または診断入力4
DRAIN6 10 O チャネル6オープン・ドレイン出力
DRAIN7/DIAG6 11 I/O チャネル7オープン・ドレイン出力または診断入力6
DRAIN8 18 O チャネル8オープン・ドレイン出力
DRAIN9/DIAG8 19 I/O チャネル9オープン・ドレイン出力または診断入力8
DRAIN10 20 O チャネル10オープン・ドレイン出力
DRAIN11/DIAG10 21 I/O チャネル11オープン・ドレイン出力または診断入力10
DRAIN12 22 O チャネル12オープン・ドレイン出力
DRAIN13/DIAG12 23 I/O チャネル13オープン・ドレイン出力または診断入力12
DRAIN14 24 O チャネル14オープン・ドレイン出力
DRAIN15/DIAG14 25 I/O チャネル15オープン・ドレイン出力または診断入力14
EN 14 I デバイス・イネーブル、アクティブLOW。ENがHIGHレベルになると、デバイスがシャットダウンされ、すべてのレジスタがリセットして、デバイスはスタンバイ・モードに移行します。ENがLOWレベルになると、デバイスがイネーブルされ、すべての機能が通常動作します。
ERR 27 O オープン・ドレインのエラー・フィードバック
G1 2 I チャネル・イネーブル、DRAIN0–DRAIN7出力を制御、アクティブLOW
G2 3 I チャネル・イネーブル、DRAIN8–DRAIN15出力を制御、アクティブLOW
NC 26 NC 内部接続なし
RCK 16 I シリアル・データ・ラッチ。各シフト・レジスタのデータは、RCKの立ち上がりエッジでストレージ・レジスタへ転送されます。一方、ステータス・ビットはシフト・レジスタへロードされます。
SER IN 12 I シリアル・データ入力。SER INのデータは、SRCKの立ち上がりエッジごとに、シフト・レジスタへロードされます。
SER OUT 15 O シリアル・データ出力。このピンの目的は、シリアル・バスに複数のデバイスをカスケード接続することです。
SRCK 17 I シリアル・クロック入力。SRCKの各立ち上がりエッジごとに、データがSER INから内部のシリアル・シフト・レジスタへ転送されます。
VCC 1 P デバイスの電源ピン。このピンの近くに0.1µFのセラミック・コンデンサを追加します。
GND 28 G 電力グランドで、デバイスのグランド・リファレンス・ピンです。このピンは、PCBのグランド・プレーンに接続する必要があります。
放熱パッド — — Polygon Pourに接続して放熱性能を最適化

6 仕様

6.1 絶対最大定格

動作時周囲温度範囲内(特に記述のない限り)(1)
最小 MAX UNIT
VCC 電源電圧 –0.3 6 V
VI ロジック入力電圧、CLR、EN、G1、G2、RCK、SER IN、SRCK –0.3 6 V
VO ロジック出力電圧、SER OUT –0.3 VCC + 0.3 V
VDS パワーDMOSのドレイン-ソース間電圧、DRAIN0–DRAIN15 –0.3 45 V
VERR エラー出力電圧、ERR –0.3 6 V
IO チャネル出力電流 50 mA
Operating junction temperature, TJ –40 150 ℃
保管温度、Tstg –55 165 ℃
(1) 絶対最大定格を上回るストレスが加わった場合、デバイスに永続的な損傷が発生する可能性があります。これはストレスの定格のみについて示してあり、このデータシートの「推奨動作条件」に示された値を越える状態で本製品が正常に動作することを暗黙的に示すものではありません。絶対最大定格の状態に長時間置くと、本製品の信頼性に影響を与えることがあります。

6.2 ESD定格

値 単位
V(ESD) Electrostatic discharge Human-body model (HBM), per AEC Q100-002(1) ±4000 V
Charged-device model (CDM), per AEC Q100-011 All pins ±1000
(1) AEC Q100-002は、HBMストレス試験をANSI/ESDA/JEDEC JS-001仕様に従って実施することを示しています。

6.3 推奨動作条件

動作時周辺温度範囲内（特に記述のない限り）
最小 MAX UNIT
VCC 電源電圧 3 5.5 V
VIH Hiレベル入力電圧、CLR、EN、G1、G2、RCK、SER IN、SRCK 2.4 V
VIL Loレベル入力電圧、CLR、EN、G1、G2、RCK、SER IN、SRCK 0.7 V
TA 動作周囲温度 –40 125 °C

6.4 熱特性

熱特性(1) TLC6C5816-Q1 UNIT
PWP (HTSSOP)
28ピン
RθJA 接合部から周囲温度への熱抵抗 44.4 °C/W
RθJC(top) 接合部からケース(上面)への熱抵抗 29.9 °C/W
RθJB 接合部から基板への熱抵抗 26.9 °C/W
ψJT 接合部から上面への特性パラメータ 2 °C/W
ψJB 接合部から基板への特性パラメータ 26.7 °C/W
RθJC(bot) 接合部からケース(底面)への熱抵抗 5.3 ℃/W
(1) 従来および新しい熱測定値の詳細については、『半導体およびICパッケージの熱測定値』を参照してください。

6.5 電気的特性

特に記述のない限り、VCC＝5V、TJ＝－40℃～150℃
PARAMETER TEST CONDITIONS MIN TYP MAX UNIT
V(POR-rising) パワーオンリセット立ち上がりスレッショルド 1.5 2.5 V
V(POR-falling) パワーオンリセット立ち下がりスレッショルド 1 V
t(device-ready) デバイス準備時間 VCC＞0.5V、EN＝0 50 µs
ICC Logic supply current 全出力オフ、クロック信号なし、EN＝0 60 120 µA
全出力オン、クロック信号なし、EN＝0 210 300
ICC(FRQ) Logic supply current at frequency fSRCK = 5 MHz, CL = 30 pF, all outputs on 320 600 µA
I(Q) 静止電流 EN＝1 1 µA
VOH HIGHレベル出力電圧 SER OUT IOH＝－20µA 4.9 4.99 V
IOH = –4 mA 4.5 4.69
VOL LOWレベル出力電圧 SER OUT IOH＝－20µA 0.001 0.01 V
IOH = –4 mA 0.25 0.4
IIH High-level input current VI＝5V 0.2 µA
IIL Low-level input current VI＝0V －0.2 µA
ID(SX) Off-state drain current VDS = 30 V 0.01 0.1 µA
VDS＝30V、TA＝125℃ 0.1 0.3
rDS(on) Static drain-source on-state resistance VCC＝5V、ID＝20mA TA＝25℃、単一チャネルがオン 5 6.2 8 Ω
VCC＝3.3V、ID＝20mA TA＝25℃、すべてのチャネルがオン 6 7.3 9
TA＝125℃、すべてのチャネルがオン 9 11.6 13.5
T(SHUTDOWN) Thermal shutdown threshold 175 °C
T(HYS) Thermal shutdown hysteresis 15 °C
V(OC_th) LED開放検出スレッショルド 4 4.3 4.5 V
Vhys(OC) LED開放検出スレッショルドのヒステリシス 60 mV
V(SC_th) LED短絡検出スレッショルド 1 1.22 1.5 V
Vhys(SC) LED短絡検出スレッショルドのヒステリシス 60 mV
V(ERR_PD) ERRピンのオープン・ドレイン電圧降下 IERR＝4mA 0.3 V
Ilkg(ERR) ERRピンの漏れ電流 VERR＝5V －1 1 µA

6.6 タイミング要件

特に記述のない限り、Vcc＝5V、TJ＝25℃、CL＝30pF、ID＝20mA
最小 標準 最大 UNIT
fSRCK シリアル・クロック周波数 10 MHz
tSRCK シリアル・クロック幅 100 ns
tSRCKH SRCKパルス幅、HIGH 30 ns
tSRCKL SRCKパルス幅、LOW 30 ns
tsu セットアップ時間、SRCK立ち上がり前のSER IN HIGH 15 ns
th ホールド時間、SRCK立ち上がり後のSER IN HIGH 15 ns
tSER IN SER INのパルス幅 40 ns
td 最後のSRCK立ち上がりからRCK立ち上がりまで 200 ns

6.7 スイッチング特性

特に記述のない限り、Vcc＝5V、TJ＝25℃、CL＝30pF、ID＝20mA
パラメータ MIN TYP MAX UNIT
tpd(deg_open) LED開放からERRピンがプルダウンされるまでの時間 35 µs
tpd(deg_short) LED短絡からERRピンがプルダウンされるまでの時間 35 µs
tpd(GOFF) 伝搬遅延時間、Gx立ち上がりからの出力オフ(VOUT＝10% LED電源電圧) 250 ns
tpd(GON) 伝搬遅延時間、Gx立ち下がりからの出力オン(VOUT＝90% LED電源電圧) 250 ns
tpd(ROFF) 伝搬遅延時間、RCK立ち上がりからの出力オフ(VOUT＝10% LED電源電圧) 250 ns
tpd(RON) 伝搬遅延時間、RCK立ち上がりからの出力オン(VOUT＝90% LED電源電圧) 250 ns
tr 立ち上がり時間、ドレイン出力 100 ns
tf 立ち下がり時間、ドレイン出力 100 ns
tpd(SIO) 伝搬遅延時間、SRCK立ち下がりエッジからSEROUT変更まで 35 ns
tr(o) SEROUT立ち上がり時間(10%から90%へ) 20 ns
tf(o) SEROUT立ち下がり時間(90%から10%へ) 20 ns
TLC6C5816-Q1 Input-Timing-SLASEJ5.gifFigure 1. 入力信号のタイミング・ダイアグラム
TLC6C5816-Q1 Output-Timing-SLASEJ5.gifFigure 2. 出力信号のタイミング・ダイアグラム

6.8 代表的特性

TLC6C5816-Q1 D001_SLASEJ5.gif
VCC＝5V
Figure 3. 消費電流とCLK周波数との関係
TLC6C5816-Q1 D003_SLASEJ5.gif
Figure 5. 消費電流と電源電圧との関係
TLC6C5816-Q1 D007_SLASEJ5.gif
VCC＝5V 単一チャネルがオン
Figure 7. rDS(on)と周囲温度との関係
TLC6C5816-Q1 D010_SLASEJ5.gif
VCC＝5V すべてのチャネルがオン
Figure 9. rDS(on)とドレイン電流との関係
TLC6C5816-Q1 D004_SLASEJ5.gif
Figure 11. SER OUT Hi出力電圧と温度(℃)との関係
TLC6C5816-Q1 D002_SLASEJ5.gif
Figure 4. 消費電流と周囲温度との関係
TLC6C5816-Q1 D006_SLASEJ5.gif
VCC＝3.3V 単一チャネルがオン
Figure 6. rDS(on)と周囲温度との関係
TLC6C5816-Q1 D009_SLASEJ5.gif
VCC＝3.3V すべてのチャネルがオン
Figure 8. rDS(on)とドレイン電流との関係
TLC6C5816-Q1 D008_SLASEJ5.gif
Figure 10. rDS(on)と電源電圧との関係
TLC6C5816-Q1 D005_SLASEJ5.gif
Figure 12. SER OUT Lo出力電圧と温度(℃)との関係

7 詳細説明

7.1 概要

TLC6C5816-Q1は 16ビット・シフト・レジスタのLEDドライバで、車載LEDアプリケーションに対応するように設計されています。LEDの開放および短絡の診断機構が搭載されており、安全保護機能が強化されています。TLC6C5816-Q1には、パワーDMOSトランジスタ出力を備えた16のチャネルが内蔵されていますが、うち8つは構成レジスタの対応するDIAGnビットで構成することにより、LEDフォルト診断をサポートします。LED診断を実行するには、診断チャネルのDIAGnをDRAINnに接続する必要があります。コマンド・エラー・フォルトが発生した場合、チャネルがLED診断用に構成されているにもかかわらず、同時にレジスタ書き込みコマンドによってそのチャネルがオンになったことを意味します。TLC6C5816-Q1には巡回冗長性検査(CRC)機能があり、シフト・レジスタのレジスタ値を検証できます。読み戻しモードでは、6ビットのCRC剰余を返します。MCUはCRC剰余を読み戻して、剰余が正しいかどうかをチェックできます。これにより、MCUとTLC6C5816-Q1との間の通信ループが良好かどうかを確認できます。

7.2 機能ブロック図

TLC6C5816-Q1 Block-Diagram-SLASEJ5.gif

7.3 機能説明

TLC6C5816-Q1の機能について以下に述べます。Table 1にさまざまな条件におけるTLC6C5816-Q1の動作を示します。

Table 1. さまざまな条件におけるTLC6C5816-Q1の動作

構成レジスタ ステータス・レジスタ 出力0-7 出力8-15 デバイス電流
EN＝HIGH CLR＝X クリア クリア ハイ・インピーダンス ハイ・インピーダンス 低I(Q)
EN＝LOW CLR＝LOW クリア クリア ハイ・インピーダンス ハイ・インピーダンス アクティブ電流
CLR＝HIGH インターフェイスにより設定 フォルト検出により設定 構成およびG1レベルにより制御 構成およびG2レベルにより制御 動作電流

7.3.1 デバイス・イネーブル(EN)

TLC6C5816-Q1は低I(Q)モードを備えています。ENがHIGHレベルになると、デバイスがシャットダウンされ、すべてのレジスタがリセットして、デバイスはスタンバイ・モードに移行します。ENがLOWレベルになると、デバイスがイネーブルされ、すべての機能が通常動作します。

7.3.2 ゲート出力(Gx)

TLC6C5816-Q1は、2つのアクティブLOW入力により、ゲート出力を制御します。G1はチャネルDRAIN0–DRAIN7のオン/オフを切り替え、G2はチャネルDRAIN8–DRAIN15のオン/オフを切り替えます。

7.3.3 レジスタのクリア(CLR)

TLC6C5816-Q1には、レジスタをクリアする便利な機能があります。CLR入力がLOWレベルになると、すべての内部レジスタとすべてのフォルト状態がクリアされます。CLRがHIGHレベルになると、デバイスは通常動作します。

 
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