在智能音箱、游戲設備、車載座艙等搭載呼吸燈驅動的產品中，嘯叫問題如同潛伏的“體驗殺手”，悄然侵蝕著用戶的使用感受。這種不期而至的噪聲不僅會拉低產品的質感，更可能引發(fā)用戶對設備穩(wěn)定性的疑慮。中國數(shù)模龍頭艾為電子深耕呼吸燈產品15余年，“艾為燈語”更在行業(yè)樹立燈效標桿。針對這一痛點，艾為推出多款高性能呼吸燈驅動芯片，憑借多重技術從根源破解嘯叫難題。

嘯叫的根源

嘯叫現(xiàn)象的核心成因可分為兩類：

機械振動：當LED驅動電流的開關頻率處于人耳可聽范圍（20Hz-20kHz）時，PCB板、電感、電容等元件會因共振產生嘯叫；此外，多層陶瓷電容器（MLCC）的壓電效應（電壓變化引發(fā)物理形變）會使其周期性膨脹與收縮，進而帶動PCB板振動，形成明顯的嘯叫。

電磁輻射：高頻開關動作產生的電磁干擾（EMI），會通過空氣傳播或電路傳導的方式被其他元件接收，最終轉化為嘯叫。

針對這兩類根源，傳統(tǒng)解決方案多依賴單一濾波手段，難以徹底消除嘯叫。而艾為呼吸燈驅動芯片通過多重技術從源頭到傳播路徑實現(xiàn)全鏈路管控，如同為呼吸燈驅動系統(tǒng)打造了一套全方位的“降噪防護盾”。

抗嘯叫技術

擴頻技術

支持多種擴頻范圍選擇，啟用后，總的電磁發(fā)射能量會被分散到更寬的頻帶范圍內，從而顯著降低電磁干擾的峰值能量。

圖1 頻率范圍擴展示意圖

表1擴頻功能開啟時不同SSR_AMP對應的OSC頻率范圍

時序優(yōu)化

分組延遲：多路PWM同時開關會對LED的陽極電流造成沖擊，進而對濾波電容形成壓力，而電容承受的瞬時壓力過大會引發(fā)機械振動，最終產生嘯叫。通過分組延遲設計，可避免多路LED同時開啟，降低電流的瞬間沖擊幅度，從而減少電容的振動誘因，從源頭緩解嘯叫問題。

可編程相位時間：消鬼影時間（DGST）、建立時間（SETUP）和保持時間（HOLD）均可獨立配置，確保開關動作避開LED驅動系統(tǒng)的機械共振頻率。

圖2 整體時序參數(shù)示意圖

轉換速率調整

可通過控制電流源開啟或關閉的過渡時間，靈活調節(jié)電流變化率。當電流變化更平緩時，產生的電磁干擾（EMI）會顯著降低。

圖3轉換速率調整示意圖

時鐘分頻

提供多種時鐘分頻選項，對應不同的PWM頻率。通過時鐘分頻可選擇20kHz以上的PWM頻率，確保開關頻率完全處于人耳可聽范圍之外——如同將噪聲“藏”進人耳無法感知的頻段。

表2不同PWM_CLK_DIV與PWM_MODE下的PWMfrequency參數(shù)表

（注意：上述技術以AW25072SQNR為例，其他芯片具體參數(shù)可能存在差異，以數(shù)據(jù)手冊為準。）

效果對比

測試樣本1：AW25072SQNR（矩陣式呼吸燈驅動）

AW25072SQNR與友商同規(guī)格芯片，均驅動18X4LED矩陣（單路驅動電流均為30mA），在燈效完全一致的條件下，使用專業(yè)聲學設備在消音室環(huán)境中采樣，結果顯示：AW25072SQNR的噪聲水平穩(wěn)定在20dB（相當于樹葉輕微摩擦聲，人耳幾乎無感知），全頻段能量分布平緩無峰值；友商產品噪聲達35dB（接近耳語聲，易被清晰察覺），且在1kHz-20kHz人耳敏感頻段存在顯著能量波動。

測試樣本2：AW23003QNR-Q1（車載氛圍燈驅動）

AW23003QNR-Q1與友商同規(guī)格車規(guī)級芯片，在相同硬件環(huán)境、燈效完全一致的條件下，使用專業(yè)聲學設備在消音室環(huán)境中采樣，AW23003QNR-Q1的噪聲水平穩(wěn)定在21dB（完全融入車載環(huán)境噪聲，人耳幾乎無感知）；友商產品噪聲40dB以上（按客戶描述“嗷嗷叫”，嚴重影響用戶體驗）。

測試結論

在消費電子與車載電子應用場景中，測試數(shù)據(jù)可充分證明：艾為呼吸燈驅動芯片憑借多重抗嘯叫技術，在噪聲控制上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，能為設備帶來更安靜、穩(wěn)定的使用體驗。更關鍵的是，無需額外搭配電解電容或鉭電容輔助降噪，不僅簡化了電路設計，還直接減少了外圍元件采購成本，有效降低了整體BOM成本。

芯片選型

AW23003QNR-Q1

圖4 AW23003QNR-Q1的典型應用電路圖

AW23003QNR-Q1是一款專門針對車載氛圍燈的效果多樣化而設計的芯片，可以提高汽車整體氛圍燈燈效的調試便捷性。AW23003QNR-Q1集成了32位MCU平臺。該平臺提供了卓越的計算性能和高效的中斷系統(tǒng)，同時外圍器件使用的管腳數(shù)量較少，功耗更低。

其主要特性如下：

AEC-Q100 Grade1，滿足ISO7637

工作電壓范圍：6V至18V，拋負載電壓：45V

32-bit MCU

最高工作頻率：16MHz

64KB FLASH，具有擦寫保護功能

16KB SRAM存儲器

3通道16bit PWM LED驅動，最大60mA /通道

支持LED結壓（0V至8V）檢測，支持LED溫度補償

6個通用GPIO口

支持PWM模式

支持外部LIN收發(fā)器復用功能

集成LIN收發(fā)器，支持自動尋址功能

支持SAE J2602/LIN2.x協(xié)議的LIN從機接口

1個WDT，1個WWDG

2個通用Timer，1個wakeup Timer

12位ADC轉換器、支持13通道

參考電壓可選（1.2V/2.4V/3.3V）

溫度傳感器

VBAT電壓檢測

LED結壓檢測

支持SWD調試

支持上電復位（POR）和欠壓復位（BOR）功能

工作條件：-40至125°C

封裝形式：WBQFN 4X4-20L

AW25072SQNR

圖5 AW25072SQNR的典型應用電路圖

AW25072SQNR是艾為全新推出的高性能LED驅動芯片，可穩(wěn)定驅動18X4的LED矩陣。該芯片集成擴頻技術、分組延遲、可編程相位時間、轉換速率調整及時鐘分頻等多重抗嘯叫功能，能從根源將嘯叫控制在人耳不可感知范圍。

其主要特性如下：

電源電壓范圍：2.7V至5.5V

工作溫度范圍：-40°C至105°C

與EN_VIO兼容的邏輯引腳：1.2V-5.5V

高精度LED矩陣拓撲結構：

18個恒流灌電流源（CS）和4個掃描開關（SW），用于72個LED

可配置為1至4個SW

器件間誤差：±4%

通道間誤差：±4%

超低功耗：

關斷模式：當EN_VIO為低電平時，ICC ≤ 1μA

待機模式：當EN_VIO為高電平且CHIP_EN = 0（數(shù)據(jù)保留）時，ICC ≤ 2μA

工作模式：當通道電流為51mA時，ICC = 2.4mA（典型值）

模擬調光：

所有LED點支持全局8位電流設置

每個恒流灌電流源支持單獨8位電流設置

每個LED點具有12位PWM控制分辨率

集成開路/短路檢測

去鬼影

降低電磁干擾（EMI）：

擴頻

CS組延遲

轉換速率調整

接口選擇：

當IFS為低電平時，1MHz（最大）I2C

當IFS為高電平時：

當EN_VIO ≥ 3.6V時，20MHz（最大）SPI

當EN_VIO ≥ 1.8V時，12MHz（最大）SPI

封裝：QFN 4X4 - 32L封裝

艾為擁有豐富的呼吸燈驅動芯片家族，在不同LED路數(shù)配置下均能保持強大的降噪性能，全面覆蓋多樣化場景的設計需求。如需了解其他型號的詳細參數(shù)、適配場景，歡迎參考下方的產品選型表：

表3艾為呼吸燈驅動芯片選型參數(shù)表