基于ST L99LD21 的汽車LED前大燈方案

汽車前大燈不僅能完成照明的功能，還能根據(jù)路況及時(shí)地調(diào)節(jié)照明亮度與區(qū)域，既為駕駛員提供良好的視覺(jué)范圍，也能做到不影響前方車輛和對(duì)向來(lái)車，提高駕駛的安全性。相比傳統(tǒng)的鹵素大燈，LED大燈具有光效高，壽命長(zhǎng)，響應(yīng)速度快，體積小等優(yōu)勢(shì)。體積小使得LED大燈內(nèi)可以集成數(shù)量較多的LED燈珠，做到造型多變，照明區(qū)域可細(xì)分，甚至像素級(jí)可調(diào)。LED價(jià)格日益親民化，使其在汽車上的應(yīng)用逐漸普及。

ST的前大燈演示板使用兩顆大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片L99LD21，用來(lái)驅(qū)動(dòng)車大燈內(nèi)部的矩陣式遠(yuǎn)光燈，近光燈以及一串輔助轉(zhuǎn)向的角燈；一顆ST車規(guī)級(jí)32位PowerPC架構(gòu)微處理器SPC560D30L1作控制；一顆高邊驅(qū)動(dòng)VN7140AS用來(lái)驅(qū)動(dòng)散熱風(fēng)扇。

除此之外，在前大燈方案中，ST還可以提供一顆兩相雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)L99SM81V，用于完成前大燈的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，不同維度的步進(jìn)電機(jī)精準(zhǔn)地調(diào)整大燈照射的角度，能夠?qū)崿F(xiàn)隨動(dòng)轉(zhuǎn)向，動(dòng)態(tài)垂直調(diào)節(jié)等功能。

L99LD21在一顆芯片內(nèi)集成了兩級(jí)功率轉(zhuǎn)換架構(gòu)。一級(jí)恒壓輸出的boost作為前級(jí)，提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓；兩路恒流輸出的Buck用以驅(qū)動(dòng)LED燈串。這種級(jí)聯(lián)式的功率轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)不僅為恒流源抹去了電池電壓的變化，也為恒流源提供了寬廣的輸出電壓范圍。

L99LD21還在兩路Buck集成了開(kāi)關(guān)MOSFET和電流檢測(cè)功能，精簡(jiǎn)了外圍電路，降低成本和Layout的難度，也減少了PCB板空間。

L99LD21提供SPI的數(shù)字通信接口和豐富的可配置資源，可以根據(jù)客戶的負(fù)載要求，做到輸出電流精確可配，提高效率，減小紋波。L99LD21還擁有l(wèi)imphome mode，timeout watchdog和一個(gè)direct input pin，支持客戶完成功能安全的設(shè)計(jì)需求。

開(kāi)發(fā)工具

· L99LD21-ADIS Discovery Kit：包括演示板和基于SPC5開(kāi)發(fā)的firmware及GUI

· Application note：幫助客戶深入了解和使用L99LD21，包括典型參數(shù)的計(jì)算，外圍器件的選型等。

· On-line tool：ST正在開(kāi)發(fā)一款線上工具，幫助客戶快速完成參數(shù)的選擇，環(huán)路穩(wěn)定性分析，以及熱評(píng)估等。有興趣的客戶可以聯(lián)系ST的支持人員進(jìn)一步了解。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

· 級(jí)聯(lián)的Boost-Buck架構(gòu)； 

· 軟件配置接口，以及l(fā)imphome模式等滿足功能安全的要求； 

· Buck級(jí)采用遲滯控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，適用于矩陣式LED大燈的應(yīng)用； 

· 集成度高，外圍電路簡(jiǎn)潔； 

· 可擴(kuò)展的家族化產(chǎn)品規(guī)劃。

?方案規(guī)格

AEC-Q100合格 

?一般   

—ST SPI通信v4.1   

—5.5 ~ 24v電池工作電壓范圍   

—負(fù)載轉(zhuǎn)儲(chǔ)保護(hù)   

- QFN40L 6x6(可濕性側(cè)翼)帶外露墊   

—超時(shí)看門狗和跛回家功能   

-待機(jī)電流低   

?增加部分   

-固定頻率架構(gòu)，SPI可編程   

-峰值電流模式控制   

—支持雙相運(yùn)行   

-輸入電流限制   

—軟啟動(dòng)   

—過(guò)壓保護(hù)(OVP)   

—短反饋故障保護(hù)   

—恒壓控制   

—集成開(kāi)關(guān)mosfet   

—不需要外部元件的無(wú)損電流檢測(cè)   

—非常準(zhǔn)確的LED電流設(shè)置編程電感的峰值電流和峰值電流紋波   

—可調(diào)峰值電流 

—可調(diào)電流紋波 

—集成PWM產(chǎn)生單元，10位分辨率和相移   

—峰值電流控制   

—恒定的VLED x TOFF結(jié)構(gòu)   

?保護(hù)和診斷   

—電池電壓不足   

—溫度警告(2個(gè)閾值)   

—超溫關(guān)閉   

—LED電壓數(shù)字反饋SPI   

—Buck輸出短路和開(kāi)負(fù)載保護(hù)