汽车前大灯不仅能完成照明的功能,还能根据路况及时地调节照明亮度与区域,既为驾驶员提供良好的视觉范围,也能做到不影响前方车辆和对向来车,提高驾驶的安全性。相比传统的卤素大灯,LED大灯具有光效高,寿命长,响应速度快,体积小等优势。体积小使得LED大灯内可以集成数量较多的LED灯珠,做到造型多变,照明区域可细分,甚至像素级可调。LED价格日益亲民化,使其在汽车上的应用逐渐普及。
ST的前大灯演示板使用两颗大功率LED驱动芯片L99LD21,用来驱动车大灯内部的矩阵式远光灯,近光灯以及一串辅助转向的角灯;一颗ST车规级32位PowerPC架构微处理器SPC560D30L1作控制;一颗高边驱动VN7140AS用来驱动散热风扇。
除此之外,在前大灯方案中,ST还可以提供一颗两相双极性步进电机驱动L99SM81V,用于完成前大灯的自适应调节,不同维度的步进电机精准地调整大灯照射的角度,能够实现随动转向,动态垂直调节等功能。
L99LD21在一颗芯片内集成了两级功率转换架构。一级恒压输出的boost作为前级,提供一个稳定的直流电压;两路恒流输出的Buck用以驱动LED灯串。这种级联式的功率转换结构不仅为恒流源抹去了电池电压的变化,也为恒流源提供了宽广的输出电压范围。
L99LD21还在两路Buck集成了开关MOSFET和电流检测功能,精简了外围电路,降低成本和Layout的难度,也减少了PCB板空间。
L99LD21提供SPI的数字通信接口和丰富的可配置资源,可以根据客户的负载要求,做到输出电流精确可配,提高效率,减小纹波。L99LD21还拥有limphome mode,timeout watchdog和一个direct input pin,支持客户完成功能安全的设计需求。
开发工具
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L99LD21-ADIS Discovery Kit:包括演示板和基于SPC5开发的firmware及GUI
- Application note:帮助客户深入了解和使用L99LD21,包括典型参数的计算,外围器件的选型等。
- On-line tool:ST正在开发一款线上工具,帮助客户快速完成参数的选择,环路稳定性分析,以及热评估等。有兴趣的客户可以联系ST的支持人员进一步了解。
►场景应用图
►展示板照片
►方案方块图
►核心技术优势
级联的Boost-Buck架构; 软件配置接口,以及limphome模式等满足功能安全的要求; Buck级采用迟滞控制拓扑结构,适用于矩阵式LED大灯的应用; 集成度高,外围电路简洁; 可扩展的家族化产品规划。
►方案规格
AEC-Q100合格 •一般 —ST SPI通信v4.1 —5.5 ~ 24v电池工作电压范围 —负载转储保护 - QFN40L 6x6(可湿性侧翼)带外露垫 —超时看门狗和跛回家功能 -待机电流低 •增加部分 -固定频率架构,SPI可编程 -峰值电流模式控制 —支持双相运行 -输入电流限制 —软启动 —过压保护(OVP) —短反馈故障保护 —恒压控制 —集成开关mosfet —不需要外部元件的无损电流检测 —非常准确的LED电流设置编程电感的峰值电流和峰值电流纹波 —可调峰值电流 —可调电流纹波 —集成PWM产生单元,10位分辨率和相移 —峰值电流控制 —恒定的VLED x TOFF结构 •保护和诊断 —电池电压不足 —温度警告(2个阈值) —超温关闭 —LED电压数字反馈SPI —Buck输出短路和开负载保护