基于ST L99LD21 的汽車(chē)LED前大燈方案

汽車(chē)前大燈不僅能完成照明的功能，還能根據路況及時(shí)地調節照明亮度與區域，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(chē)輛和對向來(lái)車(chē)，提高駕駛的安全性。相比傳統的鹵素大燈，LED大燈具有光效高，壽命長(cháng)，響應速度快，體積小等優(yōu)勢。體積小使得LED大燈內可以集成數量較多的LED燈珠，做到造型多變，照明區域可細分，甚至像素級可調。LED價(jià)格日益親民化，使其在汽車(chē)上的應用逐漸普及。

ST的前大燈演示板使用兩顆大功率LED驅動(dòng)芯片L99LD21，用來(lái)驅動(dòng)車(chē)大燈內部的矩陣式遠光燈，近光燈以及一串輔助轉向的角燈；一顆ST車(chē)規級32位PowerPC架構微處理器SPC560D30L1作控制；一顆高邊驅動(dòng)VN7140AS用來(lái)驅動(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)電機驅動(dòng)L99SM81V，用于完成前大燈的自適應調節，不同維度的步進(jìn)電機精準地調整大燈照射的角度，能夠實(shí)現隨動(dòng)轉向，動(dòng)態(tài)垂直調節等功能。

L99LD21在一顆芯片內集成了兩級功率轉換架構。一級恒壓輸出的boost作為前級，提供一個(gè)穩定的直流電壓；兩路恒流輸出的Buck用以驅動(dòng)LED燈串。這種級聯(lián)式的功率轉換結構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的數字通信接口和豐富的可配置資源，可以根據客戶(hù)的負載要求，做到輸出電流精確可配，提高效率，減小紋波。L99LD21還擁有limphome mode，timeout watchdog和一個(gè)direct input pin，支持客戶(hù)完成功能安全的設計需求。

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(hù)深入了解和使用L99LD21，包括典型參數的計算，外圍器件的選型等。

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

?場(chǎng)景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

· 級聯(lián)的Boost-Buck架構； 

· 軟件配置接口，以及l(fā)imphome模式等滿(mǎn)足功能安全的要求； 

· Buck級采用遲滯控制拓撲結構，適用于矩陣式LED大燈的應用； 

· 集成度高，外圍電路簡(jiǎn)潔； 

· 可擴展的家族化產(chǎn)品規劃。

?方案規格

AEC-Q100合格 

?一般   

—ST SPI通信v4.1   

—5.5 ~ 24v電池工作電壓范圍   

—負載轉儲保護   

- QFN40L 6x6(可濕性側翼)帶外露墊   

—超時(shí)看門(mén)狗和跛回家功能   

-待機電流低   

?增加部分   

-固定頻率架構，SPI可編程   

-峰值電流模式控制   

—支持雙相運行   

-輸入電流限制   

—軟啟動(dòng)   

—過(guò)壓保護(OVP)   

—短反饋故障保護   

—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   

—非常準確的LED電流設置編程電感的峰值電流和峰值電流紋波   

—可調峰值電流 

—可調電流紋波 

—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結構   

?保護和診斷   

—電池電壓不足   

—溫度警告(2個(gè)閾值)   

—超溫關(guān)閉   

—LED電壓數字反饋SPI   

—Buck輸出短路和開(kāi)負載保護