基於Infineon TLF51801的恆壓大電流驅動在氛圍燈領域的應用方案

隨著技術的發展,LED在汽車照明中的應用日漸增多,車內照明和剎車燈、應急燈、日行燈等方面的應用已經起得了顯著的成效,LED在整車內外部照明光源的比重已經超過了80%。隨著LED照明技術的快速發展和成本的逐步下降,LED在車內的應用領域和應用方法也在不斷更新突破,比如說室內氛圍燈和貫穿式尾燈。   氛圍燈作為一種新型燈種在汽車中的使用引起了廣大消費者的關注,單色的氛圍照明燈早在2000年開始應用,比如寶馬使用的橙色,極具典型,而最初氛圍照明燈並不作為功能性光源,在2010年前後,靜態氛圍燈逐步開始受到青睞,用以營造品牌效應所特有的氛圍,目前氛圍照明逐漸成為市場的新寵,全色彩的氛圍照明成為了流行趨勢,使得設計者可以利用並營造不同情景,未來市場對於動態照明效果將更為追捧。而要達到這樣的效果燈珠數量必然要求越來越多,那麼大電流的需求也越來越受到重視。   品佳集團一直致力於汽車行業產品方案的設計與推廣,為此,我們推出英飛凌的汽車氛圍燈驅動電源的解決方案。本方案是基於英飛凌的驅動 IC TLF51801來設計,TLF51801晶片是10A同步降壓控制器,最大支持10A的電流輸出,能夠很好滿足目前氛圍燈數量多,流要求大,響應快的特點。  

硬體設計:

MCU Board:使用 NXP S32K144 作為 Lighting ECU Microcontroller,一方面通過 CAN 總線與 BCM 或其它 ECU 連接,另一方面通過IO口和OSRAM的SMART RGB通信。S32K144內置庫文件包含有SMART RGB LED的驅動程序,方便客戶調用。
  • ARM Cortex-M4 up to112Mhz;
  • Flash/RAM-512 KB / 64KB;
  • 豐富的外設資源: 4 × 16bit timer、1 × 32bit LP timer、RTC、4 x LPSPI(with 1 emulated SPI by Flex IO)、4 x LPUART、 3 x FlexCAN 、2 x16(12-bit)ADC;
  • Function Safety ASIL-B

SMART RGB Board:使用 OSRAM的 smart rgb 燈珠來做氛圍燈陣列:
  • 電路設計簡單,總共只有四條線,大幅度降低了系統成本;
  • 基於2 Mbit/s 通訊的EMI可靠性設計,MCU和smart rgb LED之間採用雙向差分通訊,延遲時間短;
  • RGB LED、LED驅動,通訊接口 集成到單個封裝里;
  • 實現自動溫度補償、自診斷功能,MCU可以單獨診斷LED的溫度和損壞;
  • 最多支持4096顆LED,每個模塊都擁有自己的LED校準數據,  沒有顏色和亮度分檔,不需要校準;
          


Power Board:使用英飛凌的電源 IC TLF51801來設計,該晶片是同步降壓拓撲架構,效率高,最高支持5V/10A電壓輸出:
  • 通過MOS內部RDS或外部並聯電阻進行限流設定;
  • 輸入電壓欠壓鎖止;
  • 輸出電壓可調,±2%精度;
  • 最大占空比高於99%;
  • 低靜態電流(<2µA);
  • 軟啟動功能;
  • 滿足車規要求。

軟體調試界面:

 

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

1:基於S32K144的控制板內置庫文件包含有SMART RGB LED的驅動程序,方便客戶調用,簡化開發時間; 2:POWER BOARD與MCU BOARD直插連接,MCU的IO口引出設計,方便客戶應用; 3:一路電源輸入,供給三個DEMO BOARD使用,同時三路電源內部獨立,無互相干擾; 4:燈板模塊化設計,可根據客戶需求,自由級聯;

►方案規格

1:方案採用模塊化設計,分為三個部分 MCU Board、Power Board、SMART RGB Board,方便客戶進行拆解式開發; 2 : 10PCS LED燈珠作來一個燈板,可多個燈板直插級聯,多達4096PCS燈珠; 3:輸出電流: 5A (MAX 10A); 4 : 滿足車規要求。

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