Blitz Fly 方案是世平集團推出的基於 onsemi NCV7802 & NCV78723 的汽車前置大燈方案。該方案針對汽車前照燈設計，主要分為四個部分：
1. LED 驅動：
以 onsemi NCV78702 以及 onsemi NCV78723 為核心。NCV78702 是一款用於 LED 驅動器的高效 BOOST 晶片，專為大電流 LED 設計，可以通過 SPI 配置輸出電壓與 NCV78723 搭配，可驅動高達 60V 的多個 LED 串； NCV78723 是一款高效 Buck 雙 LED 驅動器，包括 2 個獨立的電流調節器，不需要任何外部檢測電阻來調節 Buck 電流,也可通過 SPI 進行電流配置。
2. MCU 板：
以恩智浦 MCU S32k 為核心，使用的是世平集團推出的 Echoes 板。通過 SPI 通信控制 LED Driver Board。
3. Motor 板：
以 onsemi NCV70517 為核心。
4. LED 板：
使用的是歐司朗 KW H2L531.TE、KW CELNM2.TK。
今天為大家介紹 NCV78723 電流調節模塊設計。
圖 1.1 Blitz Fly 方案框圖
二、 NCV78723 簡介
NCV78723 是一款單晶片高效 Buck 雙 LED 驅動器，專為汽車前照燈應用而設計，如近光燈、遠光燈、DRL (日間行車燈)、轉向指示燈、霧燈、靜態轉彎等。NCV78723 專為高電流LED 而設計，提供了一個完整的解決方案來驅動高達 60v 的 2 個 LED 串。它包括 2 個獨立的電流調節器，用於 LED 串和汽車前燈所需的診斷功能，擁有最少的外部組件——不需要任何外部檢測電阻來調節降壓電流。
可用的輸出電流和電壓可以定製每個單獨的 LED 串。當一個模塊上需要 2 個以上的 LED 通道時，可以組合 2、3 個或更多的器件 NCV78723 ;由於 SPI 可編程性，單個硬體配置可以支持各種應用程序平台。
- 特點：
- 單晶片
- Buck 拓撲
- 2 LED串高達 60v
- 高電流能力高達 6 A 直流每輸出
- 整體效率高
- 最少外部元件
- 集成高精度電流感應
- 集成開關模式降壓電流調節器
- 流過 LED 的平均電流調節
- 高工作頻率以減小電感尺寸
- 用於 LED 開關和調光的低 EMC 發射
- 用於系統參數動態控制的 SPI 接口
- 故障安全操作 (FSO) 模式，獨立模式
圖 2.1 NCV78723 引腳圖
- 原理：
必須向 NCV78723 晶片提供兩個電壓-低壓 VDD 邏輯電源和高壓 VBOOST ，用於向降壓調節器提供能量。內部原理圖如圖 2.2 所示，具體講解如下：
圖 2.2 NCV78723 原理圖
- VDD 供電：
VDD 電源是晶片的低壓數字和模擬電源。NCV78723 不包含內部 VDD 穩壓器，該電壓應該由專用穩壓器在外部提供，該穩壓器滿足指定的電壓和電流需求，或者可以從 NCV78702 VDD 引腳提供。
- VBOOST 電源：
VBOOST 電源電壓是晶片的主要高壓電源。在應用中，電壓由升壓晶片如 NCV78702 提供。VINBCKx 引腳必須通過低阻抗軌道連接到該電源，以確保適當的降壓性能。在 OTP 編程過程中，由欠壓比較器監測 VBOOST 電壓，以檢查 VBOOST 引腳是否有足夠的衝擊電壓。
- VBOOSTM3V：
是用於降壓穩壓器集成高側 P-MOSFET 開關的柵極驅動的高側輔助電源。該電源直接從 VBOOST 引腳接收能量。
- 內部時鐘生成- OSC10M：
一個名為 OSC10M 的內部 RC 時鐘用於運行晶片中的所有數字功能。時鐘在出廠前會在工廠進行修整。它的精度在完整的工作條件下得到保證，與外部元件的選擇無關。所有計時都依賴於 OSC10M 精度。避免共地和共電源：儘量避免共用地線和電源線，以減少信號之間的互相干擾。可以使用分離的地平面和電源平面來提供良好的地和電源連接。
- BUCK 調節：
NCV78723 晶片中的兩個降壓電流調節器是用來為 LED 串提供電流的，BUCK 由外部的 BOOST 供電——本方案中為 NCV78702。
a. BUCK 電流調節原理:
每個 BUCK 控制單個電感峰值電流，峰值電流可通過寄存器編程，並包含恆定紋波控制電路，以確保通過 LED 串的平均電流穩定且獨立於電壓。 BUCK 平均電流由以下公式計算：
圖 2.3 BUCK 調節控制平均電流
b. BUCK 過流保護
作為電流調節器， NCV78723 BUCK 本質上是在所有正常情況下防止過流。但是，為了在系統發生故障的情況下也能保護系統不發生過流，系統採用了保護機制。這種保護基於 BUCK 開關上的內部感應:當峰值電流超過最大限制時，內部計數器開始在每個周期增加，直到 BUCKx_OC_OCCMP_THR[1:0] + 1 中寫入的計數達到。如果電流低於 OCDRx 水平或降壓通道被禁用，並且在每個調光周期也會重置計數。從達到計數的那一刻起，BUCK 一直保持關閉狀態，直到讀取 SPI 錯誤標誌 OCLEDx。
- NCV78723 具有廣泛的嵌入式診斷功能:
熱警告、熱關機、 SPI 錯誤等等
三、 電流調節模塊設計
在 Blitz Fly 方案中，針對電流調節模塊進行了如下設計如圖五所示:
圖 3.1 電流調節模塊設計
該方案可以實現高達 60V 1A 輸出，下面將為大家介紹各模塊的功能和作用：
- BOOST 輸出，最高為 60V
- M3V 穩壓電容，取值為 47 UF, 模塊 ④ 和模塊 ⑨ 濾波器的時間常數必須低於 PWM 調光中的最小 LEDCTRLx ON 時間，以進行適當的 VLED 測量
- 通道正常工作指示燈
- VLED 引腳濾波電容，取值為 1NF
- 與模塊 ⑧ 構成 RC 濾波電路，濾除浪涌尖峰
- 低壓模擬和數字電源
- BUCK 結構
- BUCK 穩壓器輸出電容,取值分別為 1UF、2.2UF
- 確保 IVLED 電流絕對最大額定值所必需的電阻
四、 總結
以上就是關於本方案的電流調節模塊設計，希望能給大家帶來一定的參考價值，後續更多精彩請大家持續關注小編哦！
五、 參考文檔
[1] NCV78723 - High Efficiency Buck Dual LED Driver with Integrated Current Sensing for Automotive Front Lighting (onsemi.cn)
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作者：Cynthia Man / 滿鑫慧
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