基於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,還能根據路況及時地調節照明亮度與區域,既為駕駛員提供良好的視覺範圍,也能做到不影響前方車輛和對向來車,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,響應速度快,體積小等優勢。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價格日益親民化,使其在汽車上的應用逐漸普及。

ST的前大燈演示板使用兩顆大功率LED驅動晶片L99LD21,用來驅動車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車規級32位PowerPC架構微處理器SPC560D30L1作控制;一顆高邊驅動VN7140AS用來驅動散熱風扇。

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電機驅動L99SM81V,用於完成前大燈的自適應調節,不同維度的步進電機精準地調整大燈照射的角度,能夠實現隨動轉向,動態垂直調節等功能。

L99LD21在一顆晶片內集成了兩級功率轉換架構。一級恆壓輸出的boost作為前級,提供一個穩定的直流電壓;兩路恆流輸出的Buck用以驅動LED燈串。這種級聯式的功率轉換結構不僅為恆流源抹去了電池電壓的變化,也為恆流源提供了寬廣的輸出電壓範圍。

L99LD21還在兩路Buck集成了開關MOSFET和電流檢測功能,精簡了外圍電路,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direct input pin,支持客戶完成功能安全的設計需求。

開發工具

  • L99LD21-ADIS Discovery Kit:包括演示板和基於SPC5開發的firmware及GUI

    L99LD21-ADIS 演示板GUI

  • Application note:幫助客戶深入了解和使用L99LD21,包括典型參數的計算,外圍器件的選型等。

    Application note
  • On-line tool:ST正在開發一款線上工具,幫助客戶快速完成參數的選擇,環路穩定性分析,以及熱評估等。有興趣的客戶可以聯繫ST的支持人員進一步了解。

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

 級聯的Boost-Buck架構;  軟體配置接口,以及limphome模式等滿足功能安全的要求;  Buck級採用遲滯控制拓撲結構,適用於矩陣式LED大燈的應用;  集成度高,外圍電路簡潔;  可擴展的家族化產品規劃。

►方案規格

AEC-Q100合格 •一般 —ST SPI通信v4.1 —5.5 ~ 24v電池工作電壓範圍 —負載轉儲保護 - QFN40L 6x6(可濕性側翼)帶外露墊 —超時看門狗和跛回家功能 -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 —過壓保護(OVP) —短反饋故障保護 —恆壓控制 —集成開關mosfet —不需要外部元件的無損電流檢測 —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產生單元,10位解析度和相移 —峰值電流控制 —恆定的VLED x TOFF結構 •保護和診斷 —電池電壓不足 —溫度警告(2個閾值) —超溫關閉 —LED電壓數字反饋SPI —Buck輸出短路和開負載保護