基于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范圍，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驅動芯片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，用于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，提供一個穩定的直流電壓；兩路恒流輸出的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：包括演示板和基于SPC5開發的firmware及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。

· 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系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； 

· 軟件配置接口，以及limphome模式等滿足功能安全的要求； 

· 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電池工作電壓范圍   

—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   

—恒壓控制   

—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