基于ST L99LD21 的汽车LED前大灯方案

汽车前大灯不仅能完成照明的功能，还能根据路况及时地调节照明亮度与区域，既为驾驶员提供良好的视觉范围，也能做到不影响前方车辆和对向来车，提高驾驶的安全性。相比传统的卤素大灯，LED大灯具有光效高，寿命长，响应速度快，体积小等优势。体积小使得LED大灯内可以集成数量较多的LED灯珠，做到造型多变，照明区域可细分，甚至像素级可调。LED价格日益亲民化，使其在汽车上的应用逐渐普及。

ST的前大灯演示板使用两颗大功率LED驱动芯片L99LD21，用来驱动车大灯内部的矩阵式远光灯，近光灯以及一串辅助转向的角灯；一颗ST车规级32位PowerPC架构微处理器SPC560D30L1作控制；一颗高边驱动VN7140AS用来驱动散热风扇。

除此之外，在前大灯方案中，ST还可以提供一颗两相双极性步进电机驱动L99SM81V，用于完成前大灯的自适应调节，不同维度的步进电机精准地调整大灯照射的角度，能够实现随动转向，动态垂直调节等功能。

L99LD21在一颗芯片内集成了两级功率转换架构。一级恒压输出的boost作为前级，提供一个稳定的直流电压；两路恒流输出的Buck用以驱动LED灯串。这种级联式的功率转换结构不仅为恒流源抹去了电池电压的变化，也为恒流源提供了宽广的输出电压范围。

L99LD21还在两路Buck集成了开关MOSFET和电流检测功能，精简了外围电路，降低成本和Layout的难度，也减少了PCB板空间。

L99LD21提供SPI的数字通信接口和丰富的可配置资源，可以根据客户的负载要求，做到输出电流精确可配，提高效率，减小纹波。L99LD21还拥有limphome mode，timeout watchdog和一个direct input pin，支持客户完成功能安全的设计需求。

开发工具

· L99LD21-ADIS Discovery Kit：包括演示板和基于SPC5开发的firmware及GUI

· Application note：帮助客户深入了解和使用L99LD21，包括典型参数的计算，外围器件的选型等。

· On-line tool：ST正在开发一款线上工具，帮助客户快速完成参数的选择，环路稳定性分析，以及热评估等。有兴趣的客户可以联系ST的支持人员进一步了解。

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

· 级联的Boost-Buck架构； 

· 软件配置接口，以及limphome模式等满足功能安全的要求； 

· Buck级采用迟滞控制拓扑结构，适用于矩阵式LED大灯的应用； 

· 集成度高，外围电路简洁； 

· 可扩展的家族化产品规划。

►方案规格

AEC-Q100合格 

•一般   

—ST SPI通信v4.1   

—5.5 ~ 24v电池工作电压范围   

—负载转储保护   

- QFN40L 6x6(可湿性侧翼)带外露垫   

—超时看门狗和跛回家功能   

-待机电流低   

•增加部分   

-固定频率架构，SPI可编程   

-峰值电流模式控制   

—支持双相运行   

-输入电流限制   

—软启动   

—过压保护(OVP)   

—短反馈故障保护   

—恒压控制   

—集成开关mosfet   

—不需要外部元件的无损电流检测   

—非常准确的LED电流设置编程电感的峰值电流和峰值电流纹波   

—可调峰值电流 

—可调电流纹波 

—集成PWM产生单元，10位分辨率和相移   

—峰值电流控制   

—恒定的VLED x TOFF结构   

•保护和诊断   

—电池电压不足   

—温度警告(2个阈值)   

—超温关闭   

—LED电压数字反馈SPI   

—Buck输出短路和开负载保护