一、 产品开箱
电路板全貌:
核心模块:
1.1 核心技术:
1.1.1、通用型四通道LED驱动架构:
在单颗MCU PIC16F1779内集成四路LED调光引擎,可实现四路完全独立的LED灯串恒流驱动,采用SEPIC升降压拓扑结构的应用范围更广。对不同的LED负载只需要在软件参数设置相应输出电压和电流即可。其中远光和近光灯珠可串联共用一个SEPIC通道,用功率开关切换点亮,也可以分别设计在两个独立通道中。
1.1.2、高性能LED调光引擎:
由高分辨率的PWM实现连续流畅的亮度调节,使用同步负载开关来避免造成色温漂移。
1.1.3、数字抖频:
抖频可用于优化EMC特性,将开关时产生的EMI发射能量分散到其它频率上去,从而降低EMI。可以使用软件实现数字抖频,控制灵活且无硬件成本。
1.1.4、可调PWM频率:
PWM频率可软件调整,以选择合适的开关频率提高电源转换效率,也可避开某些EMI频点。
1.1.5、叁线流水灯技术:
转向灯珠全部串联,每个阴极连接点用独立模拟压控电路控制本节点的接地开关,随着灯串总电压的变化而自主识别判断要点亮的灯珠数量,总电流恒定,同时有电流检测回路,MCU实时侦测灯珠电流以确保灯珠安全运行;如有意外过流事件,控制信号会立即切断灯串总开关。
1.1.6、支持LIN通讯:
使用Microchip LIN SBC ATA663254-GAQW,其集成LDO和LIN收发器,可通过LIN总线控制各路灯串的亮灭及亮度。
1.1.7、硬件过压保护:
使用MCU内部DAC、比较器COMP与互补波形发生器COG实现可配置的硬件过压保护,当输出电压超过电压设定值时,比较器会直接关闭COG输出实现硬件级的快速过压保护而无需MCU干预,零延迟响应,确保LED免受过压击穿。
1.1.8、欠压/过压警告,超温保护:
通过AD采样检测输出电压、PCB温度和LED灯板的温度,实现欠压/过压/超温保护,再实时灵活地调整灯珠输出功率(亮度)。
1.1.9、软起动功能:
通过软件逐渐加大输出电压电流而实现软起动功能,避免LED开通瞬间出现过压/过流的情况,同时避免对上一级车载电源的冲击。
1.1.10、MPLAB X IDE 图形化配置:
通过MPLAB X IDE 的MCC插件,以图形化配置生成各类外设模块的初始化代码和底层驱动,可极大降低软件开发难度,减轻工程师的开发负担,常规应用无需看寄存器定义即可完成开发。
1.2 方案规格
PWM 频率: 333KHz(250KHz~500KHz软件可调)
转换效率: 82%
超温保护: 大于112.5℃,降额到80%,大于122.5℃,降额到70%。(软件可调)
LED故障检测: 支持
LIN 通讯: 支持(使用MCC生成代码)
开关控制: 支持
数字抖频: 支持(软件可调)
软启动: 支持(软件可调)
输入防反接: 支持
电流分辨率: 6.66666667mA(与LED电流采样电阻的取值有关,阻值大,分辨率高)
最大功率: 40W x 4通道
输入电压: DC 9V~24V
可调输出 远光灯 近光灯 日行灯 位置灯 流水转向灯
过压保护(V): 32.78 16.39 14.96 14.96 39.0
输出电压(V): 26 13 12.8 12.8 7.35~38.50
输出电流(A): 1 1 0.285 0.25 0.25
输出功率(W): 26 13 3.648 3.2 3.2
1.3 方案方块图
1.3.1、基于Microchip PIC16F1779高性能CIP外设开发的汽车四合一带流水LED大灯数字SEPIC拓扑驱动方案:
1.3.2. 流水灯驱动器原理框图:
1.3.3. LED调光驱动器解决方案:
1.3.4、 软件开发环境---MPLAB X IDE MCC 图形化配置
一、 应用思路
s 汽车组合式前大灯+流水转向灯。
s 汽车组合式后尾灯+流水转向灯。
s 通用LED调光驱动器。
s 核心功能鲁棒性。
二、 操作方法
3.1 基本功能测试
输入电压7V以上,电路开始工作,灯开始点亮;近光灯、远光灯、日行灯、位置灯、转向灯依次亮起;
由于转向灯/流水灯为串联方式,亮灯数量随输入电压增大而增多,可见7.4V输入时,流水灯亮起13个,远光近光、日行灯位置灯均正常点亮;
随着输入电压增大,8.1V输入以上,所有灯均亮起;
不同输入电压下,流水灯表现:(流水灯亮度随电压增大明显变亮,但因摄像设备摄录问题无法体现);经测试,符合电路电压参数;
输入10V电压,近光灯电压达到2.8V
远光灯电压4.1V
日行灯:4V
位置灯:4V
转向灯(流水灯):1.1V
3.2 超温保护测试
使用100℃的热风枪吹电路板,电路运行完好。(双手操作,无法录像,测试表现良好)。
3.3 LED故障检测
未测。
3.4 LIN通讯测试
未测。
3.5 数字抖频测试
经测试,电路数字抖频性能良好。
3.6 软启动测试
输入连续增大的模拟直流电源,电路工作良好。
3.7 输入防反接测试
电源反接,给电后电路不运行,电路防反接性能良好。
一、 功能体验
4.1基本功能体验
本LED大灯驱动方案功能完备,整体性能良好,可移植性强。
4.2核心功能体验
LED调光引擎性能优越,可实现连续流畅的亮度调节;数字抖频性能良好,可有效防止电磁干扰;三线流水灯安全运行,岁电压变化而自主识别点亮灯珠的数量;支持LIN通讯;硬件过压保护性能良好;电源反接保护良好。
4.3 软件开发体验
未配备烧录器,自行配置也可,对于不常编程的人来说,图形界面有待优化。
二、 客观评价
相当不错的电路。多谢大联大的支持。后续会针对软件做进一步开发,作为研发竞赛专用电路板。