本帖最后由 SACDigiPowSolu 于 2021-4-30 12:00 编辑
【方案特色】 针对LED智能照明解决方案，Microchip 的MCU集成了独立于内核的外设模块(CIP)来实现开关电源控制、逻辑控制和通信功能。相比于纯模拟或ASIC实现方案，可显著提升灵活性。本方案加入安森美NCV78343矩阵控制芯片，实现CAN/LIN通讯矩阵大灯方案。 PIC16F1779可独立控制多达四个LED通道，这是大多数现成LED驱动器控制器所不具备的一项独特能力，特别适合组合式大灯/尾灯的设计。 LED调光引擎由单片机中集成的模拟外设组成，通过MCC配置将这些模块连接起来，构成四个独立的LED调光驱动器。一旦配置完成，几乎不需要中央处理单元（CPU）干预即可自行控制开关模式电源转换器。这样可以释放CPU以执行其他重要任务，比如系统中的监控功能、通信功能或新增的智能功能。也可以通过MCU实时改变输出电压、电流等参数。 1、通用型四通道LED驱动方案： 在单颗MCU上集成了四路LED调光引擎，可实现多达四路完全独立的LED灯串恒流驱动，采用SEPIC升降压拓扑结构，应用范围更广。对不同的LED负载只需要在软件上调整输出电压和电流即可。日行灯和位置灯共用第三个通道，分时复用，软件调光。 2、高性能LED调光引擎： 由高分辨率的调光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。 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，灵活而又不会增加硬件成本。 4、可调PWM频率： 可对PWM频率进行调整，选择合适的开关频率优化转换效率，也可以避开某些EMI频点， 5、支持CAN/LIN通讯： 使用Microchip MCP25625T-E/MLVAO 集成CAN控制器和收发器的芯片来扩展CAN通讯功能。使用Microchip LIN SBC ATA663254-GAQW集成了LDO和LIN收发器的芯片来扩展LIN通讯功能。 6、硬件过压保护： 使用MCU内部DAC、比较器与COG互补波形发生器实现可配置的硬件过压保护，当输出电压超过设定电压时，比较器会直接关闭COG输出实现硬件级的过压保护而无需MCU干预，零延迟响应，确保LED不会过压损坏。 7、欠压/过压警告，超温保护： 通过AD采样检测输出电压，PCB和LED的温度，实现欠压/过压/超温保护，灵活地调整输出亮度。 8、软起动功能： 可以通过软件实现软起动功能，避免LED开通瞬间出现过压/过流的情况，也避免了对输入电源的冲击。 9、矩阵控制功能： 使用ONNCV78343DQ0R2G配合四路SEPIC升降压恒流源实现四路矩阵控制，可以实现各种动画效果和矩阵控制。 10、MPLAB® X IDE 图形化配置： 通过MPLAB® X IDE MCC插件图形化配置生成各类外设模块的初始化代码和底层驱动，大大简化软件开发难度，几乎不需要看寄存器就可以完成开发。 11、提供SDK开发包和示例源代码： 精心设计的 SAC_CAN_LED_Lib SDK 开发包，已帮你搭建好四路PCMC 恒压/恒流驱动、PWM调光、MCP25625CAN驱动、USART驱动、抖频等功能，提供API接口供你调用。
【技术优势】 1、PIC16F1779 单颗混合电源 MCU(内置PRG斜率补偿、OPA运放、COMP比较器、COG互补波形发生器、DAC、ADC、USART等外设)实现四路 SEPIC 升降压恒流驱动、CAN/LIN协议处理、矩阵芯片动画控制。 2、采用 PCMC 峰值电流模式快速响应负载变化，SEPIC拓扑实现升降压，单路恒流可达1A(注意LED散热)，支持PWM调光。 3、硬件级过压保护，过压时自动关闭PWM输出。 4、检测LED灯串的端电压，可判断LED开路、短路等故障，并通过CAN通讯反馈到BCM模拟器在指示灯上显示。 5、NTC 热敏电阻检测LED温度，实现过热保护、超温降额运行。 6、采用光敏电阻检测环境光线强度，实现自动大灯功能。 7、模拟BCM发送CAN命令控制大灯亮灭、调光、开关机动画、矩阵控制、复位、电压/状态/故障反馈。 8、四路驱动实现组合式大灯功能，包括远光、近光、日行灯、位置灯、转向灯。(日行灯和位置灯共用第3组驱动，通过软件调亮度)。 9、NCV78343 UART Over CAN 通讯，可支持长距离传输。开机自动寻址，4颗级连实现48(12*4)颗LED的独立控制。 10、模块化设计，方便修改和更换模块，匹配不同的功能需求。 11、支持MPLAB® X IDE MCC 图形化代码配置插件，图形化生成底层驱动，快速开发。 12、精心设计的 SAC_CAN_LED_Lib SDK 开发包，已帮你搭建好四路 PCMC恒压/恒流驱动、PWM调光、MCP25625 CAN驱动、USART驱动、抖频等功能，提供API接口供您调用。 13、签定NDA后可以提供 原理图、PCB图、材料清单，有正式项目立项可提供软件示例源代码、SDK开发包、CAN通讯协议。
【CIP工作原理】 PIC16F1779集成了4路LED调光引擎CIP，上电初始化后均配置为下图的峰值电流模式PCMC连接方式。 1、Switch PWM为开关PWM发生器，产生333KHz的开关信号。 2、DIM PWM 为调光PWM，通过DIM引脚控制Q2对LED灯串进行同步通断控制，避免调光PWM断开时输出电容C3对LED放电引起的色温漂移。同时通过数字信号调制器DSM对开关PWM进行调制，送入互补波形发生器COG产生PWM输出波形，经MCP1416驱动SEPIC拓扑电路实现升降压输出。 3、输出电流通过LED灯串、Q2、流经LED电流采样电阻R5，从FB引脚反馈进入运放OPA进行补偿放大，由软件控制5位DAC来设置目标电流。同时调光PWM也会对OPA输出进行同步通断控制，避免调光PWM导通时的电流过冲。 4、经OPA误差放大后的信号与开关PWM一同送入可编程斜率发生器PRG产生可调的斜坡信号进行斜率补偿，避免次谐波振荡。 5、电感电流通过R2采集后经CS引脚输入到比较器CMP，与PRG输出的斜坡信号比较后控制COG关断输出，实现单周期PWM的电感峰值电流控制。 6、LED灯串电压经R1和R3分压后从OVP引脚输入到过压比较器CMP，当OVP电压高于软件设定的10位DAC电压后，CMP输出信号自动关断COG输出实现硬件级的过压保护。同时MCU可以通过ADC采集OVP引脚电压计算出LED灯串的当前电压。 7、固定电压参考FVR向5位和10位DAC提供参考电压。 8、MCU可以通过软件控制DAC输出来调整输出电流和过压保护门限值，通过ADC监测电源电压，获取LED灯串电压来判断开路或短路故障，检测NTC热敏电阻实现过热保护，通过UART、I2C、SPI来扩展外部通讯接口。
【系統方塊圖】
【規格說明】 | PWM 频率： | 333KHz(250KHz~500KHz软件可调) | | | | 大于112.5℃，降额到80%，大于122.5℃，降额到70%。(软件可调) | | | | | | 支持(SDK 内提供驱动API)，支持控制、状态、故障反馈。 | | | | | | | | | | 6.66666667mA(与LED电流采样电阻的取值有关，阻值大，分辨率高) | | | | | | NCV78343 最大1.5A*12颗LED*4路 | | |
软件开发环境，支持MPLAB® X IDE MCC 图形化配置： SAC CAN/LIN 矩阵式大灯 Demo板正面： SACCAN/LIN 矩阵式大灯 Demo板侧面：
Demo完整实物照片：
【方案應用】 汽车矩阵式前大灯。 汽车组合式后尾灯。 通用LED调光驱动器。
【物料清单】
方案关键物料表(以下器件均为汽车级) | No. | | | 类别1_MCU / Connectivity / Sensor | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | SPI CAN Controller + Transceiver | | | | | | | | Series String Pixel Controller | | | | | | | | | | | | | | | | |
【视频演示】 【方案聯絡人】 Sam Ho
【参考资料】 MicrochipSEPIC LED Driver Demo Board for Automotive Applications
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