基于Microchip PIC16F1779 汽车四合一流水转向灯大灯方案
《汽车四合一流水转向灯大灯方案》4路独立SEPIC拓扑、数字电源环路控制与3线流水灯技术的完美融合的汽车智能大灯驱动方案。
【方案应用】
汽车组合式前大灯+流水转向灯。
汽车组合式后尾灯+流水转向灯。
通用LED调光驱动器。
【方案介紹】
一.方案亮点：
针对LED智能照明解决方案，首先Microchip 的MCU PIC16F1779集成的独立于内核的智能外设CIP模块，它们通过配置组合而形成一个有机功能团，从而可实现开关电源环路控制、逻辑控制和对外数据交换通信等功能；其次是3线流水灯设计，相较于传统流水灯控制方案，节省了很多MCU引脚GPIO资源和CPU运算处理资源，流水效果和控制灵活性提升巨大，PCB铜线走线更简洁、大幅节省电线束成本和提高产品可靠性。
相较于传统纯模拟或ASIC的方案，Microchip方案可显著提升灵活性，且电路简洁易开发。这类智能照明解决方案具备LED故障监测、过压/欠压/过流/超温保护，色温维持以及通信和控制等功能，因此广受电子工程师和市场欢迎。
PIC16F1779可独立控制多达四路LED通道，这是目前大多数LED驱动控制器所不具备的独特性能，驱动电压和电流可灵活调节，满足不同功率和光型的车灯开发应用，尤其适合用于组合式大灯/尾灯的解决方案。
SEPIC 拓扑的LED调光驱动器由单片机内部集成的多种CIP模拟外设组成，通过MPLAB X IDE中的MCC工具将这些模块配置连接起来，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）干预即可自动运行控制开关模式电源转换器。这样就可释放更多CPU资源来执行其它重要任务，比如系统中的监控功能、通信功能或新增的智能功能。外部控制量也可通过MCU实时改变电源输出电压、电流等参数。
二. 方案核心器件列表(均为车规级)
No.
品牌
原厂型号
类别1_MCU / Connectivity / Sensor
1
Microchip
PIC16F1779T-E/MLVAO
MCU
2
Microchip
MCP1416T-E/OTVAO
MOS Driver
3
Microchip
MCP1799T-5002H/DBVAO
LDO
4
Microchip
ATA663254-GAQW
LIN SBC
5
OSRAM
KW H2L531.TE
LED
6
Infineon
IRFH5406
MOSFET
7
CHILISIN
APCI00121280150MB2
Coupled inductor
场景应用图
产品实体图
展示板照片
方案方块图
2. 流水灯驱动器原理框图:
3. LED调光驱动器解决方案:
软件开发环境---MPLAB X IDE MCC 图形化配置
核心技术优势
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。
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。
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。
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。
5、三线流水灯技术：
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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
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