智能汽車前燈控制器方案設(shè)計要點(diǎn)及應(yīng)用方案

發(fā)布時間：2024-12-19 閱讀量：346 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: bebop

汽車安全行駛對整車照明系統(tǒng)的要求正在向智能化方向發(fā)展。前大燈位于汽車前端兩側(cè)，前期有各種各樣的實現(xiàn)包括氙氣燈、LED燈等等光源技術(shù)。

隨著新能源車的銷售火爆，汽車前燈的方案也在發(fā)生變化，在功能方面，自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)（AFS或AFLS）和自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)（ADB）將逐漸成為標(biāo)配，其優(yōu)勢在于能夠根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)和周圍環(huán)境自動調(diào)節(jié)大燈的照射角度和亮度，提高駕駛安全性和舒適性。

而為了節(jié)約開發(fā)成本，工程師通常會采用一套前燈控制板能夠適配不同燈板的方案。本文快包分析師將推薦以提高轉(zhuǎn)換效率和降低系統(tǒng)成本為主要設(shè)計目的的極海G32A1445 LED矩陣式前照燈主控方案和APM32F103RCT7 LED車燈主控方案。

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前照燈主控方案設(shè)計要點(diǎn)

控制板給遠(yuǎn)近光燈板提供恒流源，根據(jù)像素的數(shù)量選擇恒流源的通道數(shù)量。一般恒流源需要3-4路，如果使用傳統(tǒng)的一級架構(gòu)，需要3-4顆BUCK-BOOST控制器，如果使用二級架構(gòu)，需要1顆boost控制器，加2顆雙通道BUCK恒流控制器/轉(zhuǎn)換器，如果恒流通道數(shù)量更多，只需要增加BUCK恒流控制器/轉(zhuǎn)換器即可，二級架構(gòu)的成本優(yōu)勢就會顯現(xiàn)出來。
控制板給信號燈（DRL/TL/PL）提供恒流源或者恒壓源，取決于信號燈的功率和是否需要流水效果。如果功率不高并且需要流水效果，就選擇BUCK恒流源，并且復(fù)用遠(yuǎn)近光燈的BOOST控制器。
如果ADB的像素比較多，遠(yuǎn)光燈的功率會很高，需要增加散熱風(fēng)扇。MCU通過高邊開關(guān)來控制風(fēng)扇的開關(guān)。
如果ADB的像素不多，調(diào)整垂直方向的光射角度不理想，可以借助調(diào)光電機(jī)實現(xiàn)。此時需要MCU+雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動去實現(xiàn)。
遠(yuǎn)近光燈的燈板板因為要能夠單獨(dú)控制器每個像素的亮滅，所以需要一顆矩陣芯片+每組像素?zé)舻暮懔髟撮_關(guān)去配合，類似于橫列掃的方式。
信號燈的燈板和傳統(tǒng)燈差不多，如果需要實現(xiàn)流水效果，控制板輸出恒流時使用矩陣芯片，控制板輸出恒壓時使用LED線性恒流源。

應(yīng)用方案

方案一：基于極海G32A1445 LED矩陣式前照燈主控方案

方案以極海全新汽車通用MCU G32A1445為主控，使用內(nèi)部模擬EEPROM記錄汽車前照燈LED數(shù)據(jù)。為最大限度提高駕駛舒適性與安全性，該方案搭載極海首款汽車前燈LED矩陣控制芯片GALT61120為整個系統(tǒng)提供像素級LED獨(dú)立控制，支持近光、遠(yuǎn)光、圖畫顯示等功能切換和亮度調(diào)整控制，實現(xiàn)全動態(tài)自適應(yīng)照明。

G32A1445 LED矩陣式前照燈應(yīng)用方案實現(xiàn)框圖

方案優(yōu)勢

● 主控采用G32A1445全新汽車通用MCU

● 集成豐富外設(shè)接口，滿足汽車大燈系統(tǒng)與各種外圍器件的連接與應(yīng)用場景，實現(xiàn)通信與控制應(yīng)用功能

● 集成SPI控制恒流輸出

● 符合2.0A/2.0B(主動)規(guī)范，通信速率高達(dá)1Mbit/s，滿足與汽車CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行交互通信，實現(xiàn)車身控制、儀表通信、監(jiān)控以及標(biāo)定等操作要求

● 集成USART/CAN控制LED燈珠閃爍模式

● 支持單顆及多串燈珠的多種像素級操作方式

G32A1445關(guān)鍵優(yōu)勢

● 基于Arm? Cortex?-M4F內(nèi)核，112MHz工作主頻

● 通過AEC-Q100 Grade 1車規(guī)可靠性認(rèn)證

● 符合ISO 26262 ASIL-B功能安全標(biāo)準(zhǔn)

● Flash 512KB, SRAM 64KB，4KB CFGRAM可用于SRAM或EEPROM，F(xiàn)lash/SRAM帶ECC

● 模擬外設(shè): 12-bit ADCx2，COMP×1，PDU×2

● 通信外設(shè): LPI2Cx1，LPUARTx3，LPSPIx3，CANx3(均支持CAN-FD)

● 安全保障: CSEc加密服務(wù)引擎、系統(tǒng)內(nèi)存保護(hù)單元MPU、支持Secure Boot安全啟動、內(nèi)置CRC/WDT/EWDT模塊

● 調(diào)試接口: SWJ-DP、DWT、ITM、TPIU、FPB

● -40℃~125℃寬溫幅覆蓋，滿足汽車復(fù)雜工作環(huán)境，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

方案二：基于極海APM32F103RCT7 LED車燈主控方案

該方案基于APM32F103RCT7車規(guī)級MCU的汽車車燈方案，以提高轉(zhuǎn)換效率和降低系統(tǒng)成本為主要設(shè)計目的，該方案支持CAN與硬線控制，可編程配置，安全靈活，可幫助工程師便捷快速地設(shè)計多功能與高性能兼?zhèn)涞腖ED驅(qū)動器。

方案優(yōu)勢

● 基于Arm? Cortex?-M3內(nèi)核，工作主頻96MHz；

● 增強(qiáng)型存儲空間256KB Flash、64KB SRAM，支持開發(fā)更多功能應(yīng)用；

● 工作溫度-40℃~105℃，滿足車燈工作環(huán)境溫度要求，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；

● 12-bit高精度ADC，可準(zhǔn)確采集電壓、電流、溫度等模擬信號，在閉環(huán)控制中，智能反饋輸出；

● 集成豐富的外設(shè)接口， U(S)ART*5、I2C*2、I2S*2、SPI*3，SDIO*1，滿足MCU與LED driver、電機(jī)驅(qū)動的通信與控制應(yīng)用功能；

● 支持雙CAN接口，符合2.0A/2.0B（主動）規(guī)范，通信速率高達(dá)1Mbit/s，滿足與汽車CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行交互通信，實現(xiàn)車燈控制、車身控制、儀表通信、監(jiān)控以及標(biāo)定等操作需求；

● 已通過AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證，符合汽車電子高性能標(biāo)準(zhǔn)要求。

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