耗时5个月，做了一个高性能的汽车级可调恒流源系统。

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它能用来干嘛呢？

它主要用于优化汽车大灯的配光设计，也就是给汽车“点个灯”~

点灯？那应该很简单吧？

事实上，作者从事的就是汽车相关行业。点灯，在硬件中也确实是最简单的工作。

但，也没那么简单！

“不简单”在哪里？

在汽车大灯配光过程中，控制LED灯珠的电流至恰当水平是关键。

电流过大不仅会导致灯板或驱动器过热，还会影响配光效果，使照度（LUX）不达标，从而难以达到市场的配光标准。

而且，传统的LED驱动芯片，通常设定了固定的输出电流，这就需要频繁调整反馈电阻以适应不同的配光需求，不仅操作繁琐，在铝基板驱动板上调整，更是困难重重。

有没有更高效，更简易的配光方法？

有！

——通过控制恒流芯片输出来优化电流。

为什么不用恒流恒压方案？其实我在前期也考虑过，但实测过程中，如果使用恒压恒流，刚上电时，电路处于恒压状态，会让LED出现爆闪一下状态，因为第一时刻不是进入恒流状态。这个应该算一个硬件bug……

本项目采用的方法，允许在不更换硬件的情况下，通过调整恒流芯片的参数来适配不同的配光需求，大大减少了调整反馈电阻的繁琐步骤，还可以确保LED灯珠工作在最佳电流范围内，从而提高配光的通过率并简化生产流程。

这应该算是开源平台的第一款车规级设计了吧，希望这个方案对你有帮助！▼

1.项目参数&亮点

（1）参数说明

四路可调恒流源，均可独立输出每路输出电流：200mA-1500mA，支持精确调节支持短路保护和过热保护电流精度：±1%以内工作电压：60V接口：RS232、RS485、CAN FD、LIN、USB配备淘晶驰触摸串口屏，支持实时显示输出电流大小

（2）适用场景

汽车车灯配光，汽车照明室内外照明舞台灯光控制广告牌照明智能建筑照明系统等多个领域

想达到批量生产标准，并实现上述的方案，这个“电源”应该如何设计？

2.硬件组成部分

（1）硬件参数

核心MCU：雅特力AT32A403AVGT7输入EMC：采用π形滤波器VCC转12V：TPS54360BQDDARQ112V转5V：南芯SC814405V转3.3V：ZLDO1117QG33TA运放：润石RS722PXK-Q1DAC转换芯片：GP8403-TC50-EW恒流芯片：领芯LN33061Q1-1CAN芯片：芯力特SIT1044QT/3485：SIT3485ESA232：SIT3232EESELIN电平转换：MOS管USB转串口：常规340USB通讯：CH340N，支持全速USB2.0接口

（2）硬件模块说明

2.1 输入EMC滤波器

这部分我采用π型滤波器设计，为什么呢？

因为π型滤波器可以通过电感对高频噪声的高阻抗特性来阻止高频信号的传输，同时利用电容将噪声引导至地线，实现低通滤波效果，允许低频信号通过而抑制高频噪声，还有助于满足电磁兼容性（EMC）标准，减少设备对外的辐射干扰，保护电源免受瞬态电压尖峰的影响，从而提高系统的稳定性和可靠性。

注意！输入端采用了2个SS310AQ肖特基二极管作为防反功能（防反接电路必不可少，不能省去！），经过防反电路，采用一个56V的TVS作为浪涌保护，其次再是π型滤波器。

以下是SC81440Q的环路波特图。以南芯的DCDC为例，这个的DCDC环路测试，测试增益裕度和相位裕度，确保环路的稳定性，设计车规的产品时，是必须要测试的

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2.2 DAC模块

控制方式可以是PWM调光，模拟调光，控制FB调光。

PWM和模拟调光是控制DIM引脚实现的。

DAC就是控制的FB引脚。

这样一来，FB就可以不受到RFB电阻大小的影响。RFB就是限制输出电流大小的地方，如果固定了RFB的值，电流就是固定的最大值，我这个方案就是不会受到RFB固定影响。

假如RFB等于200mR，最大输出电流就是1A，要1.5A输出就要去替换为133mR。用DAC就不用改RFB了！这个方案的好处是，如果你用别的芯片，你也可以在芯片的最大电流范围内任意调节！

如何用差值控制大小呢？

将负载的电流输入到运放的正向端，利用MCU的DAC输出一个比正端低10mV的信号，然后通过运放将10mV的差值放大20倍，从而输出200mV的电压。这是因为FB引脚的参考电压设为200mV，通过调节运放的参考电压，可以使LED DRV芯片以满电流输出，同时避免进入PWM和模拟调光模式。

那如果信号波动也放大20倍，影响输出电压的稳定性，怎么破？

设计中，可以在运放的输出端接入一个4.7μF到10μF的电容，以使输出电压更加平滑。此外，DAC输出端还需要配置一个电压跟随器，因为减法器的输入阻抗较小。如果直接由MCU驱动运放进行信号放大，可能会遇到负载能力不足的问题，电压跟随器的使用可以有效地提高带负载能力，确保信号稳定传输。

2.3 恒流驱动IC

利用外部控制FB引脚时，不需要200mV/RFB，这样就不会被受到RFB的阻值影响。

输入电容计算方式为下图所示。

输出电感计算公式为下图所示。

输出电容计算公式如下图所示。

当采用固定FB控制时，输出电流=200mV/RFB。如下图所示

3.软件说明

软件采用keil5进行编写。

由于部分代码涉及秘密，因此除主函数以外的库进行了封装。附件名称为xinhuo_20241007_2050的压缩包为代码源工程：(参考第5章指引前往开源原文，即可下载附件)

串口工具的使用方法：(9步)

①将USB数据线接入主机。

②将配置文件放在串口工具同一个目录下

③双击打开工具，界面是没有任何参数的。

④点击下方的扩展

⑤点击扩展后，设置参数，详情如下图所示

4001代表是地址，2001是将参数放大了10倍，还原后为200.1。设置参数我们保留了一位小数，在设置的时候为包含小数部分，在设置时默认将设置的参数扩大10倍，达到设置小数部分的效果，方便通讯简单明。

⑥将USB数据线接入从机，将数据读出来。可以在界面中看到设置的参数。

⑦打开modbus软件后，打开下图所示的配置文件。

⑧点击Quick connect (F5)

⑨运行后，屏幕中的数据就会上传至modbus软件中。

4.实测情况

本通讯测试方法采用两块相同的板子进行：

一块设定为主机：负责发送CAN、RS-485、RS-232、LIN、TTL信号至从机另一块设定为从机：负责接收并解析这些信号

在CAN、RS-485、RS-232、LIN、TTL信号同时发送的情况下，从机将根据信号的优先级进行响应。如：

从机首次接收到的信号指示输出200mA，那么输出电流即为200mA；若随后CAN信号指示输出300mA，则输出电流将调整为300mA。

从机的屏幕将显示当前控制信号的类型，如CAN控制时，屏幕将显示“CAN控制”。即使多个信号同时控制，它们之间也不会相互干扰。

在使用LIN接收时，将短接帽接到PA3，PA3为接收端口，PA2为发送端，因此从机要选择为PA3，主机为PA2。

OS

该方案后续还会持续优化和更新！

如果各位大佬看完有更好的建议，或感觉有需要补充之处，也非常欢迎在评论区友好探讨交流~~

开源参考资料：

https://oshwhub.com/wyh200159/current-adjustable-constant-current-source

作者参加了【立创开源硬件平台】举办的2024星火计划-自由高阶赛道

活动已提供耗材：2045元（含：PCB费用：59元；2套器件费用：504元；2套SMT贴片费用：1264元；2套3D外壳费用：218元）最高可提供2W元耗材。

【正文完】