基于天问的Hi6000B大功率LED恒流调光

基于天问的HI6000B大功率LED恒流调光

关键词：全程无频闪，DC调光，升压驱动，语音控制，大功率（不小于50W）

主控为天问51，LED控制为HI6000B

我翻遍全网，好像没有关于Hi6000系列的详细开源，仅有一些手册，但是智芯的手册有的地方写的很笼统，本开源将尽可能地详细描述此芯片的设计思路，以及复刻须知

首先本开源的设计参数如下：

 

输入最低电压   Vin_min(V)=	12
输入最高电压   Vin_max(V)=	12
输出电压       Vo(V)=	24
输出电流        Io(A)=	2
电源转换效率    η(%)=	0.95

 

目录：

前两节是关于Hi6100B的讲解以及复刻注意事项，最后一节是天问的讲解以及本开源的食用方式

以下是本项目的无频闪测试

最低亮度1/4000快门，未见频闪

测试视频较大，放到了附件

程序是TW Block，可以直接打开，程序比较简单，可以根据需求改

重点来了：HI6000B

复刻需要注意的地方：

壹：它是升压芯片，故一定要输入小于输出

贰：由于是升压，故电流至少为双倍，注意电感封装尺寸和饱和电流，要按照设置电流的3倍起计算

叁：它的输出电压为自适应，故注意后级电容、二极管、MOS耐压，要按照1.5倍起计算

D1\Q1\C15,注意耐压

肆：如果设置电流较大，请注意输入端F1保险丝，不要买小了

伍：请根据需求购买合适的开关电源，推荐华为等服务器拆机电源

陆：如果按照本开源一比一复刻,请注意本设计的计算参数

输入最低电压   Vin_min(V)=	12
输入最高电压   Vin_max(V)=	12
输出电压       Vo(V)=	24
输出电流        Io(A)=	2
电源转换效率    η(%)=	0.95

柒：在大功率使用时，如果是复刻本开源，在电感处增加散热，MOS的选型较好，除非很大功率，否则可以不用

捌：本设计工作电压为5-35V,最高支持3-40V

 

复刻需要更改的地方

需要先定义输入最低\最高电压(VIN)、输出电压(VOUT)、输出电流（期望电流,IOUT）

壹：VFB的电阻计算

VFB电阻是过压保护电阻，上文已经说过，本芯片是自适应输出，故需要设置一个过压保护，来避免意外情况导致的电压过大，而烧毁后级器件以及造成人身危险

有两个因素影响：

1，外接灯带电压，设置电压需至少为1.3倍的外接灯带驱动电压，即1.3VOUT

2，后级元器件耐压，设置电压需小于后级元器件耐压，所谓的后级元器件指的是后级电容、二极管、MOS耐压

R6 R7两颗电阻，计算公式为

一般来讲，R6是不用变的，更改R7

贰：IFB的电阻计算

IFB决定了输出电流，经我测试，他有概率会顶着这个限流跑。而且限流过小，会导致灯带跑不满

需要更改的电阻如下

R29和U22，请注意，U22的耗散功率较大，可以选用检流电阻

计算方式如下：

U22=0.2/IOUT(期望电流）(单位R)

R29=20R

R29的作用可以理解为分流

U22的耗散功率为0.2*IOUT,故在器件选型的时候，注意电阻的额定功耗，尽量要大于计算功耗

叁：电感计算

电感计算有三个重要参数

平均电流=IOUT(期望电流）/0.5(单位A)

峰值电流=平均电流*1.2(单位A)

电感感值=Vin*0.5/0.4/平均电流/频率Fsw（单位KHZ)*1000（单位UH)

电感的选择影响功率效率、稳态运行、瞬态行为和回路的稳定性。电感值决定了电感的纹波电流。选用
电感需要注意其额定饱和电流及是否适合高频调光

频率决定了MOS的开关频率，频率越高电感感值越小，可以在更小的封装实现足够的感值，但是频率过高会导致MOS发热大，频率设置在第伍节讲

故实际所选的电感要感值大于计算（尽量是一个常见的感值，例如10、15、22、33、47、68、100等，好选型）最大不超过150UH，最小不低于10UH

电感的额定电流大于峰值电流的1.3倍以上，如果允许，越大越好，大的电感散热好，推荐使用全屏蔽电感，避免电磁泄漏带来的异常发热

肆：CS采样电阻计算

采样电阻阻值：Rcs≤(VIN*0.06)/(VOUT*IOUT)

采样电阻功耗：0.2*IOUT

伍：频率计算

Fsw由ROSC决定，ROSC悬空为130KHZ，拉高为200KHZ，一般来讲就是130和200之间选择，本设计由于要用感值较小的电感，故采用200KHZ，将ROSC短接至VDD

特殊情况下，ROSC可自定义频率，但本设计未使用，需要使用的将ROSC连电阻到GND

计算公式如下：

Fsw为期望频率，单位KHZ

陆：输出电容计算

COUT=IOUT*0.5/Fsw/0.1*1000（UF)

实际使用要大于2-3倍的计算电容，并且注意耐压

柒：芯片启动计算

系统上电后通过VIN管脚对芯片供电，其中R8为保护电阻，防止上电时浪涌电流损坏芯片，当VIN管脚
<12V时R1可以不加，12V以上请选择10欧姆的电阻。
芯片内部40VLDO供电，输入端应用范围宽，最低可以在2.7V的时候工作，轻松满足单节锂电池的应
用，当输入电压低于5V时，VIN管脚接到输出的LED＋上面来供电

捌：肖特基二极管及MOS选型参考

首先，续流二极管一定是肖特基二极管，不要用通用二极管等

反向额定电压为：1.5*VOUT

平均整流电流：（1.5至2）*电感峰值电流

肖特基二极管选型越大，发热越小，要根据实际来计算

MOS，在本设计中，选择了DFN-8(5*6)封装的MOS，一般来讲够本设计的所有应用了，如果需要更换更大功率的MOS，请注意，MOS的漏源电压（Vdss）、连续漏极电流、以及输入电容

前两者根据需求选择，一般Vdss2倍VOUT，连续漏极电流越大越好，但是输入电容越小越好，过大的输入电容可能导致MOS异常发热或MOS打不开

玖：VDD旁路电容

VDD管脚需要并联一个1.0uF以上的旁路电容，电容的大小选择和驱动MOS的大小有关系，MOS越大，需要的旁路电容也越大。PCB布板时，VDD电容需要紧挨着端口布局

以上，Hi6000B的解析完成，如果还有不清楚的，欢迎加入群聊QQ:780283357，群里会有商城的优惠等，技术支持直接@群主就好

以下是天问的部分解析

天问使用天问Block开发，附件.hd文件直接拖进去就能打开了，这个实在是比较简单，故只讲解控制部分，同时也包含了本项目的使用方法

壹：控制词

唤醒词：天问五幺（天问51）

识别词：

贰：程序烧录

焊接完毕后先验证电压，电压无误后，导入.hd文件至天问Block，插上TYPE-C，系统识别CH340,软件使用顺序如下

第一步设置芯片：ASRPRO,第二步选择CH340对应的COM口，第三步，生成语音模型，第四步，烧录

本开源已做自动下载，故正常情况下会自己认到芯片，并开始下载，如果存在未认到CH340，要排除电压及TYPE-C焊接问题，未开始自动下载，排除CH340及S8050及其外围电阻的问题

叁：使用方法

如果各供电正常，设置正确，程序刷上了，上电后会闪下，随后灭掉，使用唤醒词及命令词控制一般来讲，由于满载功率大，而且本设计又是全程无频闪调光，所以使用普通模式即可，如果需要满载运行，可以使用明亮模式或者直接是打开灯光，使用打开灯光就会顶着限流跑，请使用该功能前注意散热措施及输入电源

END

最后感谢嘉立创的新年活动对本项目的支持以及智芯原厂工程师的支持，祝大家新年快乐，如果对本项目还有疑问欢迎私信或者加群