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經(jīng)典設(shè)計:三種智能照明應(yīng)用的LED驅(qū)動電路

發(fā)布時間:2014-12-26 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】智能照明已經(jīng)占據(jù)照明的很大市場,這就代表這LED照明的設(shè)計也面臨著突破當(dāng)前技術(shù)的瓶頸,智能照明中最重要的環(huán)節(jié)就是LED驅(qū)動電路的設(shè)計,那么如何設(shè)計LED驅(qū)動電路有什么好的經(jīng)典的LED驅(qū)動電路設(shè)計可以分享嗎?
 
照明技術(shù)主要包括主流的熒光燈、LED燈和HID技術(shù)等,其廣泛應(yīng)用使電源驅(qū)動的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)差異非常大,從常見的Flyback、Buck、Boost以及延伸出來的其他結(jié)構(gòu)都在被大量使用,產(chǎn)品設(shè)計是否采用先進(jìn)的數(shù)字節(jié)能控制設(shè)計,是否支持flyback、Buck、Boost等靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用,研發(fā)周期和投放市場時間的長短將決定產(chǎn)品的成敗,然而傳統(tǒng)的照明方案往往是采用專用器件來實現(xiàn)的,難以滿足快速發(fā)展的需求。因此,一個優(yōu)秀的照明平臺解決方案無疑需要支持靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用,并滿足DALI、DMX512、0-10V、無線、紅外等當(dāng)今主流照明控制方案的調(diào)光、組網(wǎng)需求。
  
圖2是LED驅(qū)動控制應(yīng)用的參考方案,在該方案中,只需利用比較器、PWM輸出連動功能,就能夠獨立進(jìn)行3路恒流控制;通過改變內(nèi)部參考電壓或 PWM輸出設(shè)置即可實現(xiàn)調(diào)光;并且MCU支持各種傳感器和DALI、DMX512、模擬量輸入等多種通信接口,可根據(jù)外部環(huán)境選擇合適的通訊控制方案,實現(xiàn)最佳控制。
78K0/Ix2 LED驅(qū)動控制
圖2-78K0/Ix2 LED驅(qū)動控制
 
下就Flyback電路舉例說明通過比較器進(jìn)行恒流控制的過程。
Flyback電路恒流控制
圖3-Flyback電路恒流控制
  
對于開關(guān)電源,PWM占空比決定輸出電壓,如圖3,電路開始工作后,LED電流經(jīng)采樣后加到MCU內(nèi)置比較器端口,和參考值進(jìn)行比較,產(chǎn)生中斷信號,來調(diào)整PWM的占空比,其變化過程見圖4,如當(dāng)電流大于參考值時,降低占空比;反之,提高占空比,最終達(dá)到一個負(fù)載電流動態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài)。
  
對于調(diào)光,78K0/Ix2系列MCU有多種方式來實現(xiàn),通過改變比較器參考電壓或者利用定時器TMH1和PWM輸出連動功能,另外,世強(qiáng)電訊的方案也可以利用該款MCU強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理運算能力,通過ADC功能和嵌入的算法控制來實現(xiàn)恒流控制,同時為MCU功能擴(kuò)展提供了充足資源。
  
圖5嵌入DALI協(xié)議的智能照明平臺方案,該方案利用MCU內(nèi)置DALI總線接口的通訊模塊,利用單個MCU完成燈具調(diào)光、組網(wǎng),實現(xiàn)高性能的DALI綠色節(jié)能照明系統(tǒng),目前已經(jīng)作為國內(nèi)某大型照明廠商的參考設(shè)計。DALI從機(jī)系統(tǒng)主要分為通訊模塊和LED驅(qū)動控制模塊兩部分,外圍電路設(shè)計簡單。
DALI從機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖5-DALI從機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  
采用BOOST電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),輸入電壓經(jīng)過升壓后直接驅(qū)動LED燈;負(fù)載電流采樣,通過嵌入算法實現(xiàn)恒流控制; MCU內(nèi)置DALI通訊接口,通過總線和DALI 主機(jī)連接,實現(xiàn)和主機(jī)的相互通訊,完成上位機(jī)發(fā)出的操作控制指令;燈具溫度、光照度傳感器信號加到MCU端口,實現(xiàn)異常檢測保護(hù)。
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