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基于英飛凌XMC1200 MCU的智能照明解決方案。MCU可助力實(shí)現(xiàn)LED照明智能化。LED照明系統(tǒng)商可依托內(nèi)建BCCU功能的MCU,大幅縮短開發(fā)出智能高功率LED燈泡的上市時(shí)間，并協(xié)助終端使用者達(dá)成輕松且精準(zhǔn)調(diào)光的目的，同時(shí)避免閃爍的問題。英飛凌XMC1200作為上述特性的單芯片解決方案，可以節(jié)省大量的CPU開銷，大幅降低軟件開發(fā)的時(shí)間，有效的減少人為導(dǎo)致的軟件錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)XMC1200系列MCU具有高性能、大容量、高可靠性的特點(diǎn)，可以將智能照明廣泛的應(yīng)用于生活、工業(yè)的各個(gè)方面。

達(dá)成燈泡控制調(diào)變，LED開關(guān)切換速度成關(guān)鍵。調(diào)變指的是能夠快速開關(guān)LED,若切換速度夠快，人眼便無法辨識，看到的亮度將取決于LED開啟的平均時(shí)間。最常見的調(diào)變方式為脈沖寬度調(diào)變(PWM)和脈沖密度調(diào)變(PDM)(圖2)。其中，PDM能在對等的系統(tǒng)頻率下達(dá)到更高的分辨率，電磁干擾(EMI)特性更佳，且因?yàn)楸旧砬袚Q速率高，因此不容易發(fā)生閃爍。

圖1-大約25%亮度下的PWM和PDM調(diào)變

戶外型LED燈泡的控制裝置內(nèi)包含電源供應(yīng)器和驅(qū)動(dòng)器。其中，標(biāo)準(zhǔn)電源供應(yīng)器的重要器件包括橋接整流器、功率因子校正器(PFC)及半橋諧振(LLC)諧振轉(zhuǎn)換器的降壓轉(zhuǎn)換器(圖1)。

圖2-四信道LED照明引擎范例

LED電流透過線性或切換式LED驅(qū)動(dòng)器，固定為仔細(xì)選定的值，選定的LED電流則取決于系統(tǒng)器件和所需的最高亮度，如350毫安培(mA)或700毫安培。一般街燈的LED都以相同的電流驅(qū)動(dòng)，建筑照明經(jīng)常使用的多色燈泡，則可能使用完全不同的LED通道電流。調(diào)光時(shí)，通常是透過通訊，如數(shù)字可尋址照明接口(DALI)或傳感器輸入(如環(huán)境光源)觸發(fā);燈泡的亮度和/或顏色則是透過調(diào)變驅(qū)動(dòng)器的輸入(Enable Input)加以控制。

產(chǎn)業(yè)界所開發(fā)適用于LED照明的微控制器(MCU)包含亮度及色彩控制單元(BCCU)，能在最多九個(gè)信道上產(chǎn)生PDM訊號。高功率調(diào)光燈泡的特殊挑戰(zhàn)在于LED驅(qū)動(dòng)器需要最短的停留時(shí)間，LED驅(qū)動(dòng)器Enable Input的調(diào)變訊號必須在最短的時(shí)間間隔內(nèi)保持恒定。從經(jīng)驗(yàn)法則得知，功率越高需要的最短停留時(shí)間就越長，只有這樣才能保持穩(wěn)定且準(zhǔn)確的LED電流。但在高分辨率和高比特率下，尤其是在低亮度的情況下，調(diào)變訊號卻可能違反此要求。

目前產(chǎn)業(yè)界開發(fā)適用于LED照明的MCU可適時(shí)稍微重新排列調(diào)變訊號內(nèi)的脈沖，自動(dòng)解決此問題。脈沖會(huì)在分組電路內(nèi)重新分組(圖3)，產(chǎn)生新的脈沖，擁有所需的最短寬度并兼顧分辨率，同時(shí)又能保持不閃爍。

圖3-未分組PDM與已分組PDM范例比較

另一項(xiàng)需求則是將電源供應(yīng)器的負(fù)載變動(dòng)降到最低(使負(fù)載變流暢)，尤其LLC諧振轉(zhuǎn)換器對于高負(fù)載變動(dòng)極為敏感。BCCU內(nèi)的分組電路能夠在不同的相對信道調(diào)變訊號間加入相移，確保訊號在不同的時(shí)間點(diǎn)變更狀態(tài)。

圖4-系統(tǒng)架構(gòu)圖

方案特色

●隔離的DALI調(diào)光界面

●溫度檢測

●周圍環(huán)境的亮度檢測

●433MHz射頻控制方式

方案照片

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