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購買(mǎi)LED驅動(dòng)器還是自行設計

作者: 時(shí)間:2012-03-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

應該?隨著(zhù)固態(tài)照明技術(shù)的發(fā)展,商機不斷涌現,大量照明公司和設計公司進(jìn)入了通用照明領(lǐng)域。上述技術(shù)發(fā)展也為期待著(zhù)重新設計照明燈具或用新型產(chǎn)品替換現有傳統愛(ài)迪生式產(chǎn)品的設計人員帶來(lái)了巨大挑戰。當然,我們可以市場(chǎng)上現成的,而且選擇也不少,不過(guò)2009年新上市的不少解決方案將能夠幫助各公司設計出其自己的智能。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/168295.htm

許多早期采用LED技術(shù)的企業(yè)都認為L(cháng)ED是一種簡(jiǎn)單的技術(shù)發(fā)展,但很快發(fā)現LED其實(shí)是一種革命性的技術(shù)。他們發(fā)現,只有通過(guò)認真的設計才能實(shí)施新型電子、光學(xué)和散熱技術(shù)。不少率先推出電子產(chǎn)品的公司其產(chǎn)品都不盡如人意,不得不重新設計,提升效率,改進(jìn)成果。有的公司把設計外包出去,讓有實(shí)力的電源和模擬工程師開(kāi)展設計工作,這些工程師終其一生都在學(xué)習實(shí)踐如何驅動(dòng)LED所要求的電源電路和恒定電流。我們需要的電子技術(shù),不管是照明設備鎮流器或電源,通常都可統稱(chēng)為L(cháng)ED驅動(dòng)器。

目前,工程師可從Philips Advance、LED Dynamics、Meanwell或Magtech等知名公司直接現成的標準化LED驅動(dòng)器。LED需要不同AC或DC輸入電壓生成的恒定電流。通用照明產(chǎn)品常用的是北美120V的AC輸入和歐洲230V的AC輸入,而專(zhuān)用照明子系統通常則需要12VDC和24VDC。直接從制造商購買(mǎi)LED驅動(dòng)器有助于快速進(jìn)入市場(chǎng),簡(jiǎn)化設計流程,但同時(shí)也會(huì )增加最終產(chǎn)品的成本。此外,如果LED驅動(dòng)器的規范不能完全滿(mǎn)足您的要求,那么產(chǎn)品的效率就會(huì )有所降低,難以為終端客戶(hù)帶來(lái)LED解決方案真正的綠色節能優(yōu)勢。此外,購買(mǎi)現成的LED驅動(dòng)器雖然能獲得5年質(zhì)保,但卻難以隨市場(chǎng)要求的變化保證產(chǎn)品的靈活性。

其實(shí),市場(chǎng)上有不少電子產(chǎn)品都有助于設計人員構建智能LED驅動(dòng)器。許多此類(lèi)產(chǎn)品都采用了微控制器,可以幫助工程師設計出可編程的靈活型平臺,而這些平臺可以進(jìn)行修改并用于多種項目。這種方法使得設計人員能重復使用IP,方便地添加新特性,并在降低研發(fā)成本的同時(shí)實(shí)現規范的更新升級。

LED照明系統可通過(guò)增加通信鏈接來(lái)實(shí)現功率、調光、色彩混合和輸出閃控等功能,這種技術(shù)越來(lái)越受到青睞。電力線(xiàn)調制解調器、無(wú)線(xiàn)射頻和有線(xiàn)鏈接不斷推廣。DALI是一種在歐洲廣泛使用的有線(xiàn)標準,DMX512則在全球廣泛應用于娛樂(lè )和建筑照明系統。智能LED驅動(dòng)器將幫助設計人員方便地添加上述通信鏈接,并通過(guò)微控制器處理數據。

LED照明系統具有內在的節能優(yōu)勢,因此需求不斷上升。一盞8W LED燈泡生成的流明輸出相當于60W的白熾燈泡。為了提升LED燈具的節能效果,我們還為智能LED驅動(dòng)器添加了感應器,控制何時(shí)讓燈泡發(fā)光。環(huán)境光、運動(dòng)和占用感應器都能方便地添加到智能LED驅動(dòng)器中,而大多數微控制器都能通過(guò)內置的模數轉換器(ADC)讀取感應器的模擬電壓輸出。由于燈具可實(shí)現按需發(fā)光,因此使用感應器的優(yōu)勢非常明顯,而且還可以方便地統計節能效果。這顯然將縮短家庭和商業(yè)領(lǐng)域采購與安裝智能照明燈具的投資回報期。RGB系統的色彩感應器反饋也深受歡迎,并將需要智能化功能確保在LED的整個(gè)壽命過(guò)程中讓建筑設計人員獲得其所指定的確切色彩。

采用閃存的微控制器還有一個(gè)優(yōu)勢,就是能寫(xiě)入并存儲關(guān)于照明產(chǎn)品的智能信息。運行期間的關(guān)鍵信息可以計算、存儲并于今后讀取?,F在的照明制造商普遍關(guān)心燈具的打開(kāi)時(shí)間、序列號、震動(dòng)和溫度情況等相關(guān)信息,他們能用上述數據來(lái)確定質(zhì)保條款。照明制造商宣稱(chēng)LED燈泡能使用5萬(wàn)小時(shí),并用EEPROM來(lái)捕獲產(chǎn)品生命周期數據,從而得到所需的關(guān)鍵反饋。

目前市場(chǎng)上的許多組件都能幫助您設計出自己的智能LED驅動(dòng)器電子產(chǎn)品。您可購買(mǎi)并對自己的微控制器進(jìn)行編程,將其連接到National的LM3404等一些標準的驅動(dòng)器電路上,這些電路在單一IC上集成了5V穩壓器、恒定電流控制器、門(mén)驅動(dòng)器和FET。以下圖1顯示的是典型的單通道LED驅動(dòng)器解決方案示意圖。從電路圖可以看出,標準通信接口為微控制器提供智能控制。uC提供恒定電流控制器/門(mén)驅動(dòng)器/FET,以獲得6個(gè)LED單通道所需的電流。


圖1:使用uC和恒定電流驅動(dòng)器的智能單通道LED驅動(dòng)器

本方法可擴展添加更多LED驅動(dòng)通道,通過(guò)增加更多LM3404來(lái)創(chuàng )建RGB-A彩色方案。雖然這是目前針對高流明輸出LED燈具的常見(jiàn)驅動(dòng)方法,但成本較高,而且比較復雜,需要在單一的PCB上集成上述所有組件。

隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展,集成度更高的解決方案不斷涌現,驅動(dòng)器制造商也在努力減少組件數量,幫助客戶(hù)降低成本。賽普拉斯半導體公司推出的PowerPSoC等產(chǎn)品能為設計工程師提供在單一的單片散熱增強型封裝中構建智能LED驅動(dòng)器的全部構建塊。PowerPSoC目前在單一的集成電路上集成了斬獲殊榮的可編程片上系統(PSoC)以及CSA(流放大器)、磁滯控制器、5V DC-DC穩壓器和功率FET。該片上系統使照明設計人員能創(chuàng )建滿(mǎn)足所有市場(chǎng)要求的驅動(dòng)器平臺。

PowerPSoC是首款集成了嵌入式微控制器以及集成式高功率外設功能的產(chǎn)品,包括4個(gè)內置32V 1A標稱(chēng)低壓側n通道MOSFET、4個(gè)32V 6 MHz標稱(chēng)電流感應放大器、4個(gè)2 MHz磁滯控制器(可配置為降壓、升壓或升降壓)以及一個(gè)32V輸入電壓穩壓器。由于能夠與PSoC?的集成功能靈活配合,因此PowerPSoC能提供更多功能,包括賽普拉斯的CapSense、EEPROM仿真以及更多數字(PWM、計時(shí)器、計數器)、模擬(ADC、PGA)和通信(DMX512、DALI、SP I、RS -232)選擇。這種高度集成加之在配置功能,有助于簡(jiǎn)化硬件設計,縮短測試時(shí)間,并降低物料清單成本。

以下給出的音樂(lè )會(huì )照明應用顯示了4通道智能LED驅動(dòng)器的實(shí)施方案,該方案驅動(dòng)一組RGB-A標準的LED。從圖2可以看出,此前應用所需的全部外部組件都集成到了Power PSoC上,包括微控制器、通信鏈接、恒定電流控制器/驅動(dòng)器、5V穩壓器和FET等。DMX512協(xié)議是PowerPSoC工具中的一個(gè)用戶(hù)模塊。板上5V穩壓器能使用DC電壓,并為Power PSoC提供5V電壓,且為包括RS-485 DMX512收發(fā)器在內的板上其他器件提供電流。此外,恒定電流控制器/門(mén)驅動(dòng)器和FET能直接驅動(dòng)LED串,最高支持1A和32V。在本例中,Power PSoC驅動(dòng)4通道(6個(gè))LED,正向電壓為21V,電流為700mA,而且使用了高效的浮動(dòng)負載壓降拓撲,用AC-DC轉換器提供的24V DC實(shí)現了所需的21V電壓。根據可用的輸入電壓和系統中LED的數量,我們也可讓Power PSoC實(shí)施升降壓、升壓或SEPIC解決方案。

圖2:賽普拉斯 PowerPSoC能集成多達4通道的LED驅動(dòng)器,盡可能減少外部組件數量。

觀(guān)察目前市場(chǎng)上一些現成的標準LED驅動(dòng)器,我們能看出如何用Power PSoC來(lái)開(kāi)發(fā)智能替代方案。

Magtech LD1007系列產(chǎn)品支持升降壓設計,可接受10.5-30VDC電壓,生成高達700mA的恒定電流,電壓輸出最高為24VDC。這種LED驅動(dòng)器非常適用于建筑照明。該LED驅動(dòng)器根據設計驅動(dòng)一串7 ~ 8個(gè)LED,每個(gè)正向電壓約為3V。Power PSoC可在單芯片上集成該功能,支持1 ~ 4串的7 ~ 8個(gè)LED,每個(gè)通道外部只需一個(gè)感應電阻、電感和二極管。板上集成的5V穩壓器能讓用戶(hù)使用7-32VDC,從而獲得芯片所要求的5V和30ma電流,并為設計方案的其他功能提供額外的220mA電流。Power PSoC和大多數建筑照明系統都需要類(lèi)似于DMX512的通信接口來(lái)控制照明燈具。由于Power PSoC是其中一種可用的用戶(hù)模塊,我們能通過(guò)Power PSoC將其方便地添加到LED驅動(dòng)器。

設計人員還能購買(mǎi)Philips Advance Xitanium系列LED驅動(dòng)器,該系列驅動(dòng)器支持多種通用輸入(120到277VAC),可為L(cháng)ED燈具提供350到700ma的恒定電流,功率高達100W。

LED120A0700C28D0專(zhuān)門(mén)支持120VAC,能提供700ma的恒定電流,并同時(shí)支持.9的Power Factory標稱(chēng)。該LED驅動(dòng)器能提供高達20W的功率,驅動(dòng)多達12個(gè)串聯(lián)Luxeon LED,以充分滿(mǎn)足建筑和顯示照明需求。此外,我們也可在前端上用有源PFC芯片和Power PSoC設計一個(gè)通用離線(xiàn)可調光LED驅動(dòng)器,從而實(shí)現高效性(>85%)和接近一致的PFC(>.98)電路,滿(mǎn)足LED替代燈泡的要求。ST L6562能為Power PSoC提供AC整流輸入和較低的THD電壓輸出。PowerPSoC通過(guò)智能功能支持TRIAC調光、EEPROM仿真和其他功能,從而驅動(dòng)恒定電流負荷輸出,實(shí)現單位通道32W的功率。圖3給出的方框圖例示了這種智能型解決方案,該解決方案已用于有關(guān)參考設計,可大幅降低系統的整體成本。


圖3:有源PFC L6562和PowerPSoC相結合,實(shí)現了一款高PFC和高效性L(fǎng)ED驅動(dòng)器,成本大大低于市場(chǎng)上現成的解決方案。

2010年,照明設計人員應自己決定應該購買(mǎi)LED驅動(dòng)器。市場(chǎng)上已經(jīng)推出了大量解決方案和相關(guān)技術(shù)支持,可幫助您智能功能。不久,隨著(zhù)解決方案的大幅推廣和成本的降低,您率先自行設計的智能功能所實(shí)現的產(chǎn)品特色化或許能幫助您在競爭中脫穎而出。當然,您甚至可以從鎮流器制造商那里購買(mǎi)已經(jīng)實(shí)施了PowerPSoC的現成LED驅動(dòng)器。您不妨花些時(shí)間來(lái)進(jìn)行思考和設計,成果可能會(huì )讓您自己都大吃一驚。



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