數字信號控制器將智能控制和通信融合到LED照明中

　　圖4:調光的數字控制

　　數字LED驅動(dòng)

　　除了調光控制，DSC還可提供一個(gè)有效電源來(lái)控制高亮度LED的正向電流。降壓和升壓開(kāi)關(guān)電源(SMPS)拓撲均可用于為L(cháng)ED供電且均可受益于DSC智能。

　　圖5:用于驅動(dòng)LED或串聯(lián)LED的降壓拓撲

　　當LED或串聯(lián)LED的正向電壓小于電源電壓時(shí)，使用降壓拓撲。在該拓撲中，如圖5所示，PWM 控制開(kāi)關(guān)(Q)，而當開(kāi)關(guān)(Q)關(guān)閉時(shí)檢測電阻(Rsns)上的電壓對應LED的正向電流。DSC的比較器用于比較電阻(Rsns)上的電壓與可配置的內部參考電壓，該參考電壓與所需的LED正向電流成正比。當檢測電壓大于內部參考電壓時(shí)，該模擬比較器將禁止PWM的短路開(kāi)關(guān)(Q)，使得電感(L)通過(guò)二極管(D)和LED釋放其存儲的電流。下一個(gè)PWM周期開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)(Q)關(guān)閉，并再次開(kāi)始該過(guò)程。DSC的高級特性使該方法可有效調節流經(jīng)LED的正向電流，而不會(huì )造成任何CPU開(kāi)銷(xiāo)。

　　當LED或串聯(lián)LED的正向電壓大于電源電壓時(shí)，使用升壓拓撲，如圖6所示。和降壓拓撲一樣，PWM 控制開(kāi)關(guān)(Q)，監視流經(jīng)檢測電阻(Rsns)的正向電流。DSC上的ADC模塊采樣檢測電阻上的電壓，該電壓對應LED的正向電流。DSC 上由軟件執行的比例積分(PI)控制回路使用該值，根據ADC 讀數和對應所需電流的軟件參考值來(lái)調整開(kāi)關(guān)(Q)的占空比。通過(guò)由軟件實(shí)現PI控制回路，DSC增強了各種控制回路方法的靈活性。同時(shí)，降低PI控制回路的CPU開(kāi)銷(xiāo)也意味著(zhù)DSC可控制多串LED并仍有足夠的能力來(lái)支持其他特性。

　　圖6:用于驅動(dòng)LED的升壓拓撲

　　數字通信

　　DSC具有足夠的處理能力，可在智能控制LED裝置的同時(shí)實(shí)現通信協(xié)議，而無(wú)需單獨的通信/控制器件。例如，DMX512照明控制協(xié)議使用標準單向通信，即通過(guò)一個(gè)主器件和多個(gè)從器件以每個(gè)數據包512字節的速率向各個(gè)照明裝置發(fā)送命令，且可單獨尋址每個(gè)器件或節點(diǎn)。高速處理支持DSP將執行快速控制回路(如用于升壓轉換器的PI控制器)作為首要任務(wù)，而同時(shí)在后臺運行通信協(xié)議(如DMX512)。由于通信是由軟件實(shí)現，因此不局限于單個(gè)協(xié)議，支持使用任何通信機制控制此裝置。

　　降低學(xué)習難度

　　和任何新技術(shù)一樣，學(xué)習數字LED控制對于設計人員來(lái)說(shuō)并非易事?？梢酝ㄟ^(guò)使用數字控制LED照明工具包、參考設計和應用筆記來(lái)簡(jiǎn)化。這些通常包括免費的源代碼和硬件文檔，還會(huì )提供可更換的功率級來(lái)支持不同電源拓撲。例如，Microchip的DM330014 LED照明開(kāi)發(fā)工具包具有 LED驅動(dòng)子卡，該子卡支持設計人員在同一電路板上進(jìn)行多個(gè)驅動(dòng)級實(shí)驗。

　　LED的高能效和即時(shí)調光功能確保該技術(shù)將繼續推動(dòng)色彩混合和其他照明應用方面的創(chuàng )新。設計人員將DSC提供的智能控制和通信融合到LED照明裝置中，增強了其特性和功能，可在照明應用領(lǐng)域中展現其獨到之處和難以置信的驚艷之處。