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小科普:创新型智能数字LED驱动电源

来源:本站 作者: 发布时间:2018-09-20 16:40:03 人气: [ ] 查看评论

  LED照明已经在整个照明应用中得到普及,伴随着智慧城市,智能路灯的发展,LED驱动电源也朝着智能化,数字化方向发展。英飞凌作为引领智能LED照明的领先供应商,从系统级角度看待问题,为客户提供卓越的数字产品和解决方案,在提供高性能表现的产品和系统解决方案的同时,极大的减轻了客户库存的压力和新产品推出的周期,扩展了研发设计的灵活性。英飞凌照明驱动IC以其丰富的产品类型,广泛的拓扑组合,搭配业界领先功率晶体管CoolMOS技术,充分满足了LED驱动电源设计的半导体器件选型需求。

  英飞凌的数字控制方案基于自有的数字核CPU,结合强大的功率半导体制造技术,将两者有机的集成在一起,创新了业界领先的数字LED驱动IC技术,此前已经量产3款产品, XDPL8105, XDPL8220, ILD2111。XDPL8221 是英飞凌系列数字智能LED驱动IC中新成员,集成PFC和反激控制器于一体,SO16窄体封装,具有恒流,恒压,限功率三种输出工作状态,独立的调光接口和通讯接口,极低的THD和待机功耗,使其具有强大的竞争力。

  英飞凌数字控制器概念如图1示, 内核嵌入式CPU是英飞凌自有数字核,功率变换控制减轻了CPU的负载,提高了系统效率。外围集成ADC转换器和功率高压启动单元及驱动。完善的保护功能也一并集成在内。

  典型的XDPL8221系统原理如图2所示,XDPL8221高度集成临界模式PFC和原边控制准谐振反激控制器,大大减少了系统元器件数量。两级方案减小了输出纹波,降低了单独一级对设计余量的要求,进一步降低了成本。

  XDPL8221集成THD优化算法,使得系统具有很高的PF值和很低的THD值。独特的恒压,恒流,限功率控制模式自由切换,提供了极高的带载灵活性,系统设计研发者可以最大限度的利用系统硬件能力。

  芯片内的OTP单元存储系统的参数,例如输出电流,输出电压,最大输出功率,保护模式等等。参数可以在研发阶段或者量产产线上进行重新配置,这使得用户在不更改硬件参数的情况下,生成不同的机种,达到真正的一个平台多机种的目的。

  低待机功耗的需求在照明应用中越来越多,待机要求越来越低,XDPL8221低至100mW的待机功耗树立了行业的新标杆。

  此外,内部和外部的自适应过温度保护功能以及其他的保护功能一起守护着系统的安全可靠。

  下面的章节将主要介绍XDPL8221精准原边控制的原理,PF/THD优化的算法,调光性能,保护功能,以及独特的实时通讯功能。

  XDPL8221原边控制的典型波形图如图3,系统通过检测反激变压器原边峰值电流来计算次级电流及过流保护。通过检测辅助绕组的反射电压来计算次级电压,在退磁时间结束时,通过侦测ZCD脚位的电压值即可算出此时输出电压值。在已知输出电压和电流的基础上,通过软件的算法实现限功率控制。

  如图4所示为XDPL8221输出特性曲线, 在恒压段,此时电源工作在恒压区,输出电流根据负载状态需低于一定值。在恒流段,此时电源工作在恒流点上,输出电压需低于一定值,用来保证整个系统的输出功率在控制范围内。 在限功率段,电压和电流之乘积需小于或等于设定的最大输出功率。在限功率模式下,其限功率的精度在2%以内。限功率模式应用比较适合驱动COB灯珠。

  XDPL8221内部集成了THD优化功能,使得THD在整个输入电压范围内和很宽的输出功率情况下都保持优秀的THD性能。

  图5右所示为实测的THD曲线。从曲线可以看出,全电压输入状态下,在30%负载到100%负载范围内,THD都能够做到低于12%,同时也能够满足EN61000-3-2标准要求。

  XDPL8221 内部集成了四种调光曲线示,主要分为线性调光和曲线调光模式,每种模式还可支持正向调光或者反向调光。最小调光电流对应的最小PWM DUTY可以在软件界面里设置,同时最大调光电流对应最大的PWM DUTY同样可以在软件里设置。XDPL8221支持调光深度小于1%,支持调灭功能,调灭设置的迟滞是可以在软件里设置的。

  XDPL8221具备完善的保护功能,能够实现AC输入电压过压欠压保护,输出电压过欠压保护,输出电流的平均电流及峰值电流的过流保护;且具备外部温度保护的专用脚位,用来做系统性的过温保护。并且IC本体内部也有过温保护机制,用来保护IC本身。

  XDPL8221具备实时通讯功能,通过IC的UART脚位,可实现实时控制输出电流或者调光的亮度及整灯的开关控制,并且也可实时读取系统的工作状态,输出状态以及异常保护状态。该通讯是采用半双工的UART协议,用8个比特的数据来实现通讯功能。这种实时通讯功能,可用于智能路灯或者智能室内外照明应用,方便集中控制,智能汇报每盏灯的工作状态或者曾经出现的异常保护,方便后期的维护。

  英飞凌数字控制IC具有通讯接口,可以使用提供的接口板(interface board)将目标板和PC连接起来,用户可以根据实际需要随时自行修改参数,大大提高了系统设计的灵活性,缩短了系统开发时间。

  本文描述了英飞凌数字控制IC的概况,及其针对照明应用要求开发的驱动芯片XDPL8221的大概情况。目前来说,XDPL8221能够满足绝大多数智能照明对控制芯片的要求。

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  电。餐厅里客人不足时,没有客人的区域,开着灯,浪费,关了灯,令人不舒服。办公室部分区域有人上班,部分区域没人上班,也需要这个功能。但是如何解决以上现实的问题成为我们进一步发展“个性化”的智能控制产品的最大市场。 如果能解决这些主要的问题,也就是满足了用户的潜在需求。更大程度的提升智能产品的市场份额。更重要提升了LED产品在使用中的节能效率,让用户也最大程度上随性所欲的使用舒适健康的灯光环境。 我们采用单片机(MCU)对LED驱动电源做出了创新性设计,我们称之为LED数字电源。数字电源在成本、体积、效率等各项性能指标最优化的情况下,实现了LED照明的智能化。我们产品定位是满足大众用户

  下面是电路图: /*名称:8X8LED点阵显示数字 说明:1.8X8LED点阵屏循环显示数字0~9,刷新过程为动态变换完成。 2.行扫描为XX,接P1口,列扫描为YY,接P3口 */ #includereg51.h #includeintrins.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code XX[]= {

  普通照明用LED驱动电源一般都采用基于PWM控制器的反激式变换器电路拓扑。这种解决方案虽然结构简单,但一般不能利用传统白炽灯用三端双向晶闸管(TRIAC)调光器对LED进行调光,这是因为白炽灯是一种纯电阻性负载,而AC/DC电源系统与白炽灯的情况完全不同。用iW3610型AC/DC数字电源控制器构建反激式LED驱动器,可以与所有类型的调光器兼容操作,调光范围达2%~10%,并且无闪烁现象发生,在无调光器时的功率因数达0.9,系数效率达85%。1 iW3610的结构与特点iW3610采用8引脚SOIC封装,引脚配置如图1所示。本文引用地址:

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  现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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