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低成本小功率LED燈飾及照明驅動方案
英飛凌
摘要: LED應用增長最快的領域之一是效果照明,也稱為建筑照明。效果照明可以選用RGB LED,這種LED采用三個芯片,每個芯片負責生成一種顏色的光(紅、綠和藍)。另一種生成不同顏色光的方法是采用紅、綠、藍單色LED,然后將這些LED光混合輸出。英飛凌提供適用于低功率、中功率和高功率LED的LED驅動器,以及用于控制LED模塊顏色的微控制器。
Abstract:
Key words :

 LED應用增長最快的領域之一是效果照明,也稱為建筑照明。效果照明可以選用RGB LED,這種LED采用三個芯片,每個芯片負責生成一種顏色的光(紅、綠和藍)。另一種生成不同顏色光的方法是采用紅、綠、藍單色LED,然后將這些LED光混合輸出。英飛凌提供適用于低功率、中功率和高功率LED的LED驅動器(圖1),以及用于控制LED模塊顏色的微控制器

  對于低功率RGB LED,可以選用成本極低的BCR40x高邊線性LED驅動器。利用微控制器生成的PWM信號可控制LED光的顏色。對于中功率(0.5W)RGB LED或單色LED,全新的低邊LED驅動器BCR321U和BCR421U是最理想的選擇。利用BCR321U可調節高達250mA的電流。這兩種型號的驅動器都具備一個直接邏輯電平輸入端,可通過微控制器直接控制。

  所有BCR型LED驅動器都具備負熱系數,這意味著在溫度升高的情況下,電流將以0.2%/K的比率下降。BCR321U、BCR421U和BCR40xU等LED驅動器都采用極小的SC-74封裝(2.9x2.5x1.1mm),功耗為1W,應用電路電路圖如圖2所示。LED驅動器BCR40xW甚至采用更小的SOT343封裝。BCR 320U/420U的應用范圍包括:建筑LED照明;廣告槽型字;裝飾照明LED燈帶;冰箱和冰柜商業照明;應急照明(臺階照明、出口指示燈等);輪船、火車與飛機的內部照明。

  對于低功率LED(有時包括中功率LED)而言,目前仍常用的方法是偏壓電阻器。這種方法有很大的缺點,比如發出的光不均勻、縮短LED使用壽命等。作為其替代方法的開關模式驅動器,無法滿足0.5W LED產品的價格要求,驅動電路比較復雜。

  全新的BCR321和BCR421 LED驅動器經過量身定制,可克服針對0.5W LED應用的不足之處。性能成熟的BCR40x LED驅動產品組合是0.1W LED應用的理想之選。所有型號的LED驅動器都具備極低的成本、簡化的解決方案和較小的外形尺寸。

  對于高功率LED而言, 開關模式驅動器是最常用的LED驅動器。英飛凌推出用于驅動高功率LED的全新ILD4xxx降壓轉換器。具備350mA典型輸出電流的ILD4035經過專門設計,可用于驅動1W LED。對于3W以上LED而言,英飛凌推出輸出電流分別為1200mA和1800mA的ILD4120和ILD4180。

  除高能效與過壓和過流保護等功能外,所有ILD型號器件還具備熱保護特性。當結溫達到125°C時,輸出電流會大幅降低,從而確保LED具備較長的使用壽命。ILD4001是一個LED控制器,可與大電流的外置MOSFET(700mA至數安)結合使用。ILD4035 和 ILD4001都采用小型SC4封裝。

  英飛凌推出適用于照明應用的微控制器。除了可控制多通道LED燈或模塊,該微控制器還可為照明系統帶來更多價值,例如調光、燈溫控制、與照明網絡連接。與照明網絡連接能確保實現日光調節、運動控制開關、統一遠程控制、HMI接口、維護監控、燈驗證等功能。

  英飛凌XC800微控制器系列包含多種產品,可為照明系統帶來豐富特性(圖3)。這些照明應用產品的主要特性是:48MHz捕獲比較單元(CCU6)生成4個PWM控制信號,與10位模數轉換器(高達8個通道)實現直接硬件連接;串行通信I/F包括UART、SPI、I2C;掉電模式導致典型功耗僅為2μA;DALI從協議棧;長使用壽命,產品針對抗高溫性而進行過優化。

  除快速精確控制多通道LED的產品之外,英飛凌還提供XC82x和 XC83x系列產品。這兩個系列的器件通過集成電容式觸控控制器,具備適用于感應式觸摸輪等HMI接口的特性,比如全新XC822T。

  除微控制器外,英飛凌還提供加速硬件和軟件開發的多種開發工具,從確保快速評估ACD和CCU6等主要特性的USB入門級工具套件到可配置微控制器管腳的簡易套件,所有套件都具備完整的工具鏈。憑借全新的XC82x和XC83x系列,英飛凌將可推出基于Eclipse的免費新工具鏈DAVE Bench。適用于照明解決方案的應用套件目前正在開發當中,以用于展示整個解決方案,包括微控制器、功率半導體和軟件。

  圖1:英飛凌提供適用于低功率、中功率和高功率LED的LED驅動器。

  圖注:

  LED drivers for general lighting and industrial applications: 適用于普通照明和工業應用的LED驅動器;Supply voltage: 電源電壓;Ext. transistor: 外置晶體管;Ext. MOSFET: 外置MOSFET;LED drivers for low power LED: 適用于低功率LED的LED驅動器;LED drivers for high power LED: 適用于高功率LED的LED驅動器;LED drivers for 0.5W LED: 適用于0.5W LED的LED驅動器;Offline LED driving solutions: 離線LED驅動解決方案

  圖2:適用于中功率LED的低成本LED驅動器應用電路。

  圖注:

  Low cost LED drivers for medium power LED: 適用于中功率LED的低成本LED驅動器;

  Application example:應用范例;

  Optional: 可選

  圖3:英飛凌XC800微控制器系列包含多種產品,可為照明系統帶來豐富特性。

  圖注:

  XC800 8-bit MCU family: XC800 8位微控制器系列;Flash: 閃存;

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