如何用模拟技术调整led照明方案.doc

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1、如何用模拟技术调整led照明方案　　在发达国家，效率推动着创新。在追求提高效率的过程中，一个正在发生重大变化的领域是照明。固态照明主要以基于半导体的LED形式（尽管有机LED和聚合物LED正在不断涌现），继续取代传统和更节能的照明形式，如白炽灯、紧凑型荧光灯和气体放电灯。　　虽然LED照明提供了固有的节能效果，但它可能会以设计复杂性为代价。驱动LED灯所需的控制电路充其量只是一种AC-DC转换器，但通常会包括某种程度的智能控制。虽然这种增加的复杂性可能会增加成本，但经过精心设计后，可以产生一种以适当价格提供巨大价值的LED照明解决方案。　　LED照明的最终应用几乎是无限的，从

2、低水平消费照明到高棚工业、厨柜，再到街道照明。包括智能调光、连接性和远程管理等特性的前景使得向LED照明的转变成为一种非常有说服力的观点，持续赢得决策者的支持。　　开发一套完整的LED照明解决方案涉及对多个功能的集成，其中包括带功率因数校正(PFC)的AC整流、DC-DC转换和LED控制。如果将连接性添加到此范围内，以提供更具前瞻性的解决方案，那么设计挑战将会进一步增加。　　虽然LED本质上比其他形式的照明更高效，但为了保持这一优势，解决方案的每个阶段都必须提供最佳效率。这与开发传统照明解决方案有很大不同，但却是必要的。另一个影响LED照明的重要趋势是向数字控制电源转换的转变

3、。通过在整体拓扑中包含数字电源，可以实现更高效、更灵活的解决方案。如果在设计过程中采用全数字化方法，那么可以将大量功能集成到较少数量的器件中。微控制器非常适合提供这种级别的功能和灵活性。　　虽然AC转换是解决方案的主要部分，但从单个DC电源运行多个独立的LED照明电路是完全可行的，只需使用一个AC转换级即可优化整体设计。在这种情况下，需要单独考虑解决方案的其余部分，通过增值特性为成本优化创造更多的可能性。　　为照明装置添加控制和连接性是一项重大的发展，因为它能将照明系统集成到建筑管理系统(BMS)中，或作为智能家居的一部分。LED照明的一个优势是其稳健性：灯光可以变暗，也可以

4、更频繁地打开/关闭，而不会影响其使用寿命或产生浪涌电流。LED灯还提供了更大的位置灵活性，从而实现更多的分布式安装和更广泛的工作条件。所有这些特性都增加了LED照明的吸引力，但需要更高的控制水平。解决方案　　为了解决这一设计挑战，TexasInstruments开发的DC-DCLED驱动器子系统参考设计虽然不能作为组装好的PCB购买，但已经过全面的测试，并提供了所有说明文档（BOM、原理图、PCBGerber）。　　　　图1：TIDA-01096参考设计框图。　　TIDA-01096是TI的高能效、可调白光LEDDC-DC驱动器，带有智能蓝牙连接参考设计，为工程师提供了一个用

5、于开发智能照明解决方案的完整硬件和软件平台。　　通过在一个灯具中结合使用暖白光和冷白光LED灯串，可以模拟住宅和零售环境中室内照明的日光条件。TIDA-01096专用于这一应用领域，并使用若干高级元器件在广泛的工作条件下实现98％的效率。　　该参考设计旨在用作一个互联LED驱动器，其中一个主要差异化特性是其连接性，它采用智能蓝牙的形式。此功能完全集成到设计所选的MCU中，由TI另外开发的软件资源提供支持。该功能连同设计中的其他主要元器件提供了一系列“智能”特性，如调光、色温调节和日光收集。由于该设计旨在控制LED灯串以模拟日光，因此也可以用于创造经证明具有健康保健优势的昼夜节

6、律。　　对于LED产生不同级别输出的功能，其使用需要一个集成式解决方案。其中一种产品是具有集成模拟电流调节的TPS92513/HV1.5A降压型LED驱动器—参考设计中的主要元器件之一。当与SimpleLinkCC2650多标准MCU结合使用时，它可为开发从稳压DC电源运行的智能LED照明系统提供完美的平台。在设计中加入其他元器件后就形成了完整的原理图，如下所述。　　TPS92513/HVLED驱动器专为一系列高功率照明应用（包括街灯、应急照明以及工业和零售照明）而开发，但同样适用于小型家电。除了为模拟和PWM控制信号提供输入外，它还具有集成的N通道高压侧MOSFET。图2显

7、示了如何使用该器件的简化原理图。　　　　图2：TPS92513/HVLED驱动器典型应用的简化原理图。　　在参考设计中，使用了两个器件来驱动两个LED灯串。在此拓扑中，可以通过使用外部振荡器来超控每个器件的内部振荡器，从而实现器件的同步。使用相同的时钟源操作多个器件可避免在不同灯串上的LED之间产生不良影响（如频率跳变），还可帮助最大限度地降低设计的整体EMI。功能框图如图3所示。　　　　图3：TPS92513/HVLED驱动器的功能框图。　　同步是通过对RT/CLK引脚（引脚5）施加一个介于300kH