非隔离仅单片机led调光技术说明

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1、非隔离仅单片机LED调光技术说明本技术仅用一个单片机（microcontroller）加少量常规外围元器件，就可以实现直接接入交流市电输出直流恒流驱动LED，且能接收调光信号实现大范围平滑无闪烁调光调色的功能。技术特点：1、本调光技术采用非隔离调光，输入输出转换效率必然要比隔离调光技术的高。2、待机功耗低。轻易能做到小于0.1瓦的待机功耗，极限能做到小于10毫瓦的待机功耗。3、采用单片机（microcontroller）本身PWM调光技术，能做到小于万分之一的调光精度，从零到最亮，都可以做到无极平滑调光。4、只用一个单片机加少量的外围元

2、器件就能实现遥控调光电路，不需其它任何恒流芯片，电源控制板体积小，成本低，元器件少，可靠性高。5、在调单色光的基础上，增加一对PNP和NPN三极管，就能增加调一个色（电感只用一个）。如调多色温，就只要增加一对三极管。调白光加七彩，就只需增加三对三极管。6、可以用红外接收头来接收调光信号，距离可超过30米。7、可以通过缩小输入高压电容的容量来增加功率因素，功率因素最高可以做到0.99。和现有技术相比：隔离遥控调光技术：隔离驱动必须用电源芯片，而且隔离变压器复杂，整体成本高很多且体积大，输入输出转换效率小。且不容易用低成本的红外接收头来接收

3、调光信号，因为容易被高压电源端干扰而造成通讯距离小。现有的非隔离调光技术：代表典型就是晶丰明源的BP2838非隔离PWM调光恒流芯片+MCU调光技术。BP2838本身不能接调光指令，只能接收PWM信号来调光，而要接收调光信号并产生调光PWM波形，还得搭配个MCU。本技术只要一个普通的8位带PWM输出的MCU来控制场效应管，就可以调光。相比之下，现有的技术多了一个恒流芯片和相关的外围电路，这就造成了体积和成本的增加。BP2838恒流芯片本身也要供电，这就造成该调光方案供电的增加（特别是在待机中，这部分耗电占的比例很大）。用BP2838调光

4、方案，调光平滑度和深度都不足。最小调光单位就决定了调光的深度和平滑度，本技术可以做到小于万分之一的调光单位。要能调多一个色，用现有技术就必须增加多一个恒流芯片及相应的电阻电容电感等外围元器件，这样功耗会增加，体积和成本也增加不少，要用三基色来调七彩，那就复杂了。本技术只要增加一对三极管及相应的基极电阻，不需要增加电感和其它元器件，就能调多一个色，功耗一点都不增加，体积和成本也只增加一点，很适合用来调多种颜色。本技术申请了4项发明专利：1、单片机非隔离调光技术；2、非隔离调色技术；3、单片机非隔离恒流技术；4、非隔离无极调光技术。其中“非

5、隔离调色技术”和“单片机非隔离恒流技术”已经申请了国际PCT专利优先权保护。整合这4个发明技术来做调光LED灯，效率高、成本低、平滑调光范围大。目前根据这几个技术已做出的样品有红外遥控调光LED灯、可调色温LED灯和可调七彩加白光LED灯，希望此技术能为智能照明起点作用。有兴趣要本技术，请邮件联系：szpony@qq.com。图1图1是单片机非隔离调光技术的基本原理，原理很简单，整流后的300伏高压用电阻R1降压后供电给MCU和红外接收器，MCU通过控制场效应管Q1高速开关来调光。设计的难点是降低MCU和红外接收器的耗电，同时MCU能可

6、靠的复位工作，这些难点都已经很好的解决了。当然，电感量的取值，饱和电流的大小，LED的电压降及PWM的频率和占空比等都要计算好，让Q1工作在谷底开关，电感L1不能饱和，LED的电流工作在正常范围。这个电路的LED不是工作在恒流状态，而是所谓的线性恒流，当输入电压变化10%时，LED的电流变化约20%。图2图2是非隔离调色技术的原理图，PWM高速开关调节整个灯的亮度。当LEDY端口低时，只有白光W1、W2、W3灯串亮。当LEDY端口高时，Q2B导通，由于黄光Y1、Y2灯串的电压比白光的要低不少，而电感L1的电流是有限的，所以黄光LED亮时

7、，电流都被黄光LED抢去，白光LED不亮。改变LEDY端口高低电平的比例，就能改变黄白光混色的比例，从而达到调色的效果。LEDY端口是中速端口，频率在100赫兹到2千赫兹之间比较适合。利用这种非隔离调色技术，只需增加一对NPN、PNP三极管和三个电阻，就可以调多一种色。图3图3是单片机非隔离恒流技术的基本原理。与模拟电路通过电流反馈电阻来控制高速开关管从而达到恒流的技术不同，单片机组成的数字恒流电路如果要通过电流反馈电阻来控制恒流，单片机所需的主频会非常高，这样成本会非常高，耗能会非常多。单片机非隔离恒流技术通过分压电阻来检测输入电压，

8、并计算出适合的占空比来控制开关管而达到恒流。本技术所需的电压反馈电阻R1和R2阻值很大，只要用一个1206和一个0805贴片的电阻就可以，所消耗的电量只有几个微瓦，所需的单片机只要一个4兆主频的8位单片机，