一,、  照明技術(shù)現(xiàn)狀

　　隨著照明工業(yè)的迅速發(fā)展,，出現(xiàn)了越來越多的照明控制方案，電源的設(shè)計(jì)、燈的驅(qū)動電路,、安全保護(hù)、管理接口等各方面都變得愈加靈活,。目前,，照明技術(shù)主要包括主流的熒光燈,、LED燈和HID技術(shù)等，其廣泛應(yīng)用使電源驅(qū)動的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)差異非常大,，從常見的Flyback,、Buck、Boost以及延伸出來的其他結(jié)構(gòu)都在被大量使用,，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否采用先進(jìn)的數(shù)字節(jié)能控制設(shè)計(jì),，是否支持flyback、Buck,、Boost等靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用,，研發(fā)周期和投放市場時(shí)間的長短將決定產(chǎn)品的成敗，然而傳統(tǒng)的照明方案往往是采用專用器件來實(shí)現(xiàn)的,，難以滿足快速發(fā)展的需求,。

　　因此，一個優(yōu)秀的照明平臺解決方案無疑需要支持靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用,，并滿足DALI,、DMX512、0-10V,、無線,、紅外等當(dāng)今主流照明控制方案的調(diào)光、組網(wǎng)需求,，針對這種狀況,，世強(qiáng)電訊開發(fā)了以瑞薩(Renesas)電子78K0/Ix2系列MCU為核心的智能照明平臺解決方案，外加豐富的參考設(shè)計(jì),，在硬件電路和軟件開發(fā)為照明廠商多樣化的照明設(shè)計(jì)方案提供有效的指導(dǎo),，幫助廠商更高效地開發(fā)擁有自己知識產(chǎn)權(quán)的照明系統(tǒng)。

　　二,、 78K0/Ix2系列MCU介紹

　　78K0/Ix2系列MCU是瑞薩(Renesas)電子面向照明應(yīng)用領(lǐng)域精心設(shè)計(jì)的高性能8位MCU,，如圖1，該系列MCU定位于用于滿足目前照明市場高分辨率調(diào)光控制,、異常檢出保護(hù),、智能化節(jié)能控制等熱門需求，依靠單MCU實(shí)現(xiàn)低成本,、高性能的綠色節(jié)能照明系統(tǒng),。

　　圖1-78K0/Ix2系列MCU設(shè)計(jì)理念

　　78K0/Ix2系列MCU內(nèi)置豐富的硬件資源，為靈活的照明電源驅(qū)動設(shè)計(jì)和調(diào)光控制提供了優(yōu)秀的硬件支持,。具體表現(xiàn)在：

　　1.16 bit PWM計(jì)時(shí)器最大計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率40MHz,，輸出和比較器連動，進(jìn)行PFC 控  制,，帶2路死區(qū)時(shí)間控制的PWM輸出,，適合驅(qū)動半橋/全橋電路,，實(shí)現(xiàn)變頻控制；

　　2．內(nèi)置運(yùn)放,、多路高速10bit A/D和比較器等模擬電路,，簡化了外圍電路；

　　3. 定時(shí)器能觸發(fā)A/D采樣,，捕捉合適的信號有用點(diǎn),；

　　4．比較器/外部中斷能實(shí)現(xiàn)硬件的禁止輸出功能，反應(yīng)快速,，保證安全,；

　　5. 定時(shí)器遙控接口和UART功能，面向紅外和無線遙控的應(yīng)用,，有DALI總線接   口的通訊模塊，適用于智能照明控制,；

　　6. 多個保護(hù)模塊：窗口型看門狗,、時(shí)鐘監(jiān)控、低壓報(bào)警等,，工作可靠,。

　　三、  世強(qiáng)智能照明平臺方案

　　世強(qiáng)電訊開發(fā)的智能照明平臺解決方案主要基于78K0/Ix2系列MCU上述豐富的硬件功能資源為核心,，定位于照明產(chǎn)品高性能,、低成本的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在LED照明,、熒光燈,、HID照明等領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┒喾N靈活的參考設(shè)計(jì)。

　　圖2是LED驅(qū)動控制應(yīng)用的參考方案,，在該方案中,，只需利用比較器、PWM輸出連動功能,，就能夠獨(dú)立進(jìn)行3路恒流控制,；通過改變內(nèi)部參考電壓或PWM輸出設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)調(diào)光；并且MCU支持各種傳感器和DALI,、DMX512,、模擬量輸入等多種通信接口，可根據(jù)外部環(huán)境選擇合適的通訊控制方案,，實(shí)現(xiàn)最佳控制,。

　　圖2-78K0/Ix2 LED驅(qū)動控制

　　下面就Flyback電路舉例說明通過比較器進(jìn)行恒流控制的過程。

　　圖3-Flyback電路恒流控制

　　對于開關(guān)電源,，PWM占空比決定輸出電壓,，如圖3,，電路開始工作后，LED電流經(jīng)采樣后加到MCU內(nèi)置比較器端口,，和參考值進(jìn)行比較,，產(chǎn)生中斷信號，來調(diào)整PWM的占空比,，其變化過程見圖4,，如當(dāng)電流大于參考值時(shí)，降低占空比,；反之,，提高占空比，最終達(dá)到一個負(fù)載電流動態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài),。

　　對于調(diào)光,，78K0/Ix2系列MCU有多種方式來實(shí)現(xiàn)，通過改變比較器參考電壓或者利用定時(shí)器TMH1和PWM輸出連動功能,，另外,，世強(qiáng)電訊的方案也可以利用該款MCU強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理運(yùn)算能力，通過ADC功能和嵌入的算法控制來實(shí)現(xiàn)恒流控制,，同時(shí)為MCU功能擴(kuò)展提供了充足資源,。

　　圖4-恒流控制原理

　　圖5是世強(qiáng)電訊嵌入DALI協(xié)議的智能照明平臺方案，該方案利用MCU內(nèi)置DALI總線接口的通訊模塊,，利用單個MCU完成燈具調(diào)光,、組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)高性能的DALI綠色節(jié)能照明系統(tǒng),，目前已經(jīng)作為國內(nèi)某大型照明廠商的參考設(shè)計(jì),。DALI從機(jī)系統(tǒng)主要分為通訊模塊和LED驅(qū)動控制模塊兩部分，外圍電路設(shè)計(jì)簡單,。

; 圖5-DALI從機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　采用BOOST電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，輸入電壓經(jīng)過升壓后直接驅(qū)動LED燈；負(fù)載電流采樣,，通過嵌入算法實(shí)現(xiàn)恒流控制,； MCU內(nèi)置DALI通訊接口，通過總線和DALI 主機(jī)連接,，實(shí)現(xiàn)和主機(jī)的相互通訊,，完成上位機(jī)發(fā)出的操作控制指令；燈具溫度,、光照度傳感器信號加到MCU端口,，實(shí)現(xiàn)異常檢測保護(hù)。

　　四,、總結(jié)

　　以上,，世強(qiáng)電訊基于78K0/Ix2系列MCU的智能照明平臺解決方案具有以下特點(diǎn)：

　　1,、高性能：MCU內(nèi)置ADC、比較器,、數(shù)字運(yùn)算放大器等豐富的硬件資源可以支持BUCK,、BOOST、FLYBACK等多種靈活的電源驅(qū)動設(shè)計(jì)方案,，嵌入DALI,、DMX512等照明控制協(xié)議，即可實(shí)現(xiàn)照明燈具調(diào)光,、組網(wǎng)的目的,。同時(shí)，該方案還具有過壓,、過流,、過溫等異常檢出保護(hù)功能，產(chǎn)品安全性,、可靠性更高,；

　　2、低成本：由圖3,、圖5可以看出世強(qiáng)電訊智能照明平臺方案電路設(shè)計(jì)簡便快捷,，單MCU附加簡單的外圍電路即可實(shí)現(xiàn)智能化控制,，目前眾多的ASIC設(shè)計(jì)方案,，除了需要一顆MCU實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光和通訊外，還需專用LED驅(qū)動芯片,，在較大功率應(yīng)用中,，往往還需要外置的MOSFET，所以在成本方面與目前眾多的ASIC方案對比如下：

　　對比可見,，世強(qiáng)智能照明平臺方案具有很高的性價(jià)比,，采用該方案將使產(chǎn)品更具市場競爭力；

　　3,、78K0/Ix2 MCU自身的豐富資源有利于照明產(chǎn)品功能的拓展和多樣化,，滿足不同廠商多領(lǐng)域的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)高效靈活的功率級應(yīng)用,。

　　目前,，世強(qiáng)電訊智能照明平臺解決方案已經(jīng)被國內(nèi)多家照明廠商采用,，對于客戶，世強(qiáng)電訊將提供評估板,、參考程序和相關(guān)的開發(fā)軟件,，并提供硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)等方面全方位的技術(shù)支持,，有關(guān)方案詳細(xì)信息及相關(guān)技術(shù)支持,，請聯(lián)系瑞薩(Renesas)電子授權(quán)代理商世強(qiáng)電訊。